Модифицирующая смесь Советский патент 1980 года по МПК C21C1/00 

I

Изобретение относится к черной металлургии в частности к модифицированию и рафинированию стали и сплавов.

Известен комплексный модификатор, содержащий следующие компоненты, вес.%: магний 1,0-10, плавиковый шпат 10-25, фторид иттрия 2-10, фторид РЗМ 3-25, силикокальций - остальное fl .

Недостатком этого ког/плоксного сплава является малая эффективность модифицирования, обусловленная тем, что магний и.альций сравнительно быстро испаряются в стали, а фториды РЗМ являются достаточно термодинамически прочными соединениями и для восстановления РЗМ из фторидов требуется значительный расход кальция и магния, что снижает эффект модифицирования. Комплексный сплав слабо рафинирует сталь, так как образующийся при обработке им стали шлак об- ладает низкой аси :илирующей способностью по отношению к образующимся неметаллическим включениям. Кроме того, образующийся при модифицировгиши шпак

обладает низкой жидкотекучестью и мало предохраняет активные компоненты смеси от выгорания.

Целью изобретения является повьппение модифицирующей и рафинирующей способности смеси.

11ель достигается тем, что модифицирующая смесь дополнительно содержит сипикомишметалл, силикобарий, известь и корунд, при следующем соотнощении компонентов, вес. %:

Силикомишметалл10-ЗО

Силикокальций1О-29

Силикобарий10-30

Магний1-5

Известь15-30

Корунд5-10

Плавиковый щпат:5-10

Силикомишметалл, силикокальций, снликобарий и магний введены в смесь для придания ей модифицирующей способности, шлакообразуюшие (известь, корунд, плавиковый шпат) - для повьпдения рафинирующей способности смеси и защиты ак-

тивных элементов от выгорания. Силико- мишметалл вводят в смесь в ввде сплава симиш, сиитмиш (ТУ-14 5-50-74) или ФСМИ(ТУ-14-141 58-76). Редкоземельные металлы благоприятно меняют состав и форму неметаллических включений , переводят их в глобулярну о форму, )- шают анизотропию свойств катаной стали Щелочно-земельные металлы, кальций и барий способствуют получению наиболее благоприятного типа неметаллических включений в стали-окисидов в сульфидной оболочке. При содержании силиком Шметалла в смеси менее 10% уменьшается модифиЦ1фующая способность смеси, содержание его более 30% не целесообразно так как это удорожает смесь, а повышение свойств умеренно. Силикокальций в смесь целесообразно вводить в виде марок CKIO и СК15 (ГОСТ 4762-71) га как в этом случае повышается усвое- ние кальция. При содержании силикокаль шш в смеси менее 10% его влияние на свойства обработанной смесью стали мал эффективно, при содержании его более

30% модифицирование сопровождается заметным пироэффектом и бурлением стали, что нежелательно, так как возможен выброс металла. Силикобарий (ТУ-14- 1461-6-73) вводят в сталь для измельчения первичной . . структуры и измене- ния состава и формы неметалл 1меских включений. При содержании его в смеси менее 10% влияние его на свойства модифицированной стали мало заметно, содержание силикобария в смеси свьаие 30% нецелесообразно в связи с удорожанием смеси. Магний в составе смеси выполняет роль . активного модификатора, существенно измельчающего первичную структуру и снижающего химическую неоднородность стали. Для равномерного распределения в смеси применяют гранулированный магний марок МГП-1 или МГП-2. При содержании магния в смеси менее 1% действие его на свойства обрабатываемой стали мало заметно при содержании его в смеси более 5% модифицирование сопровождается дымовыделением и пироэффектом кроме того, не исключена возможность выплеска металла из ковша, поэтому содержание магния в смеси не должно превышать 5% .

и1лакообразуюшие вешества введены в состав смеси для получения быстрофор мируюшего жидкоподвижного шлака, заши- шаюшего магний и комплексные сплавы

. от выгорания и обладающего высокой рафинирующей способностью по отношению к вредным примесям и продуктам, раскисления и модифицирования. Верхний и нижний

всегда имеется в печном шлаке в количестве от 15 (в основном) до 60% (в кислом), а при выпуске стали в ковш шлак находится также в эмульгированном состоянии совместно с металлом. Нижний предел извести (СаО) - 15%выбран из условия получения легкоплавкого шлака, обладающего необходимой основностью для ассимиляции сульфидных включений. При содержании извести в смеси менее 15% шлак itMegT низкую рафинирующую способность. Содержание извести в смеси выше ЗО% нежелательно из-за повышения температуры плавления шлака и уменьшения его ассимилирующей способности к неметаллическим включениям. Корунд (A2-jO применяют для разжи кения шлака. Содержания корунда менее 5% недостаточно для получения жидкоподвижного шлака. При содержании корунда в смеси более 10%повышается тугоплавкость шлака, что нежелат&пьно. Плавиковый шпат (флюорит) введен в смесь для ускорения времени формирования и разжижения шлака. При этом плаБжовый шпат эффективно разжижает и понижает вязкость как основных, так и кислых шлаков, что повышает их рафинирующую способность. При введении в смесь менее б. плавикового, шпата удлиняется время формирования жидкоподвижFioro шлака, что снижает э(})фектив1юсть пределы извести, корунда и плавикового шпата выбраны из целесообразности получения шлака оптимальных физико-химических свойств. При отклонении состава по отдельным компонентам шлакообразую- ших ниже нижнего и вьшде верхнего предела ухудшаются рафинируюшая и модифицирующая способность смеси. Модифицирую- шую смесь целесообразно применять для обработки мартеновской, конверторной и электростали в ковше. Оптимальный расход смеси составляет 4-6 кг/т стали. Максимальный размер ферросплавов и шлакообраауюших материалов не должен превьшшть 30 мм. Соотношение шлакообразуюших тepиaлoв в смеси определяется условием формирования жидкоподвиж- ного шлака, который необходим для ассимиляции кидких и твердых оксидных и сульфидных неметаллических включений. Основой всех жйдкоподвижных шлаков является система СаО- Si 3 .

модифицирования. При содержании его в смеси более 10% . повышается выделение дыма и выделение фторсодержащих газов, что приводит к загрязнению окружающей атмосферы, а улучшение качества сформированного шлака незначительно. Выплавлено 5 опытных плавок стали ЗОЛ. Сталь предварительно в печи раскисляют марганцем (0,5%), кремнием (0,3%) и алюминием (0,1% ), обрабатывают в ковш опытной модифицирующей смесью и комплексным модификатором в количестве 5 кг/т и отливали слитки массой по

5О кг. Химический состав модифицирующей сме-и в % приведен в табл. 1. Известный комплексный модификатс р- име-, ет следующий химический состав, вес, % : |у1агний 5, плавиковый шпат 20, фторид лттрия 6, фторид РЗМ 15, силикокальций - остальное. После разрезки слит ков и термической обработки заготовок по режиму: нормализация при 890 С, выдержка 30 мин, отпуск при 620С в течение 2 ч, проводят испытания механических свойств стали ЗОЛ (табл. 2).

Таблица

Испытания показьшают, что предлагаем мая модифицирующая смесь повышает на 2-3 кгс/мм прочностные характеристики стали ЗОЛ и на 10-20% пластичност Ударная вязкость при комнатной температуре на 15-40% и почти в 2 раза выше при - 40 С. Общий индекс загрязненности стали неметаллическими включениями по гест 1778-70 в 2-2,5 раза ниже по сравнению со сталью, обработанной таким же количеством известного мод ификатора. Таким oбpaэo , модифицируюшая смесь по рафинирующей способЕюсти и по эффек-

а б л и ц а 2 тивности влияния на свойства стали имеет значительные преимущества по сравнению со сталью, обработанной известным комплексным модификатором. формула изобретения Модифицирующая смесь, содержащая магний, силикокальций, плавиковый щпат, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее модифицирующей и рафинирующей способности, она дополнительно содержит силикомшиметалл, си-

:... ®

ликобарий, иэвестЬ. спеду Корунд 5-10

юшем соотношении компонентов, вес. %:Плавиковый шпат 5-10

С ил икб МИШ металл 10-30Источники информации,

Силикокальций 10-29принятые во внимание при экспертизе

Силикобарий 10-305

Магний 1-51. Авторское свидетельство СССР

Известь 15-30№ 364688, кл. С 22 С 35/00, 1972.