SU1691400A1 - Способ внепечного получени кремнийтитаномагниевой лигатуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к получению комплексных лигатур на основе ферросилици , примен емых дл  раскислени , микролегировани  и модифицировани  стали. Цель изобретени  - повышение усвоени  магни  и титана, равномерность распределени  элементов в сплаве Предложено ввод магни  в расплав осуществл ть отдельными порци ми при температуре металла 1380- 1540°С с одновременной подачей в зону растворени  алюмини  в количестве 18-70 кг/т расплава, при этом массовое отношение алюмини , магни  и титана на плавку составл ет соответственно 1.(1,4- 2,2)-(2,1-4,3), готовую лигатуру выдерживать в ковше в течение 3-1,5 мин, а затем переливать в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин Предусмотрено также вводить с первой порцией магни  20- 40% алюмини  от общего количества За счет введени  алюмини  и регулировани  температуру процесса повышаетс  переход магни  и титана в сплав в виде соединений с алюминием, одновременно уменьшаютс  их потери с окислением Предлагаемый способ по сравнению с известным позвол ет повысить степень усвоени  магни  на 16,2- 24,2%, титана на 16,0- 17,4%, снизить неоднородность сплава по распределению магни  и титана на 12-27 отн % 1 з п. ф-лы, 1 та б л СП с о о ; ь с с

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к получению комплексных лигатур на основе ферросилици , примен емых дл  раскислени , микролегировани  и модифицировани  стали.

t

Цель изобретени  - повышение усвоени  магни  и титана, равномерность распределени  элементов в сплаве

Способ включает загрузку титана на дно ковша, заливку его жидким ферросилицием и последующую подачу в расплав магни  и алюмини , выдержку расплава и перелив его в другой ковш

Ввод магни  в расплав полученного кремнийтитанового сплава ведут порционно совместно с алюминием при температуре расплава 1380-1540°С при этом расход

алюмини  составл ет ,18-70 кг/т расплава, а массовое отношение алюмини , магни  и титана на плавку составл ет соответственно 1:(1,4-2,2):(2,1-4,3). Готовую лигатуру после выдержки в течение 3-15 мин переливают в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин.

Пределы расхода и массовое соотношение добавок в расплав получены на основании экспериментальных исследований, направленных на получение кремнистой лигатуры с повышенным и стабильным по сравнению с известным способом содержанием элементов при минимально возможном угаре и равномерном распределении титана и магни  в сплаве, обеспечивающей

высокую степень раскислени , модифицировани  и микролегировани  стали.

Лигатуру получают из ферросилици  по

ГОСТ 1415-78, отходов титана по ГОСТ 1639-78, магни  по ГОСТ 804-72 и алюми- ни  по ГОСТ 1131-66.

В таблице даны результаты получени  кремнийтитаномагниевой лигатуры с использованием известного и предлагаемого способов.Одновременна  с магнием подача в зону растворени  алюмини  в количестве 18- 70 кг/т расплава, в т.ч. с первой порцией магни  до 20-40% от общей массы, способствует сн тию местного перегрева расплава за счет нагрева и расплавлени  алюмини . Кроме того, в зоне растворени  магни  происходит взаимодействие алюмини  с титаном и магнием с образованием прочных интерметаллических соединений. Титан, св занный в прочные соединени  с алюминием , не преп тствует растворению магни  в ферросилиции. Магний, св занный с алюминием , в меньшей мере испар етс  и меньше окисл етс  кислородом, растворенным в сплаве и в образующемс  шлаке, при этом снижаетс  пироэффект.

В результате ввода алюмини  повышаетс  усвоение магни  и титана, стабилизируетс  содержание этих элементов в лигатуре. Использование алюмини  в составе сплава с кремнием, титаном и магнием дл  раскислени  стали усиливает раскисли- тельную способность каждого элемента раскислител , что сокращает расход сплава на раскисление стали, улучшает ее механические свойства, например ударную в зкость .

Эффективное воздействие магни  на качественные показатели стали достигаетс  при содержании его в сплаве более 2,5%, что обеспечиваетс  при расходе магни  в процессе изготовлени  лигатуры в количестве не менее 40 кг/т. При расходе магни 

более 98 кг/т резко повышаетс  его угар, а применение такого сплава приводит к сильному барботажу стали в ковше и значительным газовыделени м с пироэффектом.

Нижний предел расхода титана (79 кг/т) обеспечивает содержание титана в лигатуре на нижнем уровне (около 5%). Дальнейшее снижение концентрации титана в сплаве влечет за собой увеличение расхода лигатуры на обработку стали, что не всегда возможно из-за ограничений по содержанию кремни  в металле. Увеличение расхода титана выше 147 кг/т расплава приводит к повышению угара элементов. Расход алюмини , меньший 18 кг/т, нежелателен, так как при этом снижаетс  его воздействие на усвоение магни , а остаточное содержание его в лигатуре не обеспечивает минимально необходимой степени раскислени  стали.

Расход алюмини , больший 70 кг/т, нецелесообразен из-за опасности получени  в стали неметаллических включений неблагопри тной формы, резко ухудшающих эксплуатационные свойства металлопродукции .

. Массовое отношение добавки магни  к алюминию, меньшее 1,4:1, и массовое отношение титана к алюминию, меньшее 2,1:1, нежелательно, так как это приводит к

снижению содержани  в сплаве магни  и титана с одновременным увеличением содержани  алюмини . При использовании такой лигатуры дл  ввода в сталь требуемого количества магни  и титана необходимо

увеличивать расход сплава, что может привести к образованию в стали строчечных включений глинозема. Увеличение упом нутых соотношений выше 2,2 дл  магни  и алюмини  и более 4,3 дл  титана и алюмини  приводит к резкому повышению угара обоих элементов при незначительном увеличении их концентрации в лигатуре.

Нижний предел доли алюмини  от об- щего расхода (20%), вводимого с первой порцией магни , обеспечивает относительно небольшой угар магни  и титана при минимальном их удельном расходе. Снижение доли алюмини  менее 20% приводит к уве- личению угара магни  и титана. Верхний предел доли алюмини  от общего расхода (40%), используемый при максимальном удельном расходе титана и магни , обеспечивает высокую степень усвоени  магни  с незначительным угаром титана. Расход алюмини , больший 40%, нерационален и нежелателен из-за того, что усвоение элементов в этом случае практически не увели- чиваетс , а осуществление процесса вызыёает технологические затруднени  в

св зи с увеличением общего количества вводимых в ковш компонентов.

Растворение магни  и алюмини  происходит за счет тепла расплава ферросили- .ци . Нижний предел температуры расплава (1380°С) выбран из расчета обеспечени  быстрого растворени  вводимых материалов при минимальном угаре элементов. При температуре менее 1380°С на стенках ковша образуютс  металлические настыли, а длительность растворени  добавок возрастает . Верхний предел температуры расплава (1540°С) обусловлен резким увеличением угара элементов сплава.

Выдержка готовой лигатуры в ковше необходима дл  усреднени  температуры и химического состава сплава, а также дл  снижени  температуры расплава перед переливом его в другой ковш. Продолжительность выдержки определ етс  температурой расплава и массой вводимых добавок. Минимальное врем  выдержки (3 мин) относитс  к услови м получени  лигатуры при минимальной температуре расплава и минимальной массе добавок, а максимальна  (15 мин) - при изготовлении лигатуры с максимальной температурой расплава и максимальной массой добавок.

При переливе лигатуры из одной емкости в другую происходит полноеусреднение ее химического состава, что обеспечивает получение однородного сплава.

Скорость перелива определ етс  массой изготовленной лигатуры. Нижний предел (2,1 т/мин) используетс  при массе лигатуры в ковше до 3 т, а верхний (7,8 т/мин) - в случае массы лигатуры выше 5т.

Химический состав лигатуры, %: кремний 51,2-59,9; магний 2,5-6,2; титан 5,0-8,8; алюминий 1,5-4,3; остальное железо и примеси . Масса получаемого сплава колеблетс  от 2,4 до 5,6 т.

Дл  оценки неоднородности распределени  титана и магни  в объеме ковша и

определени  степени усвоени  элементов в процессе разливки на всех плавках, отбирают пробы лигатуры, соответствующие первым порци м сплава (25,50,75 и 100 мае %).

Степень развити  химической неоднородности лигатуры оценивают по разнице между максимальным и минимальным содержанием элементов в отдельных пробах металла, отнесенной к средневзвешенному

содержанию элементов в лигатуре (отн.%). Как следует из данных таблицы, при изготовлении комплексной лигатуры по предлагаемому способу усвоение магни  увеличиваетс  на 16,2-24,2% и титана на

16.0-17,4 абс.% при одновременном снижении ее неоднородности по магнию и титану на 12-27 отн.%.

Claims (2)

1.Способ внепечного получени  крем- нийтИ|аномагниевой лигатуры, включающий изготовление ферросиликотитанового расплава путем предварительной загрузки в ковш твердых отходов титана, последующее заполнение ковша жидким ферросилицием и. принудительный ввод в расплав слитков магни , разливку сплава, отличающийс  тем, что, с целью повышени  усвоени  магни  и титёна, равномерности распределени  элементов в сплаве, титан

присаживают в количестве 79-147 кг/т жидкого ферросилици , а ввод магни  в расплав ведут отдельными порци ми при температуре металла 1380-1540°С с одновременной подачей в зону растворени  алюмини  в количестве 18-70 кг/т расплава, при этом массовое отношение добавок алюмини , магни  и титана на плавку составл ет соответственно 1 :(1,4-2,2):(2,1-4,3), готовую лигатуру выдерживают в ковше в течение 3-15

мин, а затем переливают в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин.

2.Способ по п.1,отличающийс  тем, что с первой порцией магни  ввод т

20-40% алюмини  от общего количества.