RU2192495C2 - Раскислитель - Google Patents
Раскислитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192495C2 RU2192495C2 RU2000115929/02A RU2000115929A RU2192495C2 RU 2192495 C2 RU2192495 C2 RU 2192495C2 RU 2000115929/02 A RU2000115929/02 A RU 2000115929/02A RU 2000115929 A RU2000115929 A RU 2000115929A RU 2192495 C2 RU2192495 C2 RU 2192495C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- steel
- deoxidizer
- iron
- composite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросплавов и лигатур для раскисления и легирования сталей. Раскислитель выполнен в виде композита, в котором алюминий содержится в качестве легкоплавкого матричного компонента, а сплав на основе железа - в качестве тугоплавкого армирующего компонента при отношении массовых долей матричного и армирующего компонентов в пределах 25/75~ 50/50. В качестве армирующего компонента из сплава на основе железа используют сталь и/или чугун в виде частиц размером 0,5~10,0 мм. Изобретение обеспечивает увеличение усвояемости алюминия жидкой сталью на 20-40 % и улучшение качества стали за счет повышения стабильности процесса ее раскисления. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросплавов и лигатур для раскисления и легирования сталей.
Известен раскислитель в виде ферроалюминия - сплава на основе железа, содержащего до 30% алюминия [1]. Достоинством ферроалюминия является его высокая плотность, которая приближается к плотности жидкой стали и заметно выше, чем у шлака. Это предупреждает всплывание раскислителя в шлак и способствует более полному усвоению алюминия. Однако ферроалюминий имеет относительно высокую температуру плавления. Кроме того, алюминий в нем присутствует частично или полностью в виде алюминидов железа Fe3Аl и FeAl, растворение которых протекает с поглощением тепла. Это отрицательно влияет на процесс усвоения алюминия, снижая скорость растворения раскислителя и удлиняя продолжительность равномерного распределения его в объеме жидкой стали.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является алюминесодержащий раскислитель в виде трехслойного блока - комбинированной отливки с алюминиевым ядром, промежуточной стальной обечайкой и чугунной оболочкой при соотношении алюминия к массе железосодержащей (стальной и чугунной) составляющей как 1/13-1/9 (7-9%) [2]. Достоинством данного раскислителя является содержание в нем алюминия в исходном легкоплавком состоянии. Кроме того, утяжеление алюминия чугуном и сталью предупреждает всплывание раскислителя в шлак, способствует лучшему его усвоению в расплаве и обеспечивает более стабильное раскисление стали. Недостатком прототипа является нерациональное строение раскислителя, обусловленное тем, что весь алюминий размещен внутри стальной обечайки и чугунной оболочки. Вследствие этого при обработке жидкой стали таким раскислителем растворение алюминия происходит только после проплавления чугунной оболочки и стальной обечайки. Это значительно удлиняет процесс усвоения алюминия жидкой сталью. Другим недостатком прототипа является формирование из алюминиевого ядра больших капель жидкого алюминия. При этом процесс растворения алюминия в жидкой стали локализуется в местах нахождения указанных капель. Такая локализация не способствует быстрому распределению алюминия в объеме расплава и достижению однородности его раскисленности.
Задачей изобретения является оптимизация строения и состава алюминесодержащего раскислителя.
Указанная задача решается тем, что раскислитель, содержащий алюминий и сплав на основе железа, выполнен в виде композита, в котором алюминий содержится в виде легкоплавкого матричного компонента, а сплав на основе железа - в качестве тугоплавкого армирующего компонента при соотношении массовых долей матричного и армирующего компонентов 25/75~50/50. При этом в качестве тугоплавкого армирующего компонента из сплава на основе железа раскислитель содержит сталь или/и чугун в виде частиц размером 0,5 ~ 10,0 мм. В частности, в качестве таких частиц раскислитель содержит стальную или/и чугунную дробь.
Получение раскислителя в виде композита обеспечивает равномерное распределение алюминия в объеме раскислителя и сохранение при этом алюминия в его исходном легкоплавком состоянии. Вследствие этого растворение алюминия в жидкой стали начинается сразу по расплавлении намороженной твердой корки стали на поверхности раскислителя и заканчивается до полного расплавления и растворения армирующего компонента. То есть в композитном раскислителе, в отличие от прототипа, сначала растворяется алюминий, а железосодержащий компонент расплавляется и растворяется в жидкой стали после растворения алюминия. Кроме того, равномерное распределение алюминия в объеме композитного раскислителя исключает формирование большой капли жидкого алюминия как в прототипе. После расплавления намороженной твердой корки стали фрагмент композитного раскислителя с твердыми частицами армирующего компонента и жидкой алюминиевой матрицей диспергирует в расплаве под воздействием его конвекционных потоков на более мелкие фрагменты. Поэтому точки растворения алюминия рассредоточиваются равномерно по объему расплава. Это обеспечивает быстрое и качественное усвоение алюминия жидкой сталью. Таким образом, выполнение раскислителя в виде композита способствует быстрому растворению алюминия в расплаве, лучшему его усвоению и равномерному распределению в объеме жидкой стали.
Использование в качестве матричного компонента алюминия обусловлено тем, что он является основным раскислителем для большинства марок сталей. При этом алюминий легкоплавок и хорошо совмещается со сплавами на основе железа. Кроме того, получение композита с алюминиевой матрицей требует минимальных энергозатрат.
Использование в качестве армирующего компонента сплава или сплавов на основе железа обусловлено тем, что последние обеспечивают необходимое утяжеление раскислителя. При этом они содержат такие же базовые элементы как и раскисляемые стали и потому практически не приводят к существенному изменению их химического состава.
Соотношение массовых долей матричного и армирующего компонентов в пределах 25/75~50/50 обусловлено необходимостью обеспечения в раскислителе сочетания повышенного содержания алюминия с высокой плотностью. При заявленных пределах содержания компонентов плотность раскислителя (4000-5300 кг/м3) заметно превышает плотность шлака. Поэтому фрагменты композитного раскислителя не пересекают границу раздела сталь - шлак и не запутываются в шлаке, а вовлекаются в циркуляционный поток жидкой стали. Этому способствует и то, что ввиду первоочередного растворения алюминия плотность композитного раскислителя в процессе его усвоения возрастает, постепенно приближаясь к плотности жидкой стали. При отношении массовых долей компонентов ниже 25/75 сильно снижается содержание алюминия в раскислителе при одновременном увеличении содержания железосодержащего компонента. При этом возрастают потери теплоты жидкой стали на расплавление железосодержащего компонента. Кроме того, ухудшаются технологические свойства композита, катастрофически падает его текучесть и получение композитного раскислителя становится затруднительным. А при значениях рассматриваемого отношения свыше 50/50 плотность композитного раскислителя снижается и становится близкой к плотности шлака (2800-3200 кг/м3). При этом увеличивается его ошлакование, а усвоение алюминия ухудшается.
Регламентация размеров частиц армирующего компонента в пределах 0,5 ~ 10,0 мм обусловлено тем, что при меньших размерах усиливается окисленность частиц, а при больших размерах больше времени требуется на их расплавление и последующее растворение в жидкой стали.
Композитный раскислитель получают методом жидкофазного совмещения. В качестве армирующего компонента используют стальную или/и чугунную дробь (ГОСТ 11964-81), стальную высечку, стальную или/и чугунную стружку. В качестве матричного компонента используют алюминий первичный марки А0 (ГОСТ 11069-74) или алюминий вторичный марки АВ92 (ГОСТ 295-73). Сначала в индукционной печи расплавляют алюминий. В полученный расплав после рафинирования хлористым марганцем порциями замешивают расчетное количество частиц армирующего компонента. В результате получают гетерогенный суспензированный расплав. Его разливают в изложницы и получают композитный раскислитель в виде чушек. Он состоит из алюминиевой матрицы и хаотично, но равномерно размещенных в ней частиц армирующего компонента.
В таблице приведены составы и характеристики заявленного композитного и известного комбинированного раскислителей.
Заявленный раскислитель (составы 1~9), благодаря композитному строению имеет благоприятное равномерно-рассредоточенное распределение алюминия по всему объему раскислителя. В то же время известный раскислитель (по прототипу) имеет локально-сосредоточенное распределение алюминия (состав 10). Кроме того, композитный раскислитель имеет и более благоприятную последовательность растворения компонентов в сравнении с прототипом.
Компонентный состав композитного раскислителя обеспечивает сочетание высокого содержания алюминия при уровнях плотности, исключающей всплывание раскислителя в шлак, и технологической текучести, достаточной для приготовления раскислителя. Заявленная размерная характеристика частиц армирующего компонента обеспечивает умеренное окисление частиц и достаточно хорошее замешивание их в жидком алюминии и относительно быстрое растворение в жидкой стали.
В лабораторных условиях сравнивали эффективность раскисления жидкой стали 20 композитным (состав 5) и комбинированным (состав 10) раскислителями. Сталь выплавляли в индукционной печи, раскисляли в печи марганцем и кремнием, а на выпуске из печи в ковш в расплав присаживали композитный или комбинированный раскислители из расчета введения 0,1% алюминия. При раскислении стали заявленным композитным раскислителем содержание кислорода в ней составляет 0,005-0,006%. При этом остаточное содержание алюминия составляет 0,020-0,025%. В той же стали, раскисленной эквивалентным количеством известного комбинированного раскислителя (по прототипу), содержание кислорода составляет 0,007-0,008%, а остаточное содержание алюминия - 0,015-0,017%.
Применение предложенного композитного раскислителя обеспечивает увеличение усвояемости алюминия в жидкой стали на 20-40% и улучшение качества стали за счет повышения стабильности процесса раскисления.
Источники информации
1. Гасик Л.Н., Игнатьев В.С., Гасик М.И. Структура и качество промышленных ферросплавов и лигатур. Киев: Техника. 1975. Стр.64-65.
1. Гасик Л.Н., Игнатьев В.С., Гасик М.И. Структура и качество промышленных ферросплавов и лигатур. Киев: Техника. 1975. Стр.64-65.
2. Известия вузов. Черная металлургия. 1999. 3. Стр.28-29 (Анашкин Н.С. и др. Технология микролегирования рельсовой стали алюминием в мартеновских печах).
Claims (3)
1. Раскислитель, содержащий алюминий и сплав на основе железа, отличающийся тем, что он выполнен в виде композита, в котором алюминий содержится в качестве легкоплавкого матричного компонента, а сплав на основе железа - в качестве тугоплавкого армирующего компонента при отношении массовых долей матричного и армирующего компонентов в пределах 25/75~ 50/50.
2. Раскислитель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве тугоплавкого армирующего компонента используют сталь и/или чугун в виде частиц размером 0,5-10,0 мм.
3. Раскислитель по п. 2, отличающийся тем, что в качестве частиц тугоплавкого армирующего компонента используют стальную и/или чугунную дробь.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115929/02A RU2192495C2 (ru) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | Раскислитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115929/02A RU2192495C2 (ru) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | Раскислитель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000115929A RU2000115929A (ru) | 2002-06-10 |
RU2192495C2 true RU2192495C2 (ru) | 2002-11-10 |
Family
ID=20236459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000115929/02A RU2192495C2 (ru) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | Раскислитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2192495C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2269586C9 (ru) * | 2004-04-30 | 2016-10-27 | Леонид Павлович Селезнев | Способ приготовления лигатур и раскислителей |
RU2673252C1 (ru) * | 2014-11-14 | 2018-11-23 | Максим Селезнев | Способ производства композиционного материала с алюминиевой матрицей - раскислителя стали |
RU2729810C1 (ru) * | 2020-01-17 | 2020-08-12 | Сергей Петрович Сырямкин | Раскислительная смесь |
-
2000
- 2000-06-22 RU RU2000115929/02A patent/RU2192495C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
АНАШКИН Н.С. и др. Технология микролегирования рельсовой стали алюминием в мартеновских печах. Известия вузов. Черная металлургия. - М.: Металлургия, 1999, № 3, с. 28 и 29. * |
РЫСС М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с.99-102. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2269586C9 (ru) * | 2004-04-30 | 2016-10-27 | Леонид Павлович Селезнев | Способ приготовления лигатур и раскислителей |
RU2673252C1 (ru) * | 2014-11-14 | 2018-11-23 | Максим Селезнев | Способ производства композиционного материала с алюминиевой матрицей - раскислителя стали |
RU2729810C1 (ru) * | 2020-01-17 | 2020-08-12 | Сергей Петрович Сырямкин | Раскислительная смесь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2230797C2 (ru) | Способ измельчения зерна стали, сплав для измельчения зерна стали и способ получения сплава для измельчения зерна | |
WO2006068487A1 (en) | Modifying agents for cast iron | |
RU2771128C2 (ru) | Модификатор чугуна и способ получения модификатора чугуна | |
EP3478858B1 (en) | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant | |
RU2426796C2 (ru) | Улучшенный способ получения ковкого чугуна | |
KR20180008612A (ko) | 주철 용탕 처리 방법 | |
CA1196195A (en) | Boron alloying additive for continuously casting boron steel | |
CN107119168A (zh) | 一种高炉铁水短流程铸造高品质铸件的方法 | |
Riposan et al. | Magnesium-sulfur relationships in ductile and compacted graphite cast irons as influenced by late sulfur additions | |
US4121924A (en) | Alloy for rare earth treatment of molten metals and method | |
Borse et al. | Review on grey cast iron inoculation | |
RU2192495C2 (ru) | Раскислитель | |
CN1912148A (zh) | 钢铁冶金复合精炼剂 | |
CN104946849B (zh) | 多元铝铁合金脱氧剂及其制备方法 | |
US5037609A (en) | Material for refining steel of multi-purpose application | |
CN104404361B (zh) | 一种d型石墨铸铁及其生产方法 | |
RU2124566C1 (ru) | Брикетированная смесь для модифицирования серого чугуна | |
RU2101367C1 (ru) | Способ производства трубной стали | |
RU2214473C1 (ru) | Сплав для раскисления стали | |
RU2222604C2 (ru) | Порошковая проволока для десульфурации чугуна | |
SU1097700A1 (ru) | Ферросплав дл получени высокопрочного чугуна | |
SU1002392A1 (ru) | Раскислитель | |
RU2208053C2 (ru) | Способ обработки стали | |
RU2104311C1 (ru) | Способ легирования стали марганцем | |
JPS6238408B2 (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060623 |
|
HK4A | Changes in a published invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090623 |