RU2228384C1 - Steel modifier - Google Patents

Steel modifier Download PDF

Info

Publication number
RU2228384C1
RU2228384C1 RU2002134776/02A RU2002134776A RU2228384C1 RU 2228384 C1 RU2228384 C1 RU 2228384C1 RU 2002134776/02 A RU2002134776/02 A RU 2002134776/02A RU 2002134776 A RU2002134776 A RU 2002134776A RU 2228384 C1 RU2228384 C1 RU 2228384C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modifier
aluminum
steel
calcium
barium
Prior art date
Application number
RU2002134776/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002134776A (en
Inventor
Анатолий Яковлевич Наконечный (UA)
Анатолий Яковлевич Наконечный
В.Н. Урцев (RU)
В.Н. Урцев
Д.М. Хабибулин (RU)
Д.М. Хабибулин
С.Н. Аникеев (RU)
С.Н. Аникеев
С.И. Платов (RU)
С.И. Платов
А.В. Капцан (RU)
А.В. Капцан
Original Assignee
ООО "Сорби стил"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Сорби стил" filed Critical ООО "Сорби стил"
Priority to RU2002134776/02A priority Critical patent/RU2228384C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2228384C1 publication Critical patent/RU2228384C1/en
Publication of RU2002134776A publication Critical patent/RU2002134776A/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: invention provides aluminum-based modifier containing 10-15% magnesium, 12-15% calcium, and 8-10% barium the form of dense granules fraction 1.0-1.5 mm. Modifier allows regulated deoxidation first mainly by aluminum and then by high-active elements. EFFECT: intensified desulfurization and increased modifying activity with respect to sulfides, nitrides, and silicates resulting in higher steel quality. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used in steelmaking.

Известен модификатор для стали (а. с. СССР №1216235, кл. С 22 С 35/00, опубл. 07.03.1986 г.), содержащий кремний, марганец, алюминий, углерод, бор, молибден, титан и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known modifier for steel (a. S. USSR No. 1216235, class C 22 C 35/00, publ. 03/07/1986) containing silicon, manganese, aluminum, carbon, boron, molybdenum, titanium and iron in the following ratio components, wt.%:

Кремний 1,0-9,0Silicon 1.0-9.0

Марганец 0,5-2,0Manganese 0.5-2.0

Алюминий 2,0-5,0Aluminum 2.0-5.0

Углерод 2,5-4,5Carbon 2.5-4.5

Бор 0,2-0,7Boron 0.2-0.7

Молибден 0,1-0,4Molybdenum 0.1-0.4

Титан 3,0-18,0Titanium 3.0-18.0

Железо ОстальноеIron Else

Наличие в известном модификаторе в значимых количествах кремния, углерода, бора и титана ограничивает использование этого модификатора, например, при производстве низкокремнистых марок стали, а также сталей, не содержащих в своем составе бор и титан. Содержание бора в количестве 0,2-0,7 мас.% приводит к ухудшению качества стали, если степень усвоения бора из модификатора превышает 15%, а образующиеся в результате раскисления металла кремнием хрупкие трудно удаляемые силикаты снижают возможность глубокой десульфурации металла и приводят к ухудшению качества стали.The presence in the known modifier in significant quantities of silicon, carbon, boron and titanium limits the use of this modifier, for example, in the production of low-silicon steel grades, as well as steels that do not contain boron and titanium. The content of boron in an amount of 0.2-0.7 wt.% Leads to a deterioration in the quality of the steel if the degree of assimilation of boron from the modifier exceeds 15%, and brittle hard-to-remove silicates formed as a result of silicon deoxidation reduce the possibility of deep metal desulfurization and lead to deterioration quality steel.

Кроме того, модифицирующее влияние бора и титана эффективно только по отношению к нитридам, а титана в незначительной степени по отношению к оксидам, поэтому загрязненность стали неметаллическими включениями при использовании известного модификатора значительна, что приводит к ухудшению качества стали.In addition, the modifying effect of boron and titanium is effective only with respect to nitrides, and titanium to a small extent with respect to oxides, therefore, the contamination of steel with non-metallic inclusions when using the known modifier is significant, which leads to a deterioration in the quality of steel.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является комплексный модификатор (а. с. СССР №1382868, кл. С 22 С 35/00, опубл. 23.03.1988 г.), содержащий ниобий, цирконий, ванадий, бор, кальций, алюминий, кремний, титан, марганец, редкоземельные металлы, молибден, азот и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest analogue of the claimed invention is a complex modifier (a.s. USSR No. 1382868, class C 22 C 35/00, publ. March 23, 1988) containing niobium, zirconium, vanadium, boron, calcium, aluminum, silicon, titanium, manganese, rare earth metals, molybdenum, nitrogen and iron in the following ratio of components, wt.%:

Ниобий 7-20Niobium 7-20

Цирконий 8-15Zirconium 8-15

Ванадий 5-15Vanadium 5-15

Бор 0,1-0,3Boron 0.1-0.3

Кальций 0,8-10Calcium 0.8-10

Алюминий 1-10Aluminum 1-10

Кремний 7-10Silicon 7-10

Титан 1-5Titanium 1-5

Марганец 15-25Manganese 15-25

Редкоземельные металлы 6-12Rare earth metals 6-12

Молибден 2-20Molybdenum 2-20

Азот 0,5-2Nitrogen 0.5-2

Железо ОстальноеIron Else

Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: наличие в составе модификатора кальция и алюминия.Signs of the closest analogue, coinciding with the essential features of the claimed invention: the presence of calcium and aluminum in the modifier.

Известный комплексный модификатор предназначен для ограниченного сортамента сталей, содержащих в своем составе упрочняющие добавки - ниобий, молибден, ванадий, бор, титан, азот, и не может быть использован для также высокопрочных конструкционных, но низкокремнистых или экономно легированных марок стали, т.е. не содержащих в своем составе, например, ниобий, цирконий, молибден. Наличие в известном комплексном модификаторе кремния в количестве 7-10 мас.% ухудшает условия десульфурации металла из-за образования в его объеме силикатов, а также наличия остаточного кремния. Содержание в комплексном модификаторе активных элементов - кальция и редкоземельных металлов в количестве, вдвое превышающем содержание алюминия, а также кремния, т.е. элементов, имеющих существенно меньшее сродство к кислороду, приводит к нерациональному использованию высокоактивных элементов на раскисление металла с образованием тугоплавких оксидов редкоземельных элементов, удаление которых затруднено ввиду отсутствия в необходимых количествах разжижающей добавки, что приводит к повышению загрязненности металла неметаллическими включениями, снижению модифицирующих свойств активных элементов по отношению к образующимся неметаллическим включениям и ухудшению качества стали. Снижение модифицирующих свойств при использовании известного комплексного модификатора усугубляется также при превышении степени усвоения входящего в состав комплексного модификатора бора более 30%, что приводит к превышению допустимого предела содержания бора в металле и ухудшению качества стали.The well-known complex modifier is intended for a limited range of steels containing reinforcing additives - niobium, molybdenum, vanadium, boron, titanium, nitrogen, and cannot be used also for high-strength structural, but low-silicon or economically alloyed steel grades, i.e. not containing, for example, niobium, zirconium, molybdenum. The presence in the known complex modifier of silicon in an amount of 7-10 wt.% Worsens the conditions of metal desulfurization due to the formation of silicates in its volume, as well as the presence of residual silicon. The content in the complex modifier of active elements - calcium and rare-earth metals in an amount twice that of aluminum and silicon, i.e. elements having a significantly lower affinity for oxygen, leads to the irrational use of highly active elements for metal deoxidation with the formation of refractory oxides of rare-earth elements, the removal of which is difficult due to the lack of necessary thinning additives, which leads to an increase in metal contamination by nonmetallic inclusions and a decrease in the modifying properties of active elements in relation to the resulting non-metallic inclusions and deterioration in the quality of steel. The decrease in modifying properties when using the well-known complex modifier is also exacerbated if the degree of assimilation of the complex boron modifier exceeding 30% is exceeded, which leads to exceeding the allowable limit of boron content in the metal and deterioration in the quality of steel.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования модификатора для стали путем оптимизации его качественного и количественного состава.The basis of the invention is the task of improving the modifier for steel by optimizing its qualitative and quantitative composition.

Технический результат - обеспечение регламентированного раскисления вначале преимущественно алюминием, а затем высокоактивными элементами, что способствует интенсивной десульфурации и повышению модифицирующих свойств по отношению к сульфидам, нитридам и силикатам, что повышает качество стали.The technical result is the provision of regulated deoxidation primarily by aluminum, and then by highly active elements, which contributes to intense desulfurization and increase modifying properties with respect to sulfides, nitrides and silicates, which improves the quality of steel.

Технический результат достигается тем, что модификатор для стали, содержащий кальций и алюминий, по изобретению дополнительно содержит магний и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the modifier for steel, containing calcium and aluminum, according to the invention additionally contains magnesium and barium in the following ratio of components, wt.%:

Магний 10-15Magnesium 10-15

Кальций 12-15Calcium 12-15

Барий 8-10Barium 8-10

Алюминий ОстальноеAluminum Else

причем модификатор выполнен в виде плотных гранул фракцией 1,0-1,5 мм.moreover, the modifier is made in the form of dense granules with a fraction of 1.0-1.5 mm

В процессе обработки стали предлагаемым модификатором реализуется регламентированное раскисление металла вначале преимущественно алюминием. Этот эффект достигается тем, что количество алюминия в предлагаемом модификаторе в 1,2-2,2 раза превышает содержание высокоактивных по отношению к кислороду элементов - магния, кальция и бария. В результате значительная часть растворенного в металле кислорода связывается алюминием, что способствует повышению модифицирующих свойств высокоактивных элементов, а также значительной десульфурации металла, ввиду его глубокой раскисленности с участием не только алюминия, но и всех компонентов, входящих в состав модификатора. Интенсивное регламентированное раскисление стали вначале преимущественно алюминием сопровождается образованием значительного количества алюминатных оксидных включений различного состава - от корунда до герценита, которые эффективно глобуляризируются кальцием, входящим в состав модификатора с образованием крупных неметаллических включений, легко ассимилируемых шлаком. Наличие в составе предлагаемого модификатора таких высокоактивных по отношению к сере и фосфору элементов, как магний и барий способствует модифицированию неметаллических включений - сульфидов и фосфидов, что также приводит к повышению качества стали.In the process of steel processing, the proposed modifier implements regulated deoxidation of the metal at first primarily by aluminum. This effect is achieved by the fact that the amount of aluminum in the proposed modifier is 1.2-2.2 times higher than the content of elements highly active with respect to oxygen - magnesium, calcium and barium. As a result, a significant part of the oxygen dissolved in the metal is bound by aluminum, which contributes to the enhancement of the modifying properties of highly active elements, as well as to a significant desulfurization of the metal, due to its deep deoxidation involving not only aluminum, but also all the components that make up the modifier. Intensive regulated deoxidation of steel at first primarily by aluminum is accompanied by the formation of a significant amount of aluminate oxide inclusions of various compositions - from corundum to herzenite, which are effectively globularized by calcium, which is part of the modifier with the formation of large non-metallic inclusions, easily assimilated by slag. The presence in the composition of the proposed modifier of such highly active elements with respect to sulfur and phosphorus as magnesium and barium contributes to the modification of non-metallic inclusions - sulfides and phosphides, which also leads to an increase in the quality of steel.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в предложенном модификаторе обусловлен следующим.The choice of boundary limits for the content of components in the proposed modifier is due to the following.

Содержание магния в количестве 10-15 мас.% обеспечивает глубокую десульфурацию и модифицирование сульфидных, оксидных, нитридных, фосфидных и силикатных неметаллических включений, а также повышает раскислительную способность модификатора. Содержание магния в модификаторе менее 10 мас.% не обеспечивает интенсивное раскисление металла, его глубокую десульфурацию, снижает модифицирующие свойства и ухудшает качество стали. Повышение содержания магния в модификаторе более 15 мас.% нецелесообразно потому, что, учитывая высокую упругость пара магния при температурах внепечной обработки и при наличии других высокоактивных элементов кальция и бария, может произойти удаление избыточного магния в газовую фазу.The magnesium content in the amount of 10-15 wt.% Provides deep desulfurization and modification of sulfide, oxide, nitride, phosphide and silicate non-metallic inclusions, and also increases the deoxidizing ability of the modifier. The magnesium content in the modifier of less than 10 wt.% Does not provide intensive deoxidation of the metal, its deep desulfurization, reduces modifying properties and degrades the quality of steel. An increase in the magnesium content in the modifier of more than 15 wt.% Is impractical because, taking into account the high elasticity of magnesium vapor at temperatures beyond the furnace and in the presence of other highly active elements of calcium and barium, excess magnesium can be removed into the gas phase.

Наличие в составе модификатора кальция в количестве 12-15 мас.% обеспечивает наряду с высокой раскисленностью металла глубокую десульфурацию, модифицирование неметаллических включений, а также глобуляризацию оксидов алюминия. Содержание в составе модификатора кальция менее 12 мас.% снижает его рафинирующее действие, а повышение его содержания выше 15 мас.% приводит к нерациональному расходу этого компонента.The presence of calcium modifier in the amount of 12-15 wt.% Provides, along with high deoxidation of the metal, deep desulfurization, modification of non-metallic inclusions, as well as globularization of aluminum oxides. A content of calcium modifier of less than 12 wt.% Reduces its refining effect, and an increase in its content above 15 wt.% Leads to irrational consumption of this component.

Барий, входящий в состав модификатора в количестве 8-10 мас.%, способствует эффективному модифицированию фосфидных включений, его присутствие в металле заметно снижает вредное влияние фосфора в готовой стали. Снижение содержания бария менее 8 мас.% приводит к снижению его модифицирующей способности, а увеличение содержания бария более 10 мас.% ввиду повышения общего количества высокоактивных элементов по отношению к алюминию приводит к снижению суммарного модифицирующего эффекта из-за нерегламентированного раскисления металла, снижению десульфурации и ухудшению качества стали.Barium, which is part of the modifier in an amount of 8-10 wt.%, Contributes to the effective modification of phosphide inclusions, its presence in the metal significantly reduces the harmful effect of phosphorus in the finished steel. A decrease in barium content of less than 8 wt.% Leads to a decrease in its modifying ability, and an increase in barium content of more than 10 wt.% Due to an increase in the total number of highly active elements with respect to aluminum leads to a decrease in the total modifying effect due to unregulated metal deoxidation, reduction of desulfurization and deterioration in the quality of steel.

Алюминий входит в состав модификатора как основной раскислитель металла, его наличие повышает модифицирующий эффект высокоактивных элементов, обеспечивает глубокую десульфурацию и способствует повышению качества стали.Aluminum is a part of the modifier as the main metal deoxidizer; its presence increases the modifying effect of highly active elements, provides deep desulfurization and helps to improve the quality of steel.

Пример.Example.

В литейном цехе выплавляли четыре состава предлагаемого и известного модификаторов. Производство модификатора осуществляли путем сплавления соответствующих компонентов в сталеплавильных агрегатах и последующем распылении расплава на гранулы фракцией 1,0-1,5 мм.In the foundry smelted four of the proposed and well-known modifiers. The production of the modifier was carried out by fusing the corresponding components in steelmaking units and then spraying the melt into granules with a fraction of 1.0-1.5 mm.

Обработку жидкого металла (сталь марки 14Г2АФ) проводили модификаторами предлагаемого состава и известным комплексным модификатором среднего состава. Модификатор вводили в объем жидкого металла, а после обработки металл разливали, прокатывали, отбирали пробы и исследовали в них уровень загрязненности и механические свойства по стандартным методикам.The processing of liquid metal (steel grade 14G2AF) was carried out by modifiers of the proposed composition and the well-known complex modifier of medium composition. The modifier was introduced into the volume of liquid metal, and after processing the metal was poured, rolled, samples were taken and the level of contamination and mechanical properties were examined in them according to standard methods.

Составы используемых модификаторов и показатель степени десульфурации представлены в табл.1 (№№1-3 - предлагаемый, №4 - известный), а результаты оценки загрязненности стали неметаллическими включениями и механические свойства представлены в табл.2.The compositions of the modifiers used and the degree of desulfurization are presented in Table 1 (No. 1-3 are proposed, No. 4 are known), and the results of pollution assessment of non-metallic inclusions and mechanical properties are presented in Table 2.

Из приведенных результатов видно, что при использовании предлагаемого модификатора показатели десульфурации выше, чем у известного. Уровень модифицирующих свойств оценивали по показателям загрязненности стали. Приведенные в табл.2 результаты свидетельствуют о том, что при обработке стали предлагаемым модификатором загрязненность неметаллическими включениями ниже, а показатели механических свойств выше, чем при обработке известным комплексным модификатором.From the above results it is seen that when using the proposed modifier, the desulfurization indices are higher than that of the known one. The level of modifying properties was evaluated by indicators of steel contamination. The results shown in Table 2 indicate that, when processing the steel with the proposed modifier, the contamination with non-metallic inclusions is lower, and the mechanical properties are higher than when processing with the well-known complex modifier.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Модификатор для стали, содержащий кальций и алюминий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит магний и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Modifier for steel, containing calcium and aluminum, characterized in that it additionally contains magnesium and barium in the following ratio of components, wt.%: Магний 10-15Magnesium 10-15 Кальций 12-15Calcium 12-15 Барий 8-10Barium 8-10 Алюминий ОстальноеAluminum Else причем модификатор выполнен в виде плотных гранул фракцией 1,0-1,5 мм.moreover, the modifier is made in the form of dense granules with a fraction of 1.0-1.5 mm
RU2002134776/02A 2002-12-24 2002-12-24 Steel modifier RU2228384C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134776/02A RU2228384C1 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Steel modifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134776/02A RU2228384C1 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Steel modifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2228384C1 true RU2228384C1 (en) 2004-05-10
RU2002134776A RU2002134776A (en) 2004-06-27

Family

ID=32679380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002134776/02A RU2228384C1 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Steel modifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2228384C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103571997A (en) * 2013-11-11 2014-02-12 攀钢集团研究院有限公司 Magnesium-based deoxidized alloy and steelmaking deoxidization method
RU2541218C2 (en) * 2012-07-24 2015-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВПО Сталь" Flux cored wire with modifier for out-of-furnace steel treatment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541218C2 (en) * 2012-07-24 2015-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВПО Сталь" Flux cored wire with modifier for out-of-furnace steel treatment
CN103571997A (en) * 2013-11-11 2014-02-12 攀钢集团研究院有限公司 Magnesium-based deoxidized alloy and steelmaking deoxidization method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1207401C (en) Al-Mg-Fe alloy for deoxidation and desulfurization in smelting steel
JP2003268488A (en) Sulfur-containing free cutting steel
RU2228384C1 (en) Steel modifier
US6372180B1 (en) Method of making mg treated iron with improved machinability
EP0041953B1 (en) Production of vermicular graphite cast iron
JP4546661B2 (en) Hot metal desulfurization agent reusing desulfurization slag
RU2125101C1 (en) Complex addition for steel ladle treatment
SU1036787A1 (en) Cast iron
RU2124566C1 (en) Briquetted mixture for inoculation of gray iron
RU2102498C1 (en) Method of ladle treatment of high-carbon steel
SU740837A1 (en) Modifying mixture
SU1036783A1 (en) Modifier for cast iron
SU1717660A1 (en) Alloying additive for cast iron
SU570655A1 (en) Foundry alloy
SU933725A1 (en) Mixture for making steel
SU1458412A1 (en) Iron modifier
RU2245390C1 (en) Material for steel refining
SU1097700A1 (en) Ferro alloy for making high tensile cast iron
SU1666546A1 (en) Method of producing high-strength cast iron with spheroidal graphite
RU2327744C1 (en) Method of out-of-furnace steel treatment
SU1539231A1 (en) Cast iron
SU840135A1 (en) Method of stainless steel production
KR20100074483A (en) Method for refining stainless steel
RU2270257C2 (en) Method of production of the steel used for production of steel cord, superfine springs and cable ropes
SU1148887A1 (en) Alloy for deoxidizing and modifying rail steel

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20060406

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131225