RU2241778C1 - Iron-silicium-aluminum-based addition alloy - Google Patents

Iron-silicium-aluminum-based addition alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2241778C1
RU2241778C1 RU2003114818/02A RU2003114818A RU2241778C1 RU 2241778 C1 RU2241778 C1 RU 2241778C1 RU 2003114818/02 A RU2003114818/02 A RU 2003114818/02A RU 2003114818 A RU2003114818 A RU 2003114818A RU 2241778 C1 RU2241778 C1 RU 2241778C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
steel
iron
silicon
ligature
Prior art date
Application number
RU2003114818/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003114818A (en
Inventor
А.Н. Шаруда (RU)
А.Н. Шаруда
О.В. Веснин (RU)
О.В. Веснин
А.Е. Пискаев (RU)
А.Е. Пискаев
нов С.В. Кирь (RU)
С.В. Кирьянов
Original Assignee
Шаруда Александр Николаевич
Веснин Олег Васильевич
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 Шаруда Александр Николаевич, Веснин Олег Васильевич filed Critical Шаруда Александр Николаевич
Priority to RU2003114818/02A priority Critical patent/RU2241778C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2241778C1 publication Critical patent/RU2241778C1/en
Publication of RU2003114818A publication Critical patent/RU2003114818A/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular complex alloy for deoxidation and doping of steel and cast iron.
SUBSTANCE: claimed addition alloy contains (mass %): iron 25-50; aluminum and silicium 75-50 in Al/Si ratio of (1:1)-(3:2). Claimed Al/Si ratio is the most preferable to produce high quality ingots due to more deep steel deoxidation with aluminum and sufficient steel doping with silicium.
EFFECT: increased coefficient of aluminum utilization; method for producing of silicon steel with improved efficiency.
1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке комплексных сплавов для раскисления и легирования стали и чугуна.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the development of complex alloys for deoxidation and alloying of steel and cast iron.

Известен модификатор для чугуна, содержащий 23-25% Al, 5-7% Si, остальное - Fe. Обработка жидкого чугуна модификатором указанного состава позволяет повысить механические свойства чугуна [1].Known modifier for cast iron containing 23-25% Al, 5-7% Si, the rest is Fe. Processing liquid cast iron with a modifier of the specified composition allows to increase the mechanical properties of cast iron [1].

Известен раскислитель - феросиликоалюминий, который используют для обработки кипящей стали [2]. Для обработки слитков кипящей стали в изложнице феросиликоалюминий в гранулированном виде через 0,5-1,5 мин после наполнения изложницы присаживают на зеркало слитка.Known deoxidizer - ferosilicon, which is used for the treatment of boiling steel [2]. To process the ingots of boiling steel in the mold, ferro-silicoaluminium in granular form after 0.5-1.5 minutes after filling the mold is placed on the ingot mirror.

Наиболее близким аналогом изобретения является лигатура, содержащая 8-25% Al, 55-70% Si, остальное - Fe [3]. Получают лигатуру указанного состава следующим образом: в ковш загружают необходимое количество алюминия и легкоплавкого флюса, состоящего из криолита и извести в соотношении 4:1, а затем в ковш заливают ферросилиций. Флюсовая смесь и алюминий расплавляются за счет физического тепла расплава и тепла образования алюминидов железа. Во время выдержки в ковше под слоем шлака происходит выравнивание лигатуры по составу. Если лигатура содержит более 20% Al, слитковый алюминий предварительно расплавляют в ковше газовой горелкой под слоем флюса.The closest analogue of the invention is the master alloy containing 8-25% Al, 55-70% Si, the rest is Fe [3]. Get a ligature of the specified composition as follows: the required amount of aluminum and low-melting flux consisting of cryolite and lime in a ratio of 4: 1 is loaded into the bucket, and then ferrosilicon is poured into the bucket. The flux mixture and aluminum are melted due to the physical heat of the melt and the heat of formation of iron aluminides. During aging in a ladle under a layer of slag, the ligature is aligned in composition. If the ligature contains more than 20% Al, the ingot aluminum is pre-melted in a ladle with a gas burner under a flux layer.

Предлагаемая железо-кремний-алюминиевая лигатура представляет собой трехкомпонентный сплав, который содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: железо - 25-50; алюминий и кремний (в сумме) - 75-50, при этом соотношение алюминия и кремния составляет от 1:1 до 3:2.The proposed iron-silicon-aluminum alloy is a three-component alloy that contains components in the following ratio, wt.%: Iron - 25-50; aluminum and silicon (in total) - 75-50, while the ratio of aluminum to silicon is from 1: 1 to 3: 2.

Задачами изобретения являются:The objectives of the invention are:

повышение качества слитков;improving the quality of ingots;

повышение коэффициента использования алюминия;increased utilization of aluminum;

повышение экономической эффективности использования заявленной лигатуры.increasing the economic efficiency of using the claimed ligature.

Поставленные задачи достигаются в результате получения при реализации заявленной лигатуры следующих технических результатов:The tasks are achieved as a result of obtaining the following technical results when implementing the claimed ligature:

более глубокой степени раскисления стали;a deeper degree of deoxidation of steel;

увеличения плотности сплава;increase in alloy density;

сокращения времени внепечной обработки за счет объединения операций раскисления алюминием и легирования кремнием.reduction of out-of-furnace treatment time due to the combination of aluminum deoxidation and silicon alloying operations.

Технические результаты достигаются тем, что заявленная лигатура содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: железо - 25-50; алюминий и кремний (в сумме) - 75-50, при этом соотношение алюминия и кремния составляет от 1:1 до 3:2.Technical results are achieved by the fact that the claimed ligature contains components in the following ratio, wt.%: Iron - 25-50; aluminum and silicon (in total) - 75-50, while the ratio of aluminum to silicon is from 1: 1 to 3: 2.

Предлагаемое количество железа от 25 до 50 мас.% обусловливает получение сплава повышенной плотности для увеличения коэффициента использования алюминия. Обычный раскислитель - алюминий имеет плотность от 2,6 до 2,7 г/см3, поэтому значительная часть алюминия находится над поверхностью жидкой стали и окисляется кислородом воздуха. Так из 100 кг алюминия, используемого при раскислении, только 17-20 кг расходуется собственно для удаления растворенного в металле кислорода, остальные 80-83 кг сгорают на поверхности стали, взаимодействуя с кислородом атмосферы, что обусловлено малой плотностью алюминия по сравнению со сталью, так как эффективной частью раскислителя является только та, которая погружена в расплав.The proposed amount of iron from 25 to 50 wt.% Determines the alloy of high density to increase the utilization of aluminum. The usual deoxidizer - aluminum has a density of from 2.6 to 2.7 g / cm 3 , so a significant part of the aluminum is located above the surface of liquid steel and is oxidized by atmospheric oxygen. So of 100 kg of aluminum used in deoxidation, only 17-20 kg is actually spent to remove oxygen dissolved in the metal, the remaining 80-83 kg burn on the surface of the steel, interacting with atmospheric oxygen, which is due to the low density of aluminum compared to steel, so as an effective part of the deoxidizer is only the one that is immersed in the melt.

Увеличение плотности лигатуры и приближение ее к плотности стали способствует большему заглублению лигатуры в расплав. Так, при увеличении содержания железа до 50 мас.% плотность лигатуры увеличивается до 5,0 г/см3, а процент усвоения алюминия увеличивается при этом в 3 раза. Поэтому для получения того же эффекта раскисления потребуется уже не 100 кг алюминия, а только 33 кг, входящего в состав лигатуры. Таким образом, содержание в заявленной лигатуре железа от 25 до 50 мас.% позволяет значительно повысить коэффициент использования алюминия.An increase in the density of the ligature and its approximation to the density of steel contributes to a greater penetration of the ligature into the melt. So, with an increase in iron content up to 50 wt.%, The density of the ligature increases to 5.0 g / cm 3 and the percentage of assimilation of aluminum increases by 3 times. Therefore, to obtain the same deoxidation effect, it will no longer be necessary to 100 kg of aluminum, but only 33 kg, which is part of the ligature. Thus, the content in the claimed ligature of iron from 25 to 50 wt.% Can significantly increase the utilization of aluminum.

Входящие в состав предлагаемой лигатуры алюминий и кремний, имеющиеся в сплаве-прототипе (3), в основном выполняют ту же функцию, что и в известном сплаве-прототипе. Однако соотношение алюминия и кремния в предлагаемом сплаве значительно отличается от сплава-прототипа.The aluminum and silicon components of the proposed ligature, available in the prototype alloy (3), basically perform the same function as in the known prototype alloy. However, the ratio of aluminum to silicon in the proposed alloy is significantly different from the alloy of the prototype.

Выбор граничных пределов содержания алюминия и кремния в предлагаемой лигатуре обусловлен оптимальной необходимой температурой его плавления, а также допустимыми нормами по кислороду и кремнию в стали.The choice of the boundary limits of the content of aluminum and silicon in the proposed ligature is due to the optimal required temperature for its melting, as well as acceptable standards for oxygen and silicon in steel.

Увеличение содержания алюминия в предлагаемой лигатуре, во-первых, повышает ее раскислительную способность, а во-вторых, снижает температуру ее плавления на двести градусов по сравнению со сплавом-прототипом, что облегчает применение предлагаемой лигатуры с технологической точки зрения. За счет повышенного содержания алюминия в заявленной лигатуре обеспечивается требуемое раскисление стали, а легирование - кремнием. Как показала практика, заявленное соотношение алюминия и кремния от 1:1 до 3:2 является наиболее оптимальным для получения качественных слитков за счет более глубокого раскисления стали алюминием и необходимого легирования стали кремнием. За счет объединения операций раскисления стали алюминием и легированием ее кремнием снижается время внепечной обработки стали, что обеспечивает повышение экономической эффективности применения заявленной лигатуры. Кроме того, предполагается, что стоимость заявленной лигатуры будет в полтора раза ниже традиционного, алюминиевого, раскислителя АВ 87.The increase in aluminum content in the proposed ligature, firstly, increases its deoxidizing ability, and secondly, reduces its melting temperature by two hundred degrees compared to the prototype alloy, which facilitates the application of the proposed ligature from a technological point of view. Due to the increased aluminum content in the claimed ligature, the required deoxidation of steel is ensured, and alloying with silicon. As practice has shown, the claimed ratio of aluminum and silicon from 1: 1 to 3: 2 is the most optimal for obtaining high-quality ingots due to deeper deoxidation of steel with aluminum and the necessary alloying of steel with silicon. By combining the operations of steel deoxidation with aluminum and its alloying with silicon, the time of out-of-furnace treatment of steel is reduced, which ensures an increase in the economic efficiency of the application of the claimed ligature. In addition, it is assumed that the cost of the declared ligature will be one and a half times lower than the traditional, aluminum, deoxidant AB 87.

Заявленную лигатуру получают в высокочастотной индукционной сталеплавильной печи из всех видов алюминиевых и алюмокремнистых отходов с массовой долей металлической части алюминия не менее 5% или в дуговой печи переменного тока любого типа из оксидов алюминия и кремния (бокситы, алуниты, нефелины, бедные алюминиевые шлаки и др.) с добавлением стального лома или железной окалины с содержанием оксида железа не менее 50 мас.%. Плавку шихты, состоящую из алюминиевых и алюмокремнистых отходов (или оксидов алюминия и кремния) и стального лома (или железной окалины), осуществляют в восстановительной среде углерода. Для получения в заявленной лигатуре необходимого количества кремния в шихту добавляют песок (SiO2). Восстановительную среду создают добавлением углеродсодержащих материалов: уголь различных марок, антрацит, графитовый бой с содержанием углерода не менее 50 мас.%. Расчет шихты для плавки проводят из расчета содержания железа в сплаве от 25 до 50 мас.%. Расчет углеродсодержащего материала выполняют из расчета восстановления железа из оксида железа с учетом необходимого избытка по углероду. Восстановительная атмосфера плавки шихты позволяет снизить угар алюминия до 1-2%. Плотность лигатуры составляет от 3,0 до 5,0 г/см3. Примеси, которые могут быть в сплаве, не превышают значений, которые оговорены ГОСТ 295-98.The claimed ligature is obtained in a high-frequency induction steelmaking furnace from all types of aluminum and silicon-aluminum waste with a mass fraction of the metal part of aluminum of at least 5% or in an AC arc furnace of any type from aluminum and silicon oxides (bauxite, alunite, nepheline, poor aluminum slag, etc. .) with the addition of steel scrap or iron oxide with an iron oxide content of at least 50 wt.%. The smelting of the mixture, consisting of aluminum and aluminum-silicon waste (or oxides of aluminum and silicon) and steel scrap (or iron oxide), is carried out in a reducing carbon medium. To obtain the required amount of silicon in the claimed ligature, sand (SiO 2 ) is added to the charge. A reducing environment is created by adding carbon-containing materials: coal of various grades, anthracite, graphite battle with a carbon content of at least 50 wt.%. The calculation of the charge for melting is carried out from the calculation of the iron content in the alloy from 25 to 50 wt.%. The calculation of the carbon-containing material is performed from the calculation of the reduction of iron from iron oxide, taking into account the required excess in carbon. The reducing atmosphere of the smelting of the charge allows to reduce aluminum fumes up to 1-2%. The ligature density is from 3.0 to 5.0 g / cm 3 . Impurities that may be in the alloy do not exceed the values specified by GOST 295-98.

Пример получения заявленной лигатуры.An example of obtaining the claimed ligature.

В качестве шихтовых материалов для производства 1000 кг железо-кремний-алюминиевой лигатуры с содержанием, мас.%: Fe - 50; Al - 30; Si - 20, использовали бедный алюминиевый шлак с содержанием Аl2О3 - 58%; SiO2 - 9%; Fe2O3 - 8% в количестве 1000 кг; песок (SiO2) с содержанием Fe2O3 - 2% в количестве 330 кг; стальную стружку в количестве 440 кг; уголь марки Г с зольностью 17% и содержанием в золе Аl2О3 - 5%, SiO2 - 5% в количестве 520 кг с учетом 20% избытка.As the charge materials for the production of 1000 kg of iron-silicon-aluminum alloys with a content, wt.%: Fe - 50; Al - 30; Si - 20, used poor aluminum slag with an Al 2 O 3 content of 58%; SiO 2 - 9%; Fe 2 O 3 - 8% in the amount of 1000 kg; sand (SiO 2 ) with a content of Fe 2 O 3 - 2% in an amount of 330 kg; steel shavings in the amount of 440 kg; grade G coal with an ash content of 17% and an Al 2 O 3 content of 5% in ash, 5% SiO 2 in an amount of 520 kg, taking into account a 20% excess.

Исходные шихтовые материалы в указанных количествах были смешанны и запрессованы на валковом прессе с удельным усилием прессования 1,5 т/см2 без применения связующего. Объем одного брикета - 65 см3.The initial charge materials in the indicated amounts were mixed and pressed onto a roller press with a specific pressing force of 1.5 t / cm 2 without the use of a binder. The volume of one briquette is 65 cm 3 .

Плавку проводили в дуговой рудовосстановительной печи открытого типа. Брикеты засыпали и плавили в течении 1 ч 25 мин. Далее выдерживали 30 мин и сливали через нижнюю летку полученный сплав при температуре 1540°С в изложницы. Затем через нижнюю летку сливали шлак в шлаковню.Melting was carried out in an open-type arc ore reduction furnace. Briquettes fell asleep and melted for 1 h 25 min. Then it was held for 30 min and the resulting alloy was poured through the lower notch at a temperature of 1540 ° C into molds. Then, through the lower notch, slag was poured into slag.

Применение железо-кремний-алюминиевой лигатуры заявленного состава позволяет значительно повысить коэффициент использования алюминия за счет увеличения плотности сплава. Заявленное количество алюминия и кремния - 75-50 мас.% и соотношение алюминия и кремния от 1:1 до 3:2 является наиболее оптимальным для обеспечения получения качественных слитков за счет более глубокого раскисления стали алюминием и достаточным легированием стали кремнием. При этом реализуется возможность объединения операций раскисления стали алюминием и легирование ее кремнием, что позволяет снизить время внепечной обработки стали, а тем самым обеспечить повышение экономической эффективности получения кремнистых марок стали.The use of iron-silicon-aluminum alloys of the claimed composition can significantly increase the utilization of aluminum by increasing the density of the alloy. The claimed amount of aluminum and silicon is 75-50 wt.% And the ratio of aluminum and silicon from 1: 1 to 3: 2 is the most optimal for ensuring high-quality ingots due to deeper deoxidation of steel with aluminum and sufficient alloying of steel with silicon. At the same time, it is possible to combine the operations of steel deoxidation with aluminum and its alloying with silicon, which allows to reduce the time of out-of-furnace processing of steel, and thereby to increase the economic efficiency of obtaining silicon steel grades.

Источники информацииSources of information

1. А.с. СССР № 422787, С 22 с 35/00, приоритет от 04.04.1972 г.1. A.S. USSR No. 422787, C 22 from 35/00, priority 04/04/1972

2. А.с. СССР № 418530, С 21 с 35/00, приоритет от 08.11.1972 г.2. A.S. USSR No. 418530, C 21 from 35/00, priority dated 11/08/1972

3. А.с. СССР № 268659, С 22 с 35/00, приоритет от 28.11.1969 г.3. A.S. USSR No. 268659, С 22 с 35/00, priority from 11/28/1969

Claims (1)

Железо-кремний-алюминиевая лигатура, содержащая железо, кремний и алюминий, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:Iron-silicon-aluminum ligature containing iron, silicon and aluminum, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%: Железо 25-50Iron 25-50 Алюминий и кремний 75-50Aluminum and silicon 75-50 при этом соотношение алюминия и кремния составляет от 1:1 до 3:2.the ratio of aluminum to silicon is from 1: 1 to 3: 2.
RU2003114818/02A 2003-05-21 2003-05-21 Iron-silicium-aluminum-based addition alloy RU2241778C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114818/02A RU2241778C1 (en) 2003-05-21 2003-05-21 Iron-silicium-aluminum-based addition alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003114818/02A RU2241778C1 (en) 2003-05-21 2003-05-21 Iron-silicium-aluminum-based addition alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2241778C1 true RU2241778C1 (en) 2004-12-10
RU2003114818A RU2003114818A (en) 2004-12-20

Family

ID=34388089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003114818/02A RU2241778C1 (en) 2003-05-21 2003-05-21 Iron-silicium-aluminum-based addition alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241778C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2241778C1 (en) Iron-silicium-aluminum-based addition alloy
CN110724788B (en) Preparation and use method of carbon-containing steel block deoxidizer for vacuum furnace steelmaking
JPH03505755A (en) Material for refining steel with multi-purpose applications
US1410749A (en) Manufacture of steel
SU1044641A1 (en) Method for alloying steel with manganese
SU1211299A1 (en) Method of producing aluminium cast iron with compact graphite
SU1002392A1 (en) Reducer
KR101493551B1 (en) Alloy "kazakhstanski" for reducing and doping steel
RU2688015C1 (en) Method of obtaining iron-carbon alloys in metallurgical units of various functional purpose
SU1224349A1 (en) Briquette for cast iron inoculation
SU765386A1 (en) Complex modifier
RU2208648C2 (en) Inoculant for iron inoculation
SU1708909A1 (en) Cast iron modifier
SU747895A1 (en) Mixture for killing and refining molten metal
SU589275A1 (en) Alloy for deoxidizing and inoculating steel
SU1359305A1 (en) Method of graphitizing treatment of cast iron
RU2102497C1 (en) Method of melting vanadium-containing steel in electric arc furnace
SU706452A1 (en) Method of steel refining
SU1548213A1 (en) Composition for inoculating iron
SU652223A1 (en) Method of producing chromium steel for bearings
SU1382859A1 (en) Method of producing alloy steel
SU535351A1 (en) The method of steelmaking
SU1463766A1 (en) Inoculant composition for cast iron
SU836124A1 (en) Method of steel production
SU1618766A1 (en) Briquet for melting iron-carbon initial material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060522