SU1659513A1 - Способ изготовлени комплексных лигатур с титаном и магнием - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, конкретно к производству комплексных ферросплавов на основе ферросилици , в Изобретение относитс  к металлургии, преимущественно к производству комплексных ферросплавов на основе ферросилици , в частности к получению лигатур с титаном и магнием. Цель изобретени  - повышение усвоени  титана и магни  и снижение химической неоднородности лигатуры. Способ заключаетс  в том, что магний ввод т в расплав при 1380-1570°С в количестве 50-108 кг/т отдельными порци ми массой 0,06-0,21 от общей массы магни  с интервалом времени между присадками отдельных порций, равным продолжительночастности к получению лигатур с титаном и магнием. Цель изобретени  - повышение усвоени  титана и магни  и снижение химической неоднородности лигатуры. Способ включает ввод магни  в расплав при 1380- 1570°С в количестве 50-108 кг/т отдельными порци ми массой 0,06-0,21 от общей массы магни  с интервалом времени между присадками отдельных порций, равным продолжительности полного растворени  предыдущей порции плюс 0,8-2,3 мин. При этом процесс ведут при соотношении масс титана к кремнию и магни  к кремнию в пределах 0,12-0.22 и 0,10-0,15 соответственно . Отношение массы ферросилици  к массе кремни  в расплаве равно 1.43-2,04. После выдержки готовой лигатуры в ковше в течение 2-15 мин сплав переливают в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин. Способ обеспечивает повышенное усвоение титана и магни  на 15-18% каждого и уменьшение степени химической неоднородности на 24-46%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. сти полного растворени  предыдущей порции плюс 0,8-2,3 мин. При этом процесс ведут при соотношении масс титана к кремнию и магни  к кремнию в пределах 0,12- 0,22 и 0,10-0,15 соответственно, а ферросилици  к кремнию в расплаве - 1,43- 2.04. Кремниймагнийтитановую лигатуру выдерживают в ковше в течение 2-15 мин. а затем переливают в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин. Количество вводимых в ферросилиций элементов определ ют из услови  рационального их использовани  как в процессе изготовлени  лигатуры, так и при ее примеto о (Л ю от 00

Description

нении. Оптимальный режим раскислени , микролегировани  и модифицировани  стали магнийсодержащими сплавами достигаетс  при условии ввода в сталь определенного количества магни . Установлено , что эффективна  обработка стали достигаетс  при использовании сплава с содержанием магни  более 2,5%. При меньшем содержании магни  в лигатуре дл  ввода в сталь требуемого количества магни  необходимо увеличивать расход сплава, не всегда возможно из-за нерегламентированного содержани  кремни  и титана в ста- ли. Кроме того, увеличение расхода ферросплава требует перегрева стали, что экономически нецелесообразно. В св зи с указанным, а также учитыва  степень усвоени  магни  в процессе изготовлени  лигатуры , установленный минимальный расход магни  (50 кг/т) обеспечивает получение сплава с содержанием магни  более 2,5%. Верхний предел расхода магни  (108 кг/т) установлен из расчета получени  лигатуры с максимально возможным содержанием магни  при относительно небольшом его угаре. В случае расхода магни  в количестве более 108 кг/т сплава резко увеличиваетс  его угар, что приводит к нерациональному его расходу. Кроме того, применение дл  обработки стали лигатуры с повышенным содержанием магни  сопровождаетс  возрастанием пироэффекта, что приводит к дополнительному увеличению угара не только магни , но и титана.

Нижний предел отношени  массы магни  к массе кремни  (0,10) и верхний предел отношени  массы титана к массе кремни  в расплаве (0,22) выбраны из расчета обеспечени  минимально возможного угара элементов при вводе в расплав максимального количества титана и минимально возможного количества угара элементов при вводе в расплав максимального количества титана и минимально возможного количества магни . При отношении массы вводимого магни  к массе кремни  в расплаве менее 0,10 содержание магни  в лигатуре снижаетс  до величин, которые не обеспечивают ее рационального использовани . Увеличение отношени  массы титана к массе кремни  более 0,22 приводит к резкому повышению угара элементов, особенно магни .

Верхний предел отношени  массы магни  к массе кремни  (0,15) и нижний предел отношени  массы титана к массе кремни  (0,12) обусловлены необходимостью получени  минимально возможного угара элементов при условии ввода в расплав максимального количества магни  и минимального количества титана. Превышение

отношени  массы магни  к массе кремни  (более 0,15) приводит к резкому увеличению угара элементов, особенно титана, Снижение отношени  массы титана к массе кремни  до величин менее 0,12 приводит к некоторому снижению угара магни , однако получаема  лигатура не находит практического использовани  в св зи с низким содержанием титана в сплаве.

0 При отношении массы ферросилици  к массе содержащегос  в ферросплаве кремни  (1,43-2,04) обеспечиваетс  получение комплексной кремниймагнийтитановой лигатуры оптимального состава с минималь5 ным угаром элементов. Нижний предел (1,43) упом нутого отношени  используют при получении сплава с максимальным содержанием магни  и минимальным количеством титана, а верхний предел (2,04) - при

0 изготовлении лигатуры с минимальным содержанием магни  и максимальным содержанием титана. Применение ферросилици  с отношением массы ферросплава к массе кремни  в нем менее 1,43 приводит к рез5 кому увеличению угара титана, а при использовании ферросилици  с рассматриваемым отношением более 2,04 наблюдаетс  резкое увеличение угара магни , что не обеспечивает получени  лигатуры заданного

0 состава.

Масса вводимых порций магни  выбрана равной 0,06-0,21 от общей массы вводимого магни  исход  из того, что при массе порций менее 0,06 длительность ввода маг5 ни  возрастает и требуетс  значительный запас температуры расплава. Превышение доли вводимого магни  более 0,21 может привести к выбросам сплава из ковша в св зи с резким увеличением объема испар ю0 щегос  магни .

Интервал времени между подачей порций магни , равный продолжительности растворени  предыдущей порции плюс 0,8- 2,3 мин, выбран из расчета минимизации

5 времени присадки магни  и предотвращени  значительных газовыделений. Нижний предел (0,8) используют при вводе минимальных количеств магни . Дальнейшее уменьшение интервала времени между при0 садками приводит к увеличению газовыделений . Верхний предел интервала времени (2,3) примен ют при вводе максимальных количеств магни , Превышение этого предела увеличивает продолжительность при5 садки магни .

Растворение магни  происходит за счет тепла ферросплава, подаваемого при 1380- 1570°С. Нижний предел температуры (1380°С) выбран из расчета обеспечени  полного растворени  магни  с минимальным газовыделением. При температуре менее 1380°С на стенках ковша могут образоватьс  настыли, особенно при вводе относительно больших количеств магни . Верхний предел (1570°С) обусловлен резким увеличением угара элементов. Превышение температуры 1570°С приводит к значительному угару не только магни , но и титана, и кремни , что снижает экономическую целесообразность предлагаемого способа .

Выдержка кремниймагнийтитановой лигатуры в ковше в течение 2-15 мин после ввода магни  необходима дл  предварительного усреднени  температуры и химического состава лигатуры, а также дл  снижени  ее температуры перед переливом в другой ковш. Продолжительность выдержки определ етс  количеством введенного магни , исходной температурой и массой сплава. Минимальное врем  выдержки лигатуры в ковше (2 мин) используют при вводе минимальных количеств магни , низкой температуре расплава и массе лигатуры в ковше до 3 т, а максимальное (15 мин) - при максимальном расходе магни , относительно высокой температуре расплава и массе лигатуры более 5 т. При выдержке сплава менее 2 мин не обеспечиваетс  достаточное усреднение лигатуры по температуре и химическому составу, что приводит к дополнительному угару элементов при переливе из ковша в ковш и снижению однородности сплава. Увеличение выдержки лигатуры более 15 мин приводит к расслоению сплава, в результате чего наблюдаютс  потери лигатуры как за счет угара элементов, так и в результате налипани  на футеровку. Кроме того, в этом случае снижаетс  однородность лигатуры.

Перелив лигатуры из одного ковша в другой со скоростью 2,1-7,8 т/мин обеспечивает полное усреднение ее химического состава. Скорость перелива определ етс  массой полученного сплава. Нижний предел (2,1 т/мин) используетс  при массе сплава в ковше до 3 т, верхний (7,8 т/мин) - при массе лигатуры, превышающей 5 т. При переливе лигатуры из ковша в ковш со скоростью менее 2,1 т/мин не обеспечиваютс  достаточные услови  усреднени  расплава из-за низкой энергии перемешивани , в результате чего ухудшаетс  однородность лигатуры. Кроме того, в этом случае возможны потери лигатуры в св зи с образованием настылей на стенках ковша . Увеличение скорости перелива более 7,8 т/мин приводит к потер м металла за счет его разбрызгивани  и возможных выбросов лигатуры.

Эффективность предлагаемого способа приведена в промышленных услови х.

Пример. Комплексную лигатуру изготовл ют в ковше методом предварительного сплавлени  титана с ферросилицием и последующего ввода в расплав магни . В зависимости от испытуемого варианта в качестве основы используют ферросилиций марок ФС45, ФС65 или ФС75, выплавл е0 мый в электроферросплавных печах мощностью 27 МВА непрерывным процессом с периодическим выпуском. Дл  получени  ферросилици  с содержанием кремни , отличающимс  от стандартного марочного со5 става, примен ют комбинацию из двух марок ферросилици . После выдержки в ковше ферросиликотитановый расплав подают на установку дл  ввода магни . Присадку магни  в расплав производ т с помощью

0 погружных штанг, на которых заранее укрепл ют слитки магни . Полученную крем- ниймагнийтитановую лигатуру в течение определенного времени выдерживают в ковше, а затем переливают в другой ковш.

5 Химический состав лигатур находитс  в следующих пределах, %: кремний 48,8-67,5; титан 4,7-8,5; магний 3,0-7,2; остальное железо и примеси.

Дл  получени  данных по изготовлению

0 комплексной лигатуры по известному способу используют результаты промышленных плавок.

Лигатуру опытных и сравнительных плавок разливают на машине конвейерно5 го типа. Дл  определени  степени неоднородности распределени  титана и магни  в объеме полученной лигатуры и усвоени  элементов в процессе разливки всех плавок отбирают пробы металла, соответствую0 щие первым порци м сплава (25, 50, 75 и 100 мас.% лигатуры в ковше). Степень развити  химической неоднородности лигатуры оценивают по разнице между максимальным и минимальным содержанием элементов в

5 отдельных пробах металла, отнесенной к средневзвешенному содержанию элементов в лигатуре (отн.%).

Результаты исследований приведены в таблице.

0Установлено, что изготовление лигатуры по предлагаемому способу обеспечивает повышение усвоени  титана и магни  на 15-18% каждого и уменьшение степени химической неоднородности на 24-46%.

5

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 Способ изготовлени  комплексных

   лигатур с титаном и магнием, включающий

   загрузку в агрегат ферросилици  и титансодержащего материала, получение ферросиликотитанового расплава, последующий ввод магни  и выдержку расплава в ковше, отличаю щийс  тем, что, с целью Повышени  усвоени  титана и магни  и снижени  химической неоднородности лигатуры , магний ввод т в расплав отдельными порци ми с расходом в каждой порции 0,06-0,21 от общего расхода с интервалом между порци ми, равным сумме продолжительности полного растворени  порции и 0,8-2,3 мин, при этом температура расплава

   при вводе магни  1380-1570°С, а общий расход 50И08 кг/т, причем отношени  масс вводимого магни , ферросилици  и титана в расплаве к массе кремни  в расплаве соот- ветственно равны 0,12-0.22, 1,43-2,04 и 0,10-0,15, а расплав выдерживают в ковше в течение 2-15 мин.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что лигатуру переливают в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин.

   Продолжение таблицы

   Способ