Claims (2)
Изобретение относитс к электрометаллур гии и может использоватьс на металлургических и машиностроительных заводах, имею щих установки электрошлакового переплава (ЭШП). Известна смесь l дл раскислени флю са при ЭШП содержит компоненты, вз тые в следующем соотношении, вес.%: Окись марганца40-6О Карбонат кальци 1-1О Алюминиевый порошокОстальное Указанна смесь позвол ет осуществл ть легирование марганцем. Известна смесь 2 дл раскислени флю са при ЭШП, состо ща из восстановител , например алюминиевого порошка, двуокиси титана, карбоната кальци , компоненты которой вз ты в следующем соотношении, вес.%: Двуокись титана50-60 Алюминиевый порошок30-50 Карбонат кальци 1-10 Данна смесь может быть использована дл лог ровени стали титаном в процессе ЗШП. Недостаток известной смеси - низкое извлечение титана и неравномерное распределение его по высоте слитка. Цель изобретени - наиболее полное извлечение титана из смеси и равномерное распределение его по высоте слитка. Дл этогх предлагаема смесь дополнительно содержит металлический титан и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, вес.%: Алюминиевый порошок20,О-5О,О Двуокись титана40,0-7О,О Металлический титанО,5-2О,О Жидкое стекло0,5-3,0 Наибольший эффект от использовани смеси предлагаемого состава может быть получен при ее применении в виде спрессованных брикетов, которые погружаютс до поверхности металл-шлак, что создает высокую концентрацию восстанавливаемого окисла на границе брикета с металлом. В таких услови х возможно получение сверхрав- новесного, относительно шлака, содержани восстанавливаемого элемента в металле. Дл получени брикетов в состав смеси введена св зующа добавка - жидкое стекло. Металлический титан вводитс в состав смеси , например, в виде кусочков фракци ми 1-10 мм или в виде порошка. Дл создани наиболее благопри тных термодинамических условий протекани процессов алюмотермического восстановлени окислов в состав предлагаемой смеси металлический титан ввод т путем предварительного частичного восстановлени указанной смеси в инертной или восстановительной атмосфере, например, путем нагревани брикетов до 900-1500 С в атмосфере аргона . При содержании алюминиевого порошка в составе смеси менее 2О% невозможно осушествл ть легирование стали титаном в заданных пределах. Содержание алюминиевого порошка свыше 5О% приводит к высокому со держанию в металле остаточного алюмини , к ухудшению механических свойств стали. Введение в состав смеси 40-70% двуоки си титана позвол ет -осуществл ть легирование стали титаном в широком интервале его концентрации. Содержание в смеси менее 4О% двуокиси титана затрудн ет осуществле ние легировани стали. Металлический титан в составе смеси в количестве О,5-20% ускор ет процесс легир вани металлической ванны. Содержание металлического титана более 20% приводит к повышению температуры плавлени смеси, к ухудшению равномерности распределени титана по слитку. При содержании металлического титана менее 0,5% замедл етс процесс легировани металлической ванны. Введендо жидкого стекла в состав смеси менее О,Б; будет недостаточным дл получени плотного прессованного брикета. Увел чение содержани жидкого стекла свыше 3% приводит к повышению содержани кремни в металле, за счет его восстановлени алюминием . Компоненты смеси в исходном состо нии могут быть представлены в виде порошкообразных материалов. Проведение электрошлакового переплава с использованием смесЕ-i предлагаемого состава осуществл ют сдедующим образом. Провод т процесс ЭШП расходуемых элек тродов из стали, содержащей активные компо ненты, например титан, ниже нижнего предел содержани его s данной марке. Принаплавле нии слитка на поверхность флюса в кристаллизаторе ввод т смесь предлагаемого состава в виде прессованных брикетов из расчета 5-7 кг на тонну переплавл емой стали, например , порци ми по 100-150 г через каждые п ть минут плавлени . При попадании брикета на поверхность флюса протекают про цессы алюмотермического восстановлени , например титана; брикет погружаетс в шлак до поверхности раздела металл-шлак. Больша поверхность реагировани , высока активность окисла восстанавливаемого элемента на поверхности контакта брикета с металлом, отсутствие окисл ющего действи атмосферы обеспечивают эффективное протекание алюмотермического восстановлени и позвол ют проводить легирование и корректировку химического состава с меньшим расходом восстановител и окисла восстанавливаемого элемента . Пример 1. На установке электрошлакового переплава с диаметром кристаллизатора 50 мм переплавл ют электроды диаметметром 25 мм, изготовленные из стали марки СтЗ с остаточным содержанием титана О,О1%. Переплав осуществл ют под шлаком АНФ-6, составленным из химически чистых компонентов. Масса шлака составл ет 200 г, масса слитка -- 1700 г. При наплавлении слитка на поверхность шлака ввод т прессованные брикеты следующего состава, вес.%: Алюминиевый порощокЗО.О Двуокись титана59,0 Металлический титан10,0 Жидкое стекло1,0. Общий расход смеси - 9,5 г (2,8 г порошка алюмини , 5,6 г двуокиси титана, 0,9 г металлического титана; 0,2 г жидкого стекла). Процесс переплава протекает устойчиво . После переплава содержание титана составл ет 0,23-% в верхней части слитка и 0,22% - в нижней части. Содержание двуокиси титана в шлаке после переплава - 0,8%. Анализ полученных результатов показывает , что содержание титана в металле, пос- ле переплава возрастает в среднем на 0,21%, что соответствует 1ОО% использованию алюмини и восстановлению 89% двуокиси титана , введенных в течение переплава. Пример 2. В кристаллизаторе диаметром 420 мм переплавл ют расходуемые электроды нержавеющей стали, не содержащей Дл легировани стали примен ют смесь в виде брикетов следующего состава, вес.%: Алюминиевый порошок26,6 Двуокись титана70,0 Металлический титан0,6 Жидкое стекло2,8 Расход смеси - 6,2 кг на тонну металла, содержание титана после переплава - О,18% в нижней части слитка и 0,2О% - в верхней. Пример 3. Используют смесь следующего состава, вес.%: Алюминиевый порошок37,9 Двуокись титана4О,3 Металлический титан19,8 Жидкое стекло2,0 Расход смеси - 6,0 кг на тонну металла. Содержание титана после переплава - 0,54% в нижней части слитка и 0,56% - в верхней, При использовании смеси, в первую очередь , в виде прессованных брикетов, степень извлечени титана из исходных материалов может достигать 100%. Экономический эффект предлагаемой смеси руб. на тонну стали. Формула изобретени Смесь дл легировани стали при электрошлаковом переплаве, содержаща алюминиевый порошок и двуокись титана, о т л и ч аю щ а с тем, что, с целью наиболее полного извлечени титана, равномерного распределени его по высоте слитка, она дополнительно содержит металлический титан и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, вес.%: Алюминиевый порошок20,0-50,0 Двуокись титана40,0-70,0 Металлический титан0,5-2О, О Жидкое стекло0,5-3,0 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР №485553, М.Кл. С 21 С 7/06, 05.05.74. The invention relates to electrometallurgy and can be used in metallurgical and machine-building plants having electroslag remelting (ESR) installations. The known blend of l for deoxidizing a flux in an ESR contains components taken in the following ratio, wt%: Manganese oxide 40-6 O calcium 1-1 O calcium Aluminum powder The remaining This mixture allows doping with manganese. The known mixture 2 for deoxidation of flux in ESR, consisting of a reducing agent, such as aluminum powder, titanium dioxide, calcium carbonate, the components of which are taken in the following ratio, wt.%: Titanium dioxide 50-60 Aluminum powder 30-50 Calcium carbonate 1-10 This mixture can be used to log steel to titanium in the VSP process. A disadvantage of the known mixture is the low extraction of titanium and its uneven distribution over the height of the ingot. The purpose of the invention is the most complete extraction of titanium from the mixture and its uniform distribution over the height of the ingot. For this, the proposed mixture additionally contains metallic titanium and liquid glass in the following ratio of components, wt.%: Aluminum powder 20, O-5O, O Titanium dioxide 40.0-7O, O Metallic titanium O, 5-2O, O Liquid glass 0.5-3 , 0 The greatest effect from the use of the mixture of the proposed composition can be obtained by using it in the form of compressed briquettes, which sink to the metal-slag surface, which creates a high concentration of reducible oxide at the boundary of the briquette with the metal. Under such conditions, it is possible to obtain a superbalance, relative to slag, content of the element to be recovered in the metal. To obtain briquettes, a binding agent — liquid glass — was introduced into the mixture. Metallic titanium is introduced into the mixture, for example, in the form of pieces in fractions of 1-10 mm or in powder form. In order to create the most favorable thermodynamic conditions for aluminothermic oxide reduction processes, metallic titanium is introduced into the composition of the proposed mixture by first partially reducing this mixture in an inert or reducing atmosphere, for example, by heating briquettes to 900-1500 ° C in argon atmosphere. When the content of the aluminum powder in the composition of the mixture is less than 2%, it is impossible to carry out the alloying of steel with titanium within the specified limits. The content of aluminum powder in excess of 5O% leads to a high content in the metal of residual aluminum, to the deterioration of the mechanical properties of steel. The introduction of 40–70% titanium dioxide into the mixture allows the steel to be doped with titanium over a wide range of concentrations. A mixture content of less than 4O% titanium dioxide makes it difficult to carry out steel alloying. Metallic titanium in the composition of the mixture in an amount of 0–5–20% accelerates the process of alloying a metal bath. A titanium metal content of more than 20% leads to an increase in the melting point of the mixture, to a deterioration in the uniform distribution of titanium throughout the ingot. When the content of metallic titanium is less than 0.5%, the process of doping a metal bath is slowed down. Vvendo liquid glass in the mixture is less than O, B; will be insufficient to obtain a dense pressed briquette. An increase in the content of liquid glass over 3% leads to an increase in the silicon content in the metal, due to its reduction by aluminum. The components of the mixture in the initial state can be represented in the form of powdery materials. Electroslag remelting using mixture-i of the composition proposed is carried out in the following manner. An ESR of consumable electrodes from steel containing active components, such as titanium, is carried out below the lower limit of its content to this grade. The alloying of the ingot onto the flux surface in the crystallizer introduces a mixture of the proposed composition in the form of pressed briquettes at the rate of 5-7 kg per ton of steel to be melted, for example, in portions of 100-150 g every five minutes of melting. When a briquette hits the surface of a flux, aluminothermic reduction processes occur, for example, titanium; the briquette is immersed in the slag to the metal-slag interface. The large surface of the reaction, the high activity of the oxide of the element to be restored on the surface of the contact of the briquette with the metal, the absence of the oxidizing effect of the atmosphere ensure an efficient flow of the aluminothermic reduction and allow the doping and adjustment of the chemical composition with a lower consumption of the reducing agent and the oxide of the element being reduced. Example 1. At an electroslag remelting plant with a mold diameter of 50 mm, electrodes with a diameter of 25 mm were made of Stz steel with a residual titanium content of O, O1%. Melting is carried out under the slag ANF-6, composed of chemically pure components. The slag mass is 200 g, the ingot mass is 1700 g. When the ingot is welded onto the slag surface, pressed briquettes of the following composition are introduced, wt.%: Aluminum powder RH.O. The total consumption of the mixture is 9.5 g (2.8 g of aluminum powder, 5.6 g of titanium dioxide, 0.9 g of metallic titanium, 0.2 g of liquid glass). The process of melting proceeds steadily. After melting, the titanium content is 0.23% in the upper part of the ingot and 0.22% in the lower part. The content of titanium dioxide in the slag after remelting is 0.8%. An analysis of the results shows that the titanium content in the metal after melting increases on average by 0.21%, which corresponds to 1OO% use of aluminum and the recovery of 89% of titanium dioxide introduced during the melting. Example 2. In a mold with a diameter of 420 mm, consumable electrodes of stainless steel not containing are melted. A mixture of briquettes of the following composition, wt.% Is used for steel alloying: Aluminum powder 26.6 Titanium dioxide 70.0 Titanium metal 0.6 Liquid glass mixtures - 6.2 kg per ton of metal, titanium content after remelting - O, 18% at the bottom of the ingot and 0.2O% - at the top. Example 3. A mixture of the following composition is used, wt.%: Aluminum powder37.9 Titanium dioxide 4O, 3 Metallic titanium19.8 Liquid glass2.0 Mixture consumption - 6.0 kg per ton of metal. The titanium content after remelting is 0.54% in the lower part of the ingot and 0.56% in the upper part. When using the mixture, primarily in the form of pressed briquettes, the degree of extraction of titanium from raw materials can reach 100%. The economic effect of the proposed rub. per ton of steel. The invention The mixture for steel alloying during electroslag remelting, containing aluminum powder and titanium dioxide, is so that, in order to extract titanium in the fullest way, to evenly distribute it over the height of the ingot, it additionally contains metallic titanium and liquid glass in the following ratio of components, wt.%: Aluminum powder 20,0-50,0 Titanium dioxide 40,0-70,0 Metallic titanium 0.5-2O, O Liquid glass 0.5-3.0 Sources of information taken into account during the examination: 1. SS author's certificate P №485553, M.Kl. C 21 C 7/06, 05.05.74.
2.Авторское свидетельство СССР №499736, М. 21 С 7/06, 22.10.74.2. USSR author's certificate No. 499736, M. 21 S 7/06, 22.10.74.