SU908845A1

SU908845A1 - Process for deoxidizing rail steel

Info

Publication number: SU908845A1
Application number: SU802878237A
Authority: SU
Inventors: Игорь Георгиевич Волков; Давид Самуилович Казарновский; Иван Андреевич Критинин; Михаил Силович Гордиенко; Леонид Яковлевич Шнаперман; Владимир Александрович Паляничка; Ирина Петровна Кравцова
Original assignee: Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1982-02-28

Description

Изобретение относитс к черной метад1лургии, в частности к раскислению стали.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the deoxidation of steel.

Известен способ раскислени стали дл железнодорожных рельсов смесью раскислителей, состо щей из силикокальци в количестве 2,0-2,5 кг/т и ферротитана в количестве 0,9-2,0 кг/т til.The known method of steel deoxidation for rail rails with a mixture of deoxidizing agents consisting of silicocalcium in the amount of 2.0-2.5 kg / ton and ferrotitanium in the amount of 0.9-2.0 kg / ton til.

Недостатком этого спосова вл етс присутствие в стали цепочек неметаллических включений, состо щих из нитридов титана, которые оказывают отрицательное вли ние на контактиоусталостиую прочность рельсов, вл сь сильными концентраторами напр жений .The disadvantage of this method is the presence in the steel of chains of non-metallic inclusions consisting of titanium nitrides, which have a negative effect on the contact strength of the rails, being strong stress concentrators.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ раскислени рельсовой стали силикокальцием в количестве 3,3-4,0 кг/т и феррованадием в количестве 1,0-1,5 кг/т 350-520 г ванади на 1 т стали). Этот способ повЕдцает комплекс механических свойств стали за счет равномерного распределени в металле оксидных включений, уг еньшени длины оксидных строчек, увеличени ди зперсности структуры металла. При этомThe closest to the proposed technical essence and the achieved effect is the method of deoxidation of rail steel with silicocalcium in the amount of 3.3-4.0 kg / t and ferrovanadium in the amount of 1.0-1.5 kg / t 350-520 g vanadium per 1 t steel). This method induces a set of mechanical properties of the steel due to the uniform distribution of oxide inclusions in the metal, the danger of the length of oxide lines, and the increase in the divergence of the metal structure. Wherein

Пронсхоинг изменение природы включений и повьвиение прочности на 47 кг/мм- по сравнению со сталью текущего производства . .A piercing change in the nature of the inclusions and a rise in strength of 47 kg / mm in comparison with the steel of the current production. .

Однако этрт способ не позвол ет значительно повысить контактно-усталостную прочность, определ ю чую срок службы рельсов, поскольку кальций слабо вли ет на процессы выделени However, the etrt method does not significantly increase the contact-fatigue strength, which determines the life of the rails, since calcium has little effect on the release processes.

10 упрочн ющей фазы и не затрудн ет коагул цию фаз, охрупчнвающих сталь (например, цемента в виде сетки по границам зерен). Кроме того, кальци } практически нерастворим в жидкой ста15 ли и переходит сразу в газообразное состо ние - эффективность Iстепень) его использовани при содержании в стали значительного количества кислорода невелика.10 of the hardening phase and does not impede the coagulation of phases that embrittle the steel (for example, cement in the form of a mesh along the grain boundaries). In addition, calcium} is practically insoluble in liquid steel and goes directly to the gaseous state - the efficiency is (degree of) its use when there is a significant amount of oxygen in the steel is small.

2020

Цель изобретени - повышение контактно-усталостной прочности рельсов .The purpose of the invention is to increase the contact fatigue strength of the rails.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе раскислени рельсовой 25 стали, включающем присадку в расплав феррованади и кремнийсодержащего сплава, феррованадий в количестве 0,25-0,35 кг ванади на 1 т стали ввод т в смеси с кремний-магниевым The goal is achieved by the fact that in the method of deoxidation of rail steel 25, which includes an additive to the ferrovanadium melt and silicon-containing alloy, ferrovanadium in the amount of 0.25-0.35 kg of vanadium per 1 ton of steel is mixed with silicon-magnesium

30 сплавом при отношении в смеси ванан , кремни и магни 1:(4-7,3): (0,3-0,73) соответственно.30 alloyed at a ratio in a mixture of van, silicon and magnesium 1: (4-7.3): (0.3-0.73), respectively.

Q качестве кремний-магниевого плава может быть использован сплав, одержащий, вес.%;Q as a silicon-magnesium melt can be used alloy, observant, wt.%;

Магни 4-6Magni 4-6

Кремний50-60Silicon50-60

ЖелезоПо балансуIronBy balance

до 100up to 100

Соотношение кремни и магни в том сплаве обеспечивает снижение кисленности металла . в основном засчет , благодар чему дотигаетс наиболее полное использование магни дл непосредственного воз-. ействи на структуру стали.The ratio of silicon and magnesium in the alloy reduces the acidity of the metal. mainly due to the fact that the fullest use of magnesium is achieved for immediate use. effects on steel structure.

При этом введение смеси, содержаей феррованадий в количестве 0,250 ,35 кг ванади на 1 т стали с указанным сплавом при отношении ванади , кремни и магни 11 (4-7,3):(0, 3-0,73) обеспечивает формирование дисперсной структуры с межпластиночньм рассто нием в перлите 1,2-1,6 мкм и подавление вьаделений цементитной сетки.The introduction of the mixture containing ferrovanadium in the amount of 0.250, 35 kg of vanadium per 1 ton of steel with the specified alloy with respect to vanadium, silicon and magnesium 11 (4-7.3) :( 0, 3-0,73) ensures the formation of a dispersed structure with interplastic distance in the perlite of 1.2–1.6 µm and suppression of the impurities of the cementite mesh.

Уменьшение кремни в смеси приводит к повьииенному угару магни ,и,как следствие, к образованию цементитной сетки. Аналогичным образом действует и уменьшение магни в смеси.A decrease in silicon in the mixture leads to a magnesium magnesium burnout, and, as a result, to the formation of a cementite mesh. Similarly, the reduction of magnesium in the mixture works.

При увеличении кремни в смеси увеличиваетс загр зненность стали неметаллическими включени ми, а при увеличении магни происходит чрезмерно интенсивный барботаж- металла и увеличиваетс вторичное окисление стали.With an increase in silicon in the mixture, the contamination of the steel with nonmetallic inclusions increases, and with an increase in magnesium, an excessively intense sparging of the metal occurs and the secondary oxidation of the steel increases.

Указанное соотношение компонентов смеси обеспечивает эффект диспергирювани структуры при меньшем по сравнению с известным количеством ванади . Образование дисперсной структуры заметно про вл етс при количестве ванади 0,25 кг/т и достигает максимума при расходе ванади 0,35 кг/т..Дальнейшее увеличение расхода ванади нецелесообразно,поскольку может привести к образованию включений ванадитов.This ratio of mixture components provides the effect of dispersing the structure with a smaller compared with the known amount of vanadium. The formation of a dispersed structure is noticeably manifested when the amount of vanadium is 0.25 kg / t and reaches a maximum at a consumption of vanadium of 0.35 kg / t. A further increase in consumption of vanadium is impractical because it can lead to the formation of vanadite inclusions.

Одновременное введение кремниймагниевого сплава и феррованади повышает степень раскисленности стали и увеличивает степень использовани магни дл разрушени цементной сетки и сферодизации карбидйой фазы. При этом измен етс природа неметаллических включений и характер их распределени в металле, резко сокращаетс как прот женность, так и количество строчечных включений, вызы .вающих контактно-усталостное разрушение рельсов.The simultaneous introduction of a silicon-magnesium alloy and ferrovanadium increases the degree of deoxidation of the steel and increases the degree of utilization of magnesium for the destruction of the cement mesh and the spherodization of the carbide phase. This changes the nature of nonmetallic inclusions and the nature of their distribution in the metal, drastically reducing both the length and the number of line inclusions, causing contact-fatigue fracture of the rails.

Смесь готов т из дробленых сплаВОВ с размером кусков не более 60 мм и ввод т в металл во врем выпуска из печи.The mixture is prepared from crushed alloys with a lump size of not more than 60 mm and is introduced into the metal during its release from the furnace.

Температура металла перед выпуском в ковш должна быть не менее 1550°С.The temperature of the metal before release into the ladle should be at least 1550 ° C.

Раскисление стали в ковше можно осуществить двум вариантами.Deoxidation of steel in the ladle can be done in two ways.

Сталь предварительно раскисл ют в печи силикомарганцем, ферромарганцем или их смесью. Металл выпускают в ковш. После наполнени 1/3 высоты ковша присаживают смесь феррованади и крег1ний-магниевого сплава.The steel is preliminarily deoxidized in a furnace with silico-manganese, ferromanganese, or a mixture thereof. Metal is released into the bucket. After filling 1/3 of the height of the bucket, they mix down a mixture of ferrovanadium and cragium-magnesium alloy.

В ковш выпускают нераскисленный металл. После наполнени 1/5 его высоты присаживают ферромарганец, а после наполнени 1/3 высоты ковша. ввод т смесь сплавов в виде кусков размером 10-30 мм.The bucket produces unoxidized metal. After filling 1/5 of its height, ferromanganese is squatted, and after filling 1/3 of the height of the bucket. A mixture of alloys is introduced in the form of pieces of 10-30 mm in size.

Возможны и другие варианты в объеме формулы изобретени .Other variations are possible within the scope of the claims.

Пример. Металл выплавл ют в 200 кг индукционной печи с основной футеровкой. Предварительное раскисление металла в печи осуществл ют путем ввода в расплав ферромарганца из расчета получени в стали среднезаданного содержани марганца. Температура металла перед выпуском составл ет 1570-1580С. Металл выпускают в ковш емкостью 50 кг. В ковше металл раскисл ют смесью Ферройанади и кремний-магниевого сплавов по предлагаемому способу.Example. The metal is smelted into 200 kg of a base lined induction furnace. Preliminary deoxidation of the metal in the furnace is carried out by introducing ferromanganese into the melt at the rate of obtaining the average content of manganese in steel. The temperature of the metal before release is 1570-15 ° C. The metal is produced in a 50 kg bucket. In the ladle, the metal is deoxidized with a mixture of ferroyanadium and silicon-magnesium alloys according to the proposed method.

В другом ковше металл раскисл ют по известному способу силикокальциегл и феррованадием. Металл разливают на слитки массой 50 кг. Слитки прокатывают на заготовку-квадрат 56 мм, из заготовки отбирают пробы дл исследовани качества металла.In another ladle, the metal is deacidified by a known method of silicocalciegl and ferrovanadium. The metal is poured into ingots weighing 50 kg. The ingots are rolled onto a 56 mm square blank, and samples are taken from the blank to investigate the quality of the metal.

Результаты исследований приведены в таблице.The research results are summarized in the table.

VOVO

U9U9

гсоgso

%%

оо оLtd

оabout

гg

гоgo

чооchoo

о о о оoh oh oh

ооoo

гчhch

(М(M

(О(ABOUT

гчhch

го оabout

(Ч(H

оabout

r -1 r -1

о гд оabout where about

NN

«ч о"H about

о оoh oh

ъъ

оabout

1Л N1L N

s о s o

о about

t ецt es

(Ч(H

оabout

ъъ

о гabout g

оabout

го гчgo gch

гоgo

в at

Ifl Ifl

в ооin oo

ооoo

%%

оabout

г«g "

tt

to соto with

0000

COCO

m inm in

РОRo

гоgo

f оf o

оabout

шsh

VOVO

ьs

гоgo

inin

оabout

1Л го л1L th l

иand

о о ю fSо о ю fS

м чо оm cho o

s°s °

. Z. Z

п дn d

ф иf and

II

пP

дd

4I S « л ь .S о id SfM а ,О X se - н4I S "l. S about id SfM a, O X se - n

I и «I and "

п ш 3n sh 3

Claims

5П X 9 9088 As can be seen from the table, the simultaneous introduction of a silicon-magnesium alloy and ferrovanadium contributes to the destruction of the cementite mesh. In addition, the simultaneous input of these alloys (options 1-3) allows changing the nature of non-metallic inclusions and the nature of their distribution in the metal, reducing the maximum length of the stitched inclusions to 0.3-0.6 mm versus 0.8 mm with separate input (option - you are 6-8). In addition, with the simultaneous introduction of magnesium and vanadium (variants 1-3), the inter-plate spacing is reduced to 1.2-1.6 µm versus 1.4-2.0 µm with their separate insertion (variants5 6-7). As a result of using the proposed method, the length of oxide lines, which are concentrators 20 in metal, is reduced on average from 0.8 to 0.3 mm and the relative value of contact endurance, determined by the short term, increases from 1.3 to 1.7. service and reliability of rails in operation, the expected economic effect of 695 thousand. per year. . Claims A method for deoxidizing rail steel, including a second additive in a ferrovanadium and silicon-containing alloy melt, characterized in that, in order to increase contact fatigue strength of relavs, ferrovanadium in an amount of 0.25-0.35 kg of vanadium per 1 ton of steel is mixed with silicon-magnesium alloy prn relations in a mixture of vanadium, silicon and magnesium, respectively, 1: (4-7,3): (0,3-0,73). Sources of information taken in charge during the examination of 1- USSR Copyright Certificate 398627, cl. C 21 C 5/52, 1973.

2. USSR author's certificate 250185, cl. C 21 C 7 / OD, 19.68.