[go: up one dir, main page]

RU2200767C2 - Сплав для микролегирования и модифицирования стали - Google Patents

Сплав для микролегирования и модифицирования стали Download PDF

Info

Publication number
RU2200767C2
RU2200767C2 RU2001109004A RU2001109004A RU2200767C2 RU 2200767 C2 RU2200767 C2 RU 2200767C2 RU 2001109004 A RU2001109004 A RU 2001109004A RU 2001109004 A RU2001109004 A RU 2001109004A RU 2200767 C2 RU2200767 C2 RU 2200767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
vanadium
ferroalloy
alloy
calcium
Prior art date
Application number
RU2001109004A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001109004A (ru
Inventor
О.Ю. Шешуков
В.И. Жучков
С.П. Бурмасов
А.А. Карпов
Е.А. Васин
В.А. Решетников
В.В. Вдовин
В.И. Касьян
В.В. Подковыркин
Original Assignee
Уральский государственный технический университет (Уральский политехнический институт)
Институт металлургии Уральского отделения РАН
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 Уральский государственный технический университет (Уральский политехнический институт), Институт металлургии Уральского отделения РАН filed Critical Уральский государственный технический университет (Уральский политехнический институт)
Priority to RU2001109004A priority Critical patent/RU2200767C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2200767C2 publication Critical patent/RU2200767C2/ru
Publication of RU2001109004A publication Critical patent/RU2001109004A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов. Предложен сплав на основе кремния, содержащий ванадий, железо, кальций, барий, алюминий и углерод, при следующем соотношении компонентов, мас. %: ванадий 15-25; железо 2-5; кальций 8-15; барий 8-15; алюминий 8-15; углерод не более 0,4; кремний остальное, при этом суммарное содержание кальция и бария не более 30%. Изобретение направлено на увеличение эффективности использования полезных компонентов, содержащихся в комплексных ванадиевых сплавах, за счет улучшения условий усвоения элементов сплавов в стали и улучшения ее качества. 1 табл.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству комплексных ферросплавов на основе кремния, и может быть использовано для легирования и модифицирования стали.
Из известных комплексных сплавов с кремнием, кальцием, ванадием наиболее близкими являются сплавы [1, 2]. Сплав на основе кремния для модифицирования стали [1] содержит, мас.%:
Ванадий - 2-15
Кальций - 1-15
Магний - 0,5-10
Алюминий - 2-20
РЗМ - 5-15
Кремний - 40-65
Железо - Остальное
Применение ферросплава такого состава для микролегирования и модифицирования затруднено, так как рекомендуется введение в сталь кальция для модифицирования не ниже 0,03%, или при данном составе ферросплава его расход составит не менее 2 кг на тонну жидкой стали. При таком расходе ферросплава возможно внести ванадия, даже при его максимальном содержании в сплаве (15%), не более 0,03%, а при реальном усвоении (80%) составит 0,02%. Для устойчивого же эффекта микролегирования необходимо, чтобы содержание ванадия в стали было в пределах 0,04-0,08%. Таким образом, необходимы более высокие расходы указанного ферросплава, что нежелательно, так как приведет к падению температуры жидкой стали и худшему усвоению ведущих элементов.
Наличие в составе ферросплава значительного количества модифицирующих элементов, таких как кальций и РЗМ, повышает его экплуатационные свойства. Однако следует отметить, что наличие в составе ферросплава такого элемента, как магний, нежелательно в основном по двум причинам:
1. Наличие магния в составе ферросплавов приводит к значительному пироэффекту при обработке жидкого металла.
2. Магний как модификатор эффективен при обработке жидкого чугуна, а его действие при обработке жидкой стали незначительно.
Наличие в составе ферросплава РЗМ приводит к значительному удорожанию ферросплава, так как среди заявленных в составе ферросплава элементов РЗМ самые дорогие. Кроме того, разница в цене сплава становится еще заметнее, если учесть атомные массы элементов; так для связывания одинаковых количеств кислорода и серы требуется РЗМ по массе примерно в 2 раза больше, чем кальция.
Близким к предлагаемому по технической сущности является также сплав для модифицирования стали [2], содержащий, мас%:
Ванадий - 5-15
Кальций - 3-15
Магний - 3-6
Алюминий - 5-15
Барий - 0,5-15
РЗМ - 5-20
Углерод - 0,05-0,5
Железо - 1-15
Кремний - Остальное
Как и в ранее рассмотренном ферросплаве, его недостатком являются низкое содержание ванадия и наличие в его составе таких элементов, как магний и РЗМ.
Задачей заявленного нами технического решения является увеличение эффективности использования полезных компонентов, содержащихся в комплексных ванадиевых сплавах, за счет улучшения условий усвоения элементов сплавов в стали и улучшения ее качества.
Поставленная задача решается тем, что сплав для микролегирования и модифицирования на основе кремния содержит ванадий, железо, кальций, барий, алюминий и углерод, согласно изобретению, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ванадий - 15-25
Железо - 2-5
Кальций - 8-15
Барий - 8-15
Алюминий - 8-15
Углерод - Не более 0,4
Кремний - Остальное
при этом суммарное содержание кальция и бария не более 30%.
Предлагаемый комплексный ферросплав отличается соотношением компонентов и отсутствием в составе таких элементов, как магний и РЗМ, что позволяет его использовать для микролегирования и модифицирования стали.
Снижение содержания ванадия менее 15 мас.% нежелательно, так как приводит к повышению расхода ферросплава при обработке стали выше уровня 2 кг на тонну жидкой стали, что не рекомендуется при микролегировании. В то же время экспериментально установлено, что для проведения микролегирования в ферросплаве целесообразно иметь содержание ведущего элемента не более 25% из-за снижения коэффициента усвоения сплава сталью и затруднений при проведении процесса его выплавки.
Применение комплексных ферросплавов для модифицирования показывает, что модифицирующая способность ферросплавов возрастает в следующем порядке: BaSi - CaSi - CaSiBa - CaSiBaAl, при этом обработка стали ферросплавом CaSiBaAl дает лучшие результаты по сравнению со схемой обработки CaSiBa + Аl при одинаковом расходе алюминия.
Авторами установлено, что при легировании стали ванадием время распределения и усвоение ванадия в расплаве зависит от эффективности его раскисления (раскисляющей способности других компонентов ферросплава). Поэтому наряду с ванадием в состав сплава введены такие элементы, как кальций, барий, алюминий и кремний. Сумма кальция и бария не должна быть более 30%, поскольку повышение ее выше указанных значений не дает повышения эффективности влияния ферросплава на свойства стали, удорожая при этом ферросплав. Содержание же этих элементов в составе ферросплава на указанном уровне возможно обеспечить при содержании кремния не ниже 30%, Алюминий предохраняет ванадий от окисления. Однако получение его содержания в составе ферросплава выше 15% затруднено, а содержание ниже 8% не позволяет получать стабильные результаты по усвоению ванадия.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
В лабораторной печи сопротивления методом сплавления стандартных ферросплавов (ферросилиция, силикокальция, алюмобария, феррованадия и др.) были выплавлены сплавы составов, представленных в таблице под 1-5 и прототип [2].
В лабораторных условиях на индукционной печи ИСТ 006/01 были выполнены опытные плавки стали марки 35ГС массой по 5 кг. Заготовки стали 35ГС следующего химического состава: С=0,33%; Мn=0,94%; Si=0,63%; Cr=0,14%; Ni=0,11%; S= 0,038%; Р= 0,016%, расплавляли, нагревали до температуры 1600oС, обрабатывали путем введения ферросплавов (таблица) из расчета введения ванадия на уровне 0,06 мас.% и выпускали в песчаные формы.
Химический анализ и исследования механических свойств на полученных образцах показали, что наилучшие результаты по усвоению ванадия и влиянию на уровень механических свойств были получены при обработке расплава ферросплавами 2-3 (таблица). Применение ферросплавов 1, 5 и прототипа (таблица) привело к меньшему повышению механических свойств и усвоению ванадия.
На основании лабораторных исследований в промышленных условиях производителем комплексных ванадийсодержащих ферросплавов ООО "Пиромет" выплавлена опытно-промышленная партия комплексного ванадиевого ферросплава следующего химического состава, мас. %: V=22,3; Са=12,8; Ва=11,4; Аl=10,9; Fe=6,2; C= 0,24; Si остальное (таблица, сплав 6).
На ОАО "Мет.завод им.А.К.Серова" проведена компания по выплавке конструкционной марки стали (35ГС) с обработкой ферросплавом (таблица, сплав 6) с целью повышения механических свойств.
Выплавку стали осуществляли в 180-тонной мартеновской печи с выпуском металла на два ковша: I ковш - металл обрабатывался с использованием заявляемого комплексного ферросплава; II ковш - металл обрабатывался с использованием феррованадия марки ФВд50.
Результатами химического анализа, металлографических исследований и испытаний механических свойств показано, что применение заявляемого ферросплава для обработки стали по сравнению с использованием стандартного ферросплава - феррованадия марки ФВд50 - позволяет
1) получить усвоение ванадия на исследуемых марках стали на уровне 94-97%;
2) снизить брак прокатной заготовки по трещинам на 18-47%;
3) увеличить механические свойства на 11-19%.
Таким образом,
1. Содержание ванадия в составе ферросплава ниже 15%, даже при достаточно хорошем усвоении, не приводит при обработке стали к повышению ее механических свойств. В то же время, как указывалось ранее, в ферросплаве целесообразно иметь содержание ведущего элемента не более 25% из-за снижения коэффициента усвоения сплава сталью и затруднений при проведении процесса его выплавки.
2. Сумма кальция и бария на уровне 20-30% позволяет при обработке стали получать высокие результаты по модифицированию стали, так как сплав, с точки зрения авторов, имеет оптимальную плотность, но и не должна быть более указанных значений, поскольку не дает повышения эффективности влияния ферросплава на свойства стали, удорожая при этом ферросплав.
3. Содержание алюминия в составе ферросплава ниже 10% не позволяет получить стабильные результаты по усвоению ванадия и повышению при обработке стали ее механических свойств, так как алюминий предохраняет ванадий от окисления.
Проведенные лабораторные, опытно-промышленные эксперименты и практические результаты, представленные в таблице, указали реальную возможность применения заявляемого ферросплава для микролегирования и модифицирования стали с целью повышения коэффициента усвоения ванадия расплавом на 8-11% и повышения механических свойств на 10-20%.
Источники информации
1. А.с. РСФСР 532651, С 22 С 35/00, И.С. Кумыш, В.Н. Горячев, Н.П. Лякишев, от 06.08.75, Модификатор, БИ 1976 39.
2. А.с. УкССР 541889, С 22 С 35/00, В.Д. Краля, А.Г.К. Кулеев, И.М. Мамедов и др., от 02.09.75, Модификатор, БИ 1977 1.

Claims (1)

  1. Сплав для микролегирования и модифицирования стали на основе кремния, содержащий ванадий, железо, кальций, барий, алюминий и углерод, отличающийся тем, что содержит указанные компоненты при следующем соотношении компонентов, мас. %:
    Ванадий - 15-25
    Железо - 2-5
    Кальций - 8-15
    Барий - 8-15
    Алюминий - 8-15
    Углерод - Не более 0,4
    Кремний - Остальное
    при этом суммарное содержание кальция и бария не более 30%.
RU2001109004A 2001-04-04 2001-04-04 Сплав для микролегирования и модифицирования стали RU2200767C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109004A RU2200767C2 (ru) 2001-04-04 2001-04-04 Сплав для микролегирования и модифицирования стали

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109004A RU2200767C2 (ru) 2001-04-04 2001-04-04 Сплав для микролегирования и модифицирования стали

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2200767C2 true RU2200767C2 (ru) 2003-03-20
RU2001109004A RU2001109004A (ru) 2003-05-20

Family

ID=20248003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001109004A RU2200767C2 (ru) 2001-04-04 2001-04-04 Сплав для микролегирования и модифицирования стали

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2200767C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009131428A1 (ru) * 2008-04-22 2009-10-29 Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Национальный Центр По Комплексной Переработке Минерального Сырья Республики Казахстан" Министерства Индустрии И Торговли Республики Казахстан Сплав "kaзaxcтaнcкий" для раскисления и легирования стали

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU541889A1 (ru) * 1975-09-02 1977-01-05 Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср Модификатор
SU998560A1 (ru) * 1981-10-23 1983-02-23 Уральский научно-исследовательский институт черных металлов Лигатура
EP0268679A1 (de) * 1986-04-18 1988-06-01 Uralsky Nauchno-Issledovatelsky Institut Chernykh Metallov 'uralniichermet' Material zum legieren eines metalls mit vanadium
RU2026402C1 (ru) * 1991-01-09 1995-01-09 Совместное советско-американское предприятие "Интермет инжиниринг" Комплексный сплав для легирования стали
RU2040575C1 (ru) * 1991-07-08 1995-07-25 Камский политехнический институт Модификатор для чугуна

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU541889A1 (ru) * 1975-09-02 1977-01-05 Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср Модификатор
SU998560A1 (ru) * 1981-10-23 1983-02-23 Уральский научно-исследовательский институт черных металлов Лигатура
EP0268679A1 (de) * 1986-04-18 1988-06-01 Uralsky Nauchno-Issledovatelsky Institut Chernykh Metallov 'uralniichermet' Material zum legieren eines metalls mit vanadium
RU2026402C1 (ru) * 1991-01-09 1995-01-09 Совместное советско-американское предприятие "Интермет инжиниринг" Комплексный сплав для легирования стали
RU2040575C1 (ru) * 1991-07-08 1995-07-25 Камский политехнический институт Модификатор для чугуна

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009131428A1 (ru) * 2008-04-22 2009-10-29 Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Национальный Центр По Комплексной Переработке Минерального Сырья Республики Казахстан" Министерства Индустрии И Торговли Республики Казахстан Сплав "kaзaxcтaнcкий" для раскисления и легирования стали
RU2395609C1 (ru) * 2008-04-22 2010-07-27 Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан" Министерства индустрии и торговли РК Сплав "казахстанский" для раскисления и легирования стали
AU2008355159B2 (en) * 2008-04-22 2013-08-01 National Centre Of Complex Processing Of Mineral Raw Materials Of Republic Of Kazakhstan Rse Alloy "Kazakhstanski" for reducing and doping steel
US8795587B2 (en) 2008-04-22 2014-08-05 RSE the National Center on Complex Processing of Mineral Raw Material of the Republic Kazakhstan ‘Kazakhstanskiy’ alloy for steel deoxidation and alloying

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1082005A (en) Alloy for rare earth treatment of molten metals
JP7546490B2 (ja) ケイ素系合金、その製造方法、及びこのような合金の使用
RU2200767C2 (ru) Сплав для микролегирования и модифицирования стали
EP1752546B1 (en) The method of making high-purity steels
RU2064508C1 (ru) Экзотермический брикет для раскисления и легирования спокойной стали
RU2140458C1 (ru) Способ передела ванадиевого чугуна
RU2104311C1 (ru) Способ легирования стали марганцем
RU2127322C1 (ru) Способ микролегирования низкоуглеродистой стали
SU1068526A1 (ru) Сплав дл легировани и раскислени стали
SU1044641A1 (ru) Способ легировани стали марганцем
RU2109074C1 (ru) Способ производства низкоуглеродистой спокойной стали
RU2831573C2 (ru) Сплав ферросилиция с ванадием и/или ниобием, производство сплава ферросилиция с ванадием и/или ниобием и его применение
RU2103381C1 (ru) Способ производства низколегированной стали с ванадием
RU2051984C1 (ru) Сталь
RU2626110C1 (ru) Способ выплавки низколегированной ванадийсодержащей стали
RU2169205C1 (ru) Нержавеющая сталь
RU2238338C1 (ru) Способ производства из непрерывнолитой заготовки сортового проката со сфероидизованной структурой из низкоуглеродистой стали для холодной объемной штамповки сложнопрофильных крепежных деталей
CN1284868C (zh) 炼钢用复合脱氧剂-硅铝钡钙锰铁合金的制备方法
RU2131931C1 (ru) Способ микролегирования углеродистой стали
US20240247346A1 (en) Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of a ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and the use thereof
SU894011A1 (ru) Сплав дл легировани стали
RU2214473C1 (ru) Сплав для раскисления стали
RU2044063C1 (ru) Способ производства низколегированной стали с ниобием
RU2209845C1 (ru) Сталь
SU1661237A1 (ru) Сплав дл раскислени и легировани стали

Legal Events

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

Effective date: 20090405