SU543684A1 - Modifier - Google Patents
ModifierInfo
- Publication number
- SU543684A1 SU543684A1 SU2171175A SU2171175A SU543684A1 SU 543684 A1 SU543684 A1 SU 543684A1 SU 2171175 A SU2171175 A SU 2171175A SU 2171175 A SU2171175 A SU 2171175A SU 543684 A1 SU543684 A1 SU 543684A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- modifier
- rem
- rare
- cobalt
- earth metals
- Prior art date
Links
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title claims description 27
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 21
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 15
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 5
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 REM carbides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
(54; МОДИФИКАТОР(54; MODIFIER
Изобретение относитс к черной метал ургии , в частности к электрометаллургии комплексных модификаторов на основе редкоземельных металлов (РЗМ; дл легировани и модифицировани сталей и сплавов.This invention relates to ferrous metal, in particular, to electrometallurgy of complex modifiers based on rare-earth metals (REM; for alloying and modifying steels and alloys.
Известен состав модификатора, содержащего (в ьес.%;: РЗМ 7-45, кальций 2-25, Fe 3-13, С 0,05-0,15, Si - остальное.The known composition of the modifier containing (in%. ;: REM 7-45, calcium 2-25, Fe 3-13, C 0.05-0.15, Si - the rest.
Недостатками известного состава вл ет Си высокое содержание кремни в сплаве, ие позвол ющее использование его дл легировани и модифицировани низкокремнистых (до 0,4% Si ; быстрорежущих сталей и сплавов . Ввиду малого удельного веса сплавовThe disadvantages of the known composition are Cu, the high silicon content in the alloy, which does not allow its use for alloying and modifying low silicon (up to 0.4% Si; high speed steels and alloys. Due to the low specific weight of the alloys
РЗМ с кремнием и кальцием, составл ющего дл указанного сплава 4,0-5,0 г/см , усвоение РЗМ при легировании стали и сплавов не превышает 307о. Кроме того, введение указанного сплава в сталь сопровождаетс влением пироэффекта.The rare-earth metals with silicon and calcium, constituting 4.0-5.0 g / cm for this alloy, the absorption of rare-earth metals when alloying steel and alloys does not exceed 307 °. In addition, the introduction of this alloy into steel is accompanied by the appearance of a pyro effect.
Целью изобретени вл етс разработка состава модификатора, который нар ду с сох ранением модифицирующих эффектов в стал х и сплавах от известных сплавов с РЗМ позволил бы также повысить полезное использование РЗМ, исключить вление пироэффекта и снизить стоимость готовой продукции.The aim of the invention is to develop a modifier composition, which, along with the preservation of modifying effects in steels and alloys from known alloys with REM, would also increase the beneficial use of REM, eliminate the pyroeffect and reduce the cost of the finished product.
Дл достижени поставленной цели предложен модификатор, в который дополнительно введен кобальт и ингредиенты вз ты в следующем соотношении (в вес,%;:To achieve this goal, a modifier has been proposed, in which cobalt has been additionally introduced and the ingredients are taken in the following ratio (in weight,% ;:
Кобальт 49,5 - 87,5Cobalt 49.5 - 87.5
Углерод0,05-0,5Carbon0.05-0.5
Железо0,5 - 2,0Iron0,5 - 2,0
Ре дкоземельны еEarth to Earth
металлыОстальное.MetalsEverything.
В качестве РЗМ при получении модифтса- тора на его основе используютс концентраты цериевой СеО - 5О%, ( Рг )0Cerium concentrates CeO - 5 O%, (Pr) 0 are used as REM in the preparation of a modifier on its basis.
-45%, ( Y+Sm + Gfdto, и другие РЗМ -5% или иттриевой (YiOj - 25%, СеО - Я5%.-45%, (Y + Sm + Gfdto, and other REM -5% or yttrium (YiOj - 25%, SEO) - Ya5%.
- 5-10%, S-m20j- 10-15%, OCT.- РЗМ-5-8%; подгрупп обогащенные концентраты, а также могут служить индивидуальные оклслы цери (СеО.;, иттри (Y20j) и других РЗМ. Кобальт в сплав вводитс либо в виде металлического порощка, или в виде окислов кобальта непосредственно в шихту дл получени сплава из расчета содержани в нем не менее 5О% кобальта. Уменьшение содер3 жани кобальта ниже указанного предела вддет к образованию в сплаве чистых, химически не св занных индивидуальных РЗМ 2 и уменьшению удельного веса сплава. Это может привести к образованию карбидов РЗМ в про цессе получени сплава и к повышенному угару РЗМ при применении их в стали. Кроме того, нижний предел по кобальту (49,5%) обусловливает также и верхний предел по углероду (0,5% т. к. понижение содержани кобальта в модификатора, как показано выше, приводит к наличию свободных РЗМ и к интенсивному образованию их карбидов. Снижение содержани кобальта в модификаторе значительно понижает его удельный вес, что отрЕцательно сказываетс на усвоении РЗМ при вводе модификатора в сталь. Снижение РЗМ в модификаторе менее 1О% или повышение кобалы та более 87,5 ведет к образованию легкоплавкой эвтектики (т. пл. 12ОО С), что затруднает процесс получени модификатора, т, к, минимальна температура восстановлени окислов РЗМ даже в вакууме при разрежении 10 мм рт. ст. составл ет 1450-1500 Кроме того, низкое содержание РЗМ в модификаторе приведет к повышенному расходу модификатора, снижению вследствие этого температуры модифицируемого металла и, как результат, нестабильному и низкому усвоению РЗМ. Модификатор предлагаемого состава был получен в лабораторных услови х в печи типа ТВВ-5 вакуум-термическим способом. В качестве РЗМ-содержашего сырь в различных вариантах использовали концентраты цериевой или иттриевой подгруппы или обогашенные по иттрию концентраты или чистые окислы иттри Y Ojкак наиболее трудно восстановимые в термодинамическом отношении . Указанные материалы брикетировали совместно с металлическим порошком кобальта или его окислами и углеродистым восстановителем , вз тым по стехиометрии из расчета пол ного восстановлени окислов РЗМ и кобальта , Сбрикетированную шихту помешали в вакуумную печь, где проводили стадийный нагрев до 145 0-153О С с последующим понижением температур до 1050-1150 Cs исключаюших плавление конечного продукта, при вакууме 0,6-2-10 мм рт. ст. с выдержкой при этой температуре до полного прекращени газовы- делени . Затем печь охлаждали до 150-80 С при поддержании разрежени 5-0,1 мм рт. с после чего сплав извлекали из печи. Получен ный продукт испытывали при выплавке быстр режущей стали Р6М5К5 в качестве микролегируюшей и модифицирующей добавки. В табл. 1 приведен химический состав мо дификатора, полученного с использованием различного сырь . - 5-10%, S-m20j- 10-15%, OCT. - REM-5-8%; enriched concentrates, as well as individual cerium oxides (CeO.;, yttrium (Y20j) and other rare-earth metals). Cobalt is introduced into the alloy either as a metal powder or as cobalt oxides directly into the mixture to produce an alloy based on its content. not less than 5% of cobalt. Reducing the content of cobalt below the specified limit will result in the formation of pure, chemically unrelated individual REM 2 in the alloy and a decrease in the specific gravity of the alloy. This may lead to the formation of REM carbides during the preparation of melt and increased rarefaction of rare-earth metals when used in steel. In addition, the lower limit for cobalt (49.5%) also determines the upper limit for carbon (0.5% because the lower content of cobalt in the modifier, as shown above , leads to the presence of free REM and to the intensive formation of their carbides. Reducing the content of cobalt in the modifier significantly reduces its specific weight, which has a negative effect on the assimilation of REM when the modifier is introduced into the steel. A decrease in REM in the modifier of less than 1O% or an increase in cobalt and more than 87.5 leads to the formation of a low-melting eutectic (t. Pl. 12OO C), which makes it difficult for the modifier to get, t, k, the minimum temperature of reduction of REM oxides even in vacuum at rarefaction mm Hg Art. is 1450-1500 In addition, a low content of REM in the modifier will lead to an increased consumption of modifier, a decrease as a result of this temperature of the metal being modified, and, as a result, unstable and low absorption of REM. The modifier of the proposed composition was obtained under laboratory conditions in a TBB-5 type furnace using a vacuum thermal method. Concentrates of cerium or yttrium subgroups or concentrates enriched with yttrium or pure oxides of yttrium Y Oj as the most difficult to restore in thermodynamic terms were used as REM-containing raw materials in various variants. These materials were briquetted together with metal powder of cobalt or its oxides and carbonaceous reducing agent taken by stoichiometry on the basis of the complete reduction of oxides of rare-earth metals and cobalt. The briquetted mixture was stirred into a vacuum furnace, where they were staged heated to 145 ° -153 ° C and then decreased up to 1050-1150 Cs excluding the melting of the final product, with a vacuum of 0.6-2-10 mm Hg. Art. with holding at this temperature until complete cessation of gassing. Then the furnace was cooled to 150-80 ° C while maintaining a vacuum of 5-0.1 mm Hg. then the alloy was removed from the furnace. The resulting product was tested in the smelting of fast cutting steel Р6М5К5 as a microalloying and modifying additive. In tab. 1 shows the chemical composition of the modifier obtained using various raw materials.
4 Модификатор на основе РЗМ бкп испытан при выплавке ск.1строрежущвй стали Р6М5КЭ в ИЕдукдвонноб печи БЖС типа ЛПЗ-67. Дл сравнени в качестве РЗМ-сооержашей микролегирующей добавки примен ли мишме талл (РЭТУ 67-58;. Данные исследований приведены в табл. 2. Во всех случа х вес модифицируемой стали Р6М5К5 был равным 30 кг. Согласно ранее приведенным испытани м , повышение эксплуатадионных свойк ств происходит при остаточном содержании РЗМ в стали, равном 0,08-0,1%. Испытани проводились таким образом, чтобы с введением различных РЗМ-с о держащих модификаторов добитьс в стали одинакового остаточного содержани РЗМ, обеспечивающего повышение эксплуатационных свойств стали. Из данных, приведенных в табл. 2, расход модификаторов за$шл емого состава в пересчете на РЗМ примерно в 2 раза меньше, чем из стандартного мишметалла и усвоение РЗМ повысилось с 28,7- до 5 О-57%, что соответственно и сократило расход РЗМ в целом. Повышение усвоени редкоземельных металлов при присадке модификаторов предлагаемого состава, содержащих 50-86% Со, объ сн етс следуюшим: -указанные сплавы имеют повышенную плотность (6,5-8 г/см), по сравнению с мишметаллом (4,7-5,5 г/см) и кремнистыми сплавами с РЗМ (4,4-4,7 г/см что создает более благопри тные услови дл его погружени в сплав, уменьшает тем самым поверхность контакта с воздухом, степень и скорость окислени РЗМ; -редкоземельные металлы в виде за вл емого модификатора с кобальтом хорошо усваиваютс модифицируемой сталью, также содержащей кобальт, поскольку редкоземелЕ ные металлы образуют с кобальтом 8 соедннений; -при присадке разработанного модификатора отсутствует вление пироэффекта, т. к. редкоземельные элементы наход тс в интерметаллических соединени х с кобальтом, что резко снижает их окнсл емость. Таким образом, применение предлагаемого модификатора позволит сократить расход РЗМ на 50% в среднем. Кроме того, стоимость 1т РЗМ в предлагаемом модификаторе, полученном вышеописанным методом, примерно в 1,5-2 раза ниже, чем в электрвлитическом мишметалле, стоимость 1 т РЗМ в котором составл ет около 10 тыс, руб С учетом технологических преимуществ за Вл емого 564 A modifier based on RZM bkp tested in the smelting of steelmaking steel R6M5KE in the Edukdonnobob BZhS furnace type LPZ-67. For comparison, Mishmetall was used as a REM-containing microalloying additive (RETA 67-58; research data is given in Table 2. In all cases, the weight of the R6M5K5 steel being modified was 30 kg. According to the previously described tests, STV occurs at a residual content of REM in steel equal to 0.08-0.1%. The tests were carried out in such a way that, with the introduction of various REM-s with the holding modifiers, to achieve in steel the same residual content of REM that provides an increase in operating From the data given in Table 2, the consumption of modifiers for the composition in terms of REM is about 2 times less than that of the standard mischmetall and the absorption of REM increased from 28.7 to 5 O-57%, which accordingly, it reduced the consumption of rare-earth metals in general. The increase in the assimilation of rare-earth metals with the addition of modifiers of the proposed composition containing 50-86% Co is explained as follows: -the indicated alloys have an increased density (6.5-8 g / cm), compared to Misch metal (4.7-5.5 g / cm) and silicon alloys with REM (4.4-4.7 g / cm which creates more benefit favorable conditions for its immersion in the alloy, thereby reducing the surface contact with air, the degree and rate of oxidation of rare-earth metals; - rare earth metals in the form of the claimed cobalt modifier are well absorbed by the modifiable steel, also containing cobalt, since rare earth metals with 8 cobalt form compounds; - the additive of the developed modifier does not exhibit the pyroelectric effect, since rare-earth elements are in intermetallic compounds with cobalt, which sharply reduces their oxidability. Thus, the application of the proposed modifier will reduce the consumption of rare-earth metals by 50% on average. In addition, the cost of 1 ton of rare-earth metals in the proposed modifier obtained by the method described above is about 1.5–2 times lower than in an electrically missed metal, the cost of 1 ton of rare-earth metals in which is about 10 thousand rubles.
модификатора и его относительно невысокой дл микролегировани и модифицировани стоимости становитс очевидной технико-эко- жаропрочных и жаростойких сталей к сплавов, номическа эффективность использовани его содержащих кобальт.modifier and its relatively low for micro-alloying and modifying the cost becomes obvious technical-eco-heat-resistant and heat-resistant steels to alloys, the nominal efficiency of using it containing cobalt.
543684 543684
99
Результаты испытани за вл емого модификатора при выплавкеThe results of testing the claimed modifier during smelting
стали Р6М5К5R6M5K5 steel
Сплав 1Alloy 1
15453,9ОД15453,9OD
Сплав 2Alloy 2
12761,20,112761,20,1
Сплав 3Alloy 3
42552,0ОД42552.0OD
Миш металлMish metal
(РЭТУ 67-58)(RETA 67-58)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU2171175A SU543684A1 (en) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | Modifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU2171175A SU543684A1 (en) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | Modifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU543684A1 true SU543684A1 (en) | 1977-01-25 |
Family
ID=20631378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU2171175A SU543684A1 (en) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | Modifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU543684A1 (en) |
-
1975
- 1975-09-10 SU SU2171175A patent/SU543684A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2193068A1 (en) | Copper converting | |
| US3591367A (en) | Additive agent for ferrous alloys | |
| SU543684A1 (en) | Modifier | |
| US2295219A (en) | Process for treating metallurgical slags | |
| US3262773A (en) | Process for the removal of arsenic, antimony, tin and other acid oxide producing impurities from copper | |
| RU2086675C1 (en) | Method of manufacturing briquets for directly alloying steel with manganese | |
| RU2064508C1 (en) | Exothermic briquette for deoxidation and alloying of killed steel | |
| GB1500216A (en) | Process for the recovery of non-ferrous metals | |
| EP0015396A1 (en) | A method for increasing vessel lining life for basic oxygen furnaces | |
| Choh et al. | Nitrogen absorption of liquid CaO-Al2O3 and CaO-Al2O3-SiO2 slags under reducing atmosphere | |
| US3933477A (en) | Method of producing ferro-nickel or metallic nickel | |
| US2073020A (en) | Method of improving the physical and mechanical properties of alloys | |
| RU2164960C1 (en) | Method of modifying agent production | |
| RU2255996C1 (en) | Copper - nickel sulfide concentrate processing method | |
| US3556774A (en) | Process for the reduction of molten iron ore | |
| CA1056161A (en) | Production of cobalt from cobalt sulfide | |
| RU2192397C2 (en) | Method of making porous glass material from slag | |
| SU1219663A1 (en) | Charge for melting low-carbon low-phosphorus ferromanganeses | |
| SU946379A1 (en) | Method of melting alloys with rare-earth elements | |
| SU1666568A1 (en) | Modifying agent | |
| SU454261A1 (en) | Method of dephosphorization of manganese ores and concentrates | |
| SU1082851A1 (en) | Method for processing lead concentrate | |
| RU2164256C2 (en) | Method of processing alloys containing noble and nonferrous metals | |
| SU981380A1 (en) | Charge for smelting high-speed steel | |
| RU2009235C1 (en) | Method of copper-nickel matte converting |