Сплав для обробки залізо-вуглецевих розплавів

Сплав для обробки залізо-вуглецевих розплавів, що містить алюміній, кремній, марганець, мідь, залізо, вуглець, хром, титан, який відрізняється тим, що хром і титан він містить у вигляді домішок і додатково містить цинк, магній і домішки свинцю при такому співвідношенні інгредієнтів, мас.%: Корисна модель відноситься до металургії, а більш конкретно до виробництва фероматеріалів, які використовуються для обробки залізовуглецевих розплавів і може бути використана при виробництві фероалюмосілікомарганця з подальшим його застосуванням при розкисленні і легуванні рідких сталей і чавунів. Відомий алюмінієвий сплав АВ87 для розкислення, виробництва феросплавів і алюмінотермії, який містить не менш 87мас.% алюмінію і магнію, у тому числі не більш 3,0мас.% магнію і домішків (мас%) не більш: 3,8 міді, 3,3 цинку, 5,0 кремнію, 0,3 свинцю, 0,2 олова - всього не більше 13мас.% домішків, у тому числі заліза, марганцю і нікелю [ДСТУ 3753-98, він же ГОСТ 295-98. Алюміній для розкислення, виробництва феросплавів і алюмінотермії. Технічні умови. - Держстандарт України Київ. Термін уведення у дію 01.01.2000р.]. Недоліком відомого сплаву АВ87 є дуже високий зміст алюмінію, у тому числі магнію, що істотно обмежує його виробництво заводами вторинної металургії через обмеження в сировині, низьке засвоєння розплавом і його легкість, що утрудняє введення його у розплав залізо-вуглецевих сплавів, то мають значно більш високу щільність. Відомий сплав для розкислення і легування сталі і чавуну, що містить елементи у такому співвідношенні, мас.%: Алюміній 4-75 Кремній не більш 9,0 Мідь не більш 3,8 Марганець не більш 3,0 Хром не більш 3,0 Нікель не більш 1,0 Титан не більш 0,8 Вуглець не більш 2,0 Залізо інше [Патент України №45937 від 15.03.2004р. по заявці №2002010072 від 0301.2002р. "Сплав для розкислювання та легування сталі і чавуну "Фероалюміній". МПК 7 С22С35/00, С21С7/06. Опубл. 15.03.2004р. Бюл.№3]. Цей сплав по технічній сутності є найбільш близьким до того, що заявляється і тому прийнятий у якості найближчого аналога. Суттєвими ознаками, стільними для найближчого аналогу і сплаву, для обробки залізовуглецевих розплавів, що заявляється, є наявність у них алюмінію, кремнію, марганцю, міді, заліза, вуглецю, хрому і титану Сплав за найближчим аналогом має таки недоліки: - мінімальний зміст кремнію, міді, марганцю, хрому, нікелю, титану складає 0мас%, що нереально і не забезпечується ніяким хімсоставом вихідної шихти; - мінімальний зміст вуглецю складає 0мас.%, що неможливо одержати при реальному викорис (19) UA (11) 15925 (13) U алюміній 10-50 кремній+марганець 1-10 мідь+цинк 1-7 магній 0,02-0,3 хром+титан домішки не більш 1,0 свинець домішка не більш 0,3 залізо+вуглець решта, причому вміст вуглецю складає 0,02-0,05 від вмісту заліза. 3 танні у шихті навіть брухту з низковуглецевих сталей; - при утриманні більш 0,5-1,0мас.% хрому та більш 0,1мас.% титану у сплаві при наявності вуглецю утворюються карбіди, які важко розчинюються у жидкій сталі при звичайних температурах; перегрів же недоцільний, тому що для цього потребується додаткова витрата тепла; - нікель у сучасному металобрухті є зникаючим і тому його висока кількість у сплаві недоцільна; - усе зазначене вище звужує технологічні можливості сплаву, обмежує виконання заказів для металургії, підвищує собівартість збору і підготовки шихти для виплавки сплаву на підприємствах вторинної кольорової металургії. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу такого удосконалення сплаву для обробки залізо-вуглецевих розплавів, що дозволило б оптимізувати склад сплаву шляхом адаптації до реально поширених шихтових матеріалів і за рахунок цього розширити технологічні можливості його виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що сплав для обробки залізовуглецевих розплавів, що містить алюміній, кремній, марганець, мідь, залізо, вуглець, хром, титан, містить хром і титан у вигляді домішок і додатково -цинк, магній і домішки свинцю при такому співвідношенні інгредієнтів, мас.%: Алюміній 10-50 (Кремній + марганець) 1-10 (Мідь + цинк) 1-7 Магній 0,02-0,3 (Хром + титан) домішки не більш 1,0 Свинець домішка не більш 0,3 (Залізо + вуглець) інше, причому зміст вуглецю складає 0,02-0,05 від змісту заліза. Новими ознаками сплаву, що заявляється, для обробки залізо-вуглецевих розплавів є те, що він містить хром і титан у вигляді домішок і додатково цинк, магній і домішки свинцю при такому співвідношенні, мас. %: Алюміній 10-50 (Кремній + марганець) 1-10 (Мідь + цинк) 1-7 Магній 0,02-0,3 (Хром + титан) домішки не більш 1,0 Свинець домішка не більш 0,3 (Залізо + вуглець) інше, причому зміст вуглецю складає 0,02-0,05 від змісту заліза. Завдяки новим ознакам досягається оптимізація складу сплаву шляхом адаптації до реально поширених шихтових матеріалів і за рахунок цього розширення технологічних можливостей його виробництва. Випускати сплав з змістом алюмінію менш 10мас.% недоцільно, так як він при розкисленні вигорає і не досягається задана ступень розкис 15925 4 лення. Зміст алюмінію у сплаві більш 50мас.% нереальний, та й недоцільний, оскільки при цьому густина сплаву менш ніж 50% густини залізовуглецевого розплаву, і втілення сплаву у розплав значно утруднюється. Кремній і марганець також виконують функцію розкислення: при їхньому спільному змісту менш 1мас.% ефективність їх дії недостатня, особливо при низькому змісту алюмінію; спільний зміст їх більш 10мас.% не потрібен при масовому виробництві вуглецевих та низьколегованих сталей. Спільний зміст міді і цинку менш 1мас.% при реальному змісті шихтових материалів досягти практично неможливо, а більш 7мас.% небажано із-за можливого окрихчення обробляємої сталі домішками міді та, особливо, цинку. Магній у сплаві необхідний для десульфурації сталі: при його змісті менш 0,02мас.% ефект практично не помітний; зміст магнію більш 0,3мас.% з реального брухту не досягається. Хром і титан є карбідоутворюючими елементами, що розчиняються у сталі при підвищених температурах; цей ефект виявляється при їхньому спільному змісті більш 1,0мас.% і приводить до необхідності підвищення температури жидкої сталі. Свинець у більшості сталей, крім автоматних, є шкідливою домішкою, але вміщується у шихтових матеріалах і його необхідно обмежувати розміром 0,3мас.%. Зміст вуглецю менш 0,02 від змісту заліза практично нереально, тому що в шихту використовуються відходи і брухт низьковуглецевих сталей; зміст вуглецю більш 0,05 від змісту заліза лімітірується граничним змістом вуглецю в чавунному брухті. Сплав для обробки залізо-вуглецевих розплавів одержують одним із засобів на заводах вторинної кольорової металургії. Приклад. Сплав для обробки залізовуглецевих розплавів складу, що заявляється, виплавляли в умовах ДП «Техноскрап» ТОВ «Скрап». Для порівняння виплавляли сплав зі змістом по найближчому аналогу, по патенту №45937. У цьому та другому випадку виплавляли по 10 плавок. В сплаві, який заявляється, одержали такі коливання хімсоставу, мас.% Алюміній 23-41 (Кремній + марганець) 4-8,5 (Мідь + цинк» 1,2 –4,7 Магній 0,15-0,28 (Хром + титан) 0,11-0,23 Свинець 0,07-0,12 (Залізо + вуглець) Інше, причому зміст вуглецю складає 0,027-0,041 від змісту заліза. Отримані показники наведені в таблиці. 5 15925 6 Таблиця Сплав Заявлений По найближчому аналогу Технологічні можливості, % 150 100 Таким чином, при виробництві сплаву, який заявляється, в умовах ДП Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Собівартість шихти, %» 90 100 «Техноскрап» ООО «Скрап» у 1,5 разу розширюються технологічні можливості і у 1,1 разу знижується собівартість шихти. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601