Суміш для легування сталі марганцем

Смесь для легирования стали марганцем, содержащая соединение кальция, злюминия. и оксидный марганецсодержащий материал, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она дополнительно содержит оксид алюминия, в качестве соединения кальция содержит оксид кальция, а в качестве оксидного марганецсодержащего материала - обесфосфоренный марганцевый химический концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 11-13 оксид кальция 43-45 алюминий 11-13 обесфосфоренный марганцевый химический 30-34 концентрат 2 Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству марганецсодержащей стали. Известен брикет для легирования марганцовистой стали [1], содержащий следующие компоненты, вес.%: алюминиевый порошок 3-20 жидкое стекло 0,5-5,0 малофосфористый марганецсодержащий шлак ферросплавного производства Остальное Брикет обладает высокой восстановительной способностью, однако не имеет десульфурирующих свойств. Наиболее близкой по технической сущности является смесь для легирования стали марганцем [2] следующего состава, мас.%: алюминий 12-15 известь 19-25 плавиковый шпат 5,5-6,5 марганцевый агломерат Остальное Известная смесь имеет достаточную восстановительную способность, однако не обладает десульфурирующей способностью. Соединения кальция, содержащиеся s извести и входящие в состав компонентов смеси, не могут выполнять роль десульфуратора, так как оксид кальция будет связан в прочное соединение с оксидом кремния, значительное количество которого входит в состав марганцевого агломерата. Другие основные оксиды, входящие в состав эгломерата, не могут служить десульфураторами из-за их низкой концентрации в смеси Кроме того, невозможно выполнить одно из 00 О 7481 главных условий десульфурации: глубокое раскисление металла, поскольку в состав известной смеси входит марганцевый агломерат, содержащий значительное количество оксида железа FeO, который служит источ- 5 пиком кислорода для металлической ванны, А ото отрицательно скажется на процессе десульфурации. Наличие в известной смеси плавикового шпата приводит к выделению вредных фто- 10 ристых соединений. В основу изобретения поставлена задача такого состава смеси для легирования стали марганцем, в котором новые соотношения между компонентами обеспечивают 15 повышение десульфурирукзщей способности смеси при сохранении ее высокой вос становительной способности. Поставленная задача решается тем, что смесь для легирования стали марганцем, со- 20 держащая соединение кальция, алюминий и оксидный марганецсодержащий материал , согласно изобретению, дополнительно содержит оксид алюминия , в качестве соединения кальция содержит оксид кальция а в 25 , качество оксидного маргэнецсодержащего материала - обесфосфоренный марганцевый химический концентрат при следующем соотношении, мас.%. оксид алюминия 11-13 30 оксид кальция 43-45 алюминий 11-13 обесфосфоренный марганцевый химический 35 концентрат 30-34 В состав смеси введен обесфосфоренный марганцевый химический концентрат следующего состава, мас.%: МпОг 98,0, А1 0,03, Ni 0,02, NavK 0,03, Cr 0,02, Са 0,03, С 40 0,007, Ті 0,04, Mg 0,03, Si 0,015, Co 0,014, P 0,01 (ТУ 6-02-2-952-88). Наличие в составе смеси обесфосфоренного марганцевого хи мического концентрата ускоряет , благодаря интенсивному перемешиванию металла и 45 смеси, значительному увеличению поверх ности контакта - переход соединений серы из металла в шлак и позволяет достичь высокой степени десульфурации. Концентрат обеспечивает высокие по- 50 казатели извлечения марганца и получени е кон д иционн ой, по содер жанию марганца, стали. При содержании концен трата в смеси менее 30% - его недостаточно для формирования такой поверхности 55 контакта металла и смеси, которая бы обеспечила высокую десульфурирующую спо собность. Кроме того, невозможно будет ввести в сталь необходимое количество марганца. Увеличение содержания марганцевого химического концентрата в смеси более 34% ухудшает физические свойства шлакового расплаоз. Присутствие в смеси оксида алюминия в количестве 11-13% создает благоприятные условия для десульфурации металла. Оксид алюминия, снижая вязкость шлака, увеличивает скорость ассимиляции сульфидов частицами шлака. При этом снижение вязкости шлака способствует и достижению высокой восстановительной способности. Содержание в смеси оксида алюминия менее 11 % недостаточно для разжижения шлака, а более 13% оксида алюминия - повышает вязкость шлаковой системы. Оксид кальция, входящий в состав смеси в количестве 43-45%, обеспечивает процесс десульфурации расплава металла , формируя соединения сульфида CaS. Кроме того, присутствие достаточного количества оксида кальция делает смесь оысокоосновной, что позволяет достичь высокой степени извлечения марганца. Наличие в составе смеси 11-13% алюминия обеспечивает восстановление оксидов марганца и раскисление металла. Кроме того, образующийся в процессе восстановления и раскисления оксид алюминия , совместно с оксидом алюминия, входящим в состав смеси, способствует десульфурации металла. Содержание в смеси алюминия менее 11% не позволяет эффективно провести процесс восстановления марганца. При содержании алюминия более 13% значительная часть его угорит, что приведет к нерациональному использованию алюминия. П р и м е р . Смесь различных составов получали смешиванием компонентов. Состав предложенной смеси готовили при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кальция 42-46, оксид алюминия 10-14, алюминий 10-14, обесфосфоренный марганцевый химический концентрат 28-38. Состав известной смеси, соответствующий прототипу, содержал, мас.%: алюминий 14, известь 20, плавиковый шпат 6, марганцевый агломерат 60. Плавки с использованием смесей для легирования проводили в индукционной печи ИСТ-006, садкой 60 кг. В качестве металлошихты использовали полупродукт следующего состава, мас.%: С 0,05-0,08, Мп 0.19-0,23, SI 0,03-0.06, S 0.018-0.021. Р 0,0100,014. Содержание марганца в готовой стали 0,50-0,80%. Пробы металла на химанализ отбирали после расплавления шихты и после ввода смеси на пятой и десятой минутах. Темпера 7481 6 плавке 6 легирование осуществляли изветуру металлической ванны измеряли термостной смесью. Степень восстановления парой погружения типа ВР5/20. Технологиоксидов марганца высокая (97%), но стеческие показатели опытных плавок пень десульфурации не превысила 20% изпредставлены в таблице. Лучшие результаты получены на плав- 5 за недостаточного количества оксидов кальция. ках 2, 3 и 4, где количество компонентов легирующей смеси соответствовало заявляПри использовании заявляемой смеси емому. для легирования стали марганцем достигнут На плавке 5 незначительное снижение существенный уровень десульфурации (снисодержания серы связано с повышенной 10 жение содержания серы на 35-40%) при совязкостью шлака, а низкая степень извлечехранении высокой восстановительной ния марганца - с недостаточным количестспособности - степень извлечения марганвом марганцевого агломерата в смеси. На ца 97-98% Технологические показатели опытных планок плавок "остав смеси мас ^ Содержание мвріаица в стали % АігОз СлО Al Mn концент рат 1 to 42 10 38 2 12 45 11 32 J3 44 13 30 11 43 12 34 5 14 46 14 28 6 20 14 3 4 Mn вшомерат CaFj Содержание серы • стали % Степень Степень извлече- двсупьфуния мр,>- рации. % полупро- готовая сталь яукт полупро- готовая Дугг сталь гамца % 0 23 0 59 0 020 0.016 0 19 068 0 018 021 0 70 0 020 0 22 0,71 0 23 60 60 021 730 20.0 0 011 98.1 38,8 0012 98,0 40 0 0019 0.012 97,9 36.8 0,62 0021 0 01 7 78.0 19,0 0 69 0020 0.016 97,0 20,0 Прототип Упорядник В. Романенко Замовлення 4519 Техред М.Моргентал Коректор Л.Филь Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП. КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна. 101