Суміш для прямого легування сталі

Смесь для прямого легирования стали, содержащая оксиды марганца, кальция, кремния, магния, железо и кремний, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: 40-45 Оксиды марганца 10-12 Оксиды кремния 12-15 Оксиды кальция 3-6 Оксиды магния 7,5-9 Кремний Железо Остальное дящего в состав сплава, значительно повышает стоимость известной смеси. 3. Использование смеси в виде брикетов приводит к ее удорожанию из-за необходимости установки дополнительного оборудования для их производства. 8 основу изобретения поставлена задача создания такого состава смеси для прямого легирования стали, в котором новые соотношения между компонентами обеспечивают высокий уровень извлечения марганца и степени использования восстановителя и за счет этого позволяют повысить восстановительную способность смеси. Поставленная задача решается тем, что смесь прямого легирования стали, содержащая оксиды марганца, кальция, кремния, магния, железо и кремний, согласно изобретению, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: оксиды марганца 40-45 оксиды кремния 10-12 оксиды кальция 12-15 С > VI О 7492 оксиды магния , 3-6 кремний 7,5-9 железо остальное Соотношение компонентов смеси выбрано с учетом снижения расхода восстановителя при сохранении высокой степени извлечения марганца, достижения достаточно высокой основности смеси, малой вязкости шлака, низкой его кратности и удешевления процесса легирования Количество оксидов марганца (40-45%) определяется необходимостью обеспечения высоких показателей извлечения марганца при снижении себестоимости стали. Содержание в смеси оксидов кремния (10-12) выбрано с учетом обеспеченип необходимой основности (1,5-1,8). Это от имальныс значения для получения наилучших результатов в процессе восстановления т к. оксиду марганца имеют высокую активность, минимальный расход восстановителя, шлак достаточно жидкотекучий, высокая степень извлечения марганца Количество мівести в пределах 12-15% обеспечивает необходимую основность смеси для создания оптимальных физикохимических характеристик (высокая активность оксидов марганца, наименьшая вязкость шлака), благодаря чему достигается высокая степень извлечения марганца из шлака и минимальный расход восстановителя. КОПИЧЄСТРО оксидов магния (3-6%) введено в смесь для обеспечения достаточной жидкс *идвижности шлака и поддержания «іеобході1 'ого уповня основности. Для повышения плотности смеси в нее введено железо. Плотность смеси должна быть такой, чтобы погрузить смесь под слой образующегося шлака и таким образом создать оптимальные кинетические и термодинамические условия восстановления оксидов марганца. При таких условиях расход восстановителя будет минимальным, степень извлечения марганца - максимальной. Смесь будет иметь наименьшую стоимость Б качестве восстановителя э смеси использовали кремний, его содержание составляло 7,5-9% Такое количество обеспечивает полное восстановление марганца и не снижает основность шлака Пр и м е р . Предложенную смесь готовили путем смешиеа^ия карбонатного марганцевого агломерата фракции 10-15 мм и железокремниевого сплава фракции 5-10 мм. Карбонатный марганцевый агломерат (ТУ 14-9-324-87) имел следующий химический состав, мае %• МпО 57-61. SIO2 15-16, СаО 18-19, МдО 3-4, остальное -- примеси, не участвующие в реакциях. Железо-кремниевый сплав состоял из: 1) кремний - 20%, железо - 79,6%; примеси - 0.4%. 5 2) кремний - 30%. железо ~ 69,5%; примеси - 0,5%. 3) кремний - 40%, железо - 59,4%; примеси-0,6%. Смесь, соответствующую прототипу из10 готавливали с использованием сплава алюминия и кремния с марганцем и железом, марганцевого флотіэконцеитрата и доломита. Все компоненты дробили до фракции 10-15 мм 15 Плавки с использованием легирующих смесей проводили в индукционной печи ИСТ-006, садкой 60 кг. В качестве металлошихты использовали металл следующего химического состава, мае. %: С 0.03-0,05. ЬЛп 20 0.03-0,06. S 0.024-0.026, Р 0.003-0,006. Для раскисления и легирования стали кремнием в нее вводили ферросилиций марки ФС-65 в количестве 3.85 кг/т стали, а для науглероживания использовали термоантрацит 25 1,45 кг/т. Температуру металла замеряли термопарой погружения ВР 5/20 После достижения температуры 1650°С на поверхность метчпяа задавали предложенную смесь в количестве 14 кг/т стали. Так как 30 смесь, соответствующая прототипу, содержала меньшее количество оксидов марганца, то для выплавки стали типа СтЗсп, расход ее был увеличен до 20,5 кг/т стали. Восстановительну ю спос обнос ть 35 смесей оценивали степенью извлечения марганца и степенью использования восстановителя. Состав смесей, состав исходного и готового металла и технологические показатели приведены в таблице. 40 Состав смесей №№ 2-4 соответствовал заявляемым пределам по содержанию всех компонентов При легировании металла с использованием смесей №№ 2-4 были достигнуты самые высокие показатели восста45 новительной способности. Степень извлечения марганца составила о среднем - 94.7%, а степень использования восстановителя - 98.0%. 50 Плавка № 1 показала, что смесь содержала избыточное количество железо-кремниевого сплава и поэтому восстановитель расходовался неэффективно. Степень его использования составила всего 77,4%. Из55 быток кремния способствовал образованию дополнительного количества оксидов кремния, снижающих активность марганца. Это привело к снижению степени извлечения марганца. Восстановительная способность этой смеси была неудовлетворительной. 7492 6 Плавка № 5 проводилась с использово время плавления большей частью угорел, ванием смеси, содержащей завышенное коо чем свидетельствовало сильное дымовылич е ство к а рбона тного ма рга нце вого де ление. Кре мний как восста новите ль агломерата и заниженное количество желеиспользовался неэффективно и его использо-кремниевого сплава. Восстановителя бы- 5 зование составило всего 43,7%. ло явно недостаточно, он использовался на Знач ите льна я а к тивность ок сидов 97,9% и смог восстановить лишь 43,1 % маркремния отрицательно сказалась на проганца. Сталь получилась некондиционной цессе восстановления марганца, поэтому и по ГОСТу. степень извлечения марганца была низкой. В плавке № б использовали смесь, соот- 10 Данная смесь име ла низк ую восстановиветствующую прототипу. Алюминий смеси тельную способность. Технологические показатели п/п Состав смеси % Химический состав смеси % Сплав МпО $.02 СаО МдО S» ) Мп АІ 1 2 Мп агло63 65 Химический состав исходного м етал л аJ С Мп S Р 37 35 39 40 9 10 11 12 4 3 11 75 25 27 5 004 0 03 0 05 0 06 0 025 0 024 0-006 0 004 3 73 5 26 5 43 115 14 5. 8 185 004 0 03 0 024 0 003 4 78 22 45 12 15 «І. 9 13 0 03 0 03 0 025 0005 5 80 20 46 13 16 5 4 16 005 0 03 0 026 0004 6 17 64 54 34 12 8 15 6 13 8 004 0 04 0 025 0005 Fo 33 Продолжение таблицы п/п Химический состав готового металла % С 1 2 3 Мп SI S Р 0 18 0.19 0 44 0 45 0 22 0.19 0 022 0025 0 008 0 006 Расход компонентов см еси к г/ т Сплав Марганцевый агло мерат 88 52 91 49 90 3 93 5 Степень использования восстановителя % 77 0 98 3 Степень извлечения марганца % 0 20 0 47 021 0027 0 004 10 3 3.7 92 4 97 6 4 0 16 0 53 0 23 0028 0005 10 9 3 1* 97 8 98 1 5 0 18 0 26 0 22 0.02,6 0 006 112 28 43 1 97 9 6 0 19 048 021 0026 005 82 8 43 7 Упорядник В.Романенко Замовлення 4519 Техред М.Моргентал Коректор Л. Пилипенко Тираж Підписне Державне патентне ві домство Украї ни, 254655, ГСП, КиТв-53. Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ҐагарІна, 101