Шуб Л.Г., Макаров В.В.,
Лялин О.П., Усманов Р.Г.

На Курганском заводе трубопроводной арматуры "ИКАР" при производстве хладостойких отливок из стали 25Л предусмотрено ее обязательное модифицирование силикокальций-бариевой лигатурой или ферросилицием с РЗМ (ФС30РЗМ20). Преимуществом использования последнего, при прочих равных условиях, является возможность снижения содержания серы в готовой стали, что особенно важно при ее выплавке в печах с кислой футеровкой, так как при этом облегчается попадание в заданные по содержанию серы пределы, а за счет снижения содержания последней улучшаются качественные показатели отливок.
Задачей настоящей работы было выявление технологических факторов, благоприятствующих десульфурации металла и повышающих эффективность модифицирования стали комплексными сплавами с РЗМ.
Сталь 25Л выплавляли в кислой индукционной печи емкостью 4 тонны. После расплавления, доводки по температуре и полного удаления шлака металл в печи раскисляли марганцевыми сплавами и кусковым алюминием (1кг/т). Модификаторы засыпали в разливочные бесстопорные ковши в самом начале выпуска; продолжительность последнего составляла 20—60 сек. Вместимость ковшей — 1,5 тонны; иногда использовались ковши по 400 кг.
О степени десульфурации судили по изменению содержания серы в пробах, отобранных ложкой из печи непосредственно перед первым выпуском и из верхней части ковшей - не позднее 1 мин. после окончания слива. Указанное изменение относили к исходному содержанию серы, которое обычно находилось в пределах 0,025 — 0,035 %, и оценивали в процентах. На каждой плавке отбирали пробы металла от среднего и последнего ковшей.
Для опытов использовали модификаторы с содержанием РЗМ
6,4 — 25,4%. Кроме кремния и железа они содержали также 2,5 — 5,8% кальция, 1,6 — 6,7% алюминия и 0,5 — 0,7% магния. В основном использовали крупку размера 1-17 мм, а отдельных сериях плавок — более мелкие фракции. Расход модификаторов — 3 кг/т стали.
Полученные данные показали снижение серы в металле при использовании всех вариантов модификаторов, причем заметная десульфурация имела место уже при весьма низком расходе РЗМ — около 0,2 кг/т (табл. 1). То, что десульфурация выявляется уже через 1,5—2,0 минуты после присадки модификатора, свидетельствует о высокой скорости удаления образующихся сульфидных и оксисульфидных включений.

Таблица 1. Показатели десульфурации стали 25Л в зависимости от содержания РЗМ в модификаторе. I серия плавок. Фракция модификаторов 1-17 мм.

Содержание РЗМ, %

Число ковшей

(испыт.)

Десульфурация, вшц S , %

в модификаторе

< /td>

в стали (расч.)

вшц S средн.

вшц S макс.

6,4

0,019

22

11,5

26,5

13,4

0,040

21

13,6

32,3

17,6 — 25,4

0,053 — 0,076

100

15,6

45,2


С повышением расхода РЗМ степень десульфурации возрастает, однако при этом относительная эффективность использования РЗМ, то есть количество удаленной серы на процент содержания РЗМ в модификаторе, снижается: при применении высокопроцентной лигатуры (17,6 — 25,4%) она в 2-3 раза ниже, чем при использовании модификатора с 6,4% РЗМ. Расчеты показывают, что в последнем случае свыше половины вводимого количества РЗМ расходуется непосредственно на связывание серы в сульфиды с последующим удалением их из металла.
Десульфурация в значительной степени зависит от содержания алюминия в ковшевом металле, который, по-видимому, защищает РЗМ от окисления и повышает степень их усвоения (табл. 2).

Таблица 2. Показатели десульфурации стали 25Л в зависимости от содержания в ней алюминия. I серия плавок. Модификатор ФС30РЗМ20.

Содержание алюминия в стали, %

Число ковшей

Десульфурация, вшц S , %

вшц S средн.

вшц S макс.

0,014 — 0,029

22

8,7

25,8

0,030 — 0,039

26

12,7

31,0

0,040 — 0,049

27

15,2

31,0

вщХ 0,050

25

25,1

45,2

Дополнительные исследования показали, что оптимальное содержание алюминия — 0,060 — 0,069% (табл. 3).
Эффективность десульфурации можно значительно повысить за счет использования оптимального фракционного состава модификатора. Так, применительно к нашим конкретным условиям, показана целесообразность применения модификатора ФС30РЗМ20 фракции 1-10 мм. Она оказалась значительно лучше фракции 1-17 мм (см. табл. 3). Однако испытание более мелкой крупки (0,5-5. мм) привело к существенному ухудшению десульфурации: вероятно, мелочь модификатора, при данном способе ввода, сгорает в процессе выпуска металла и не участвует в его рафинировании.

Таблица 3. Зависимость степени десульфурации стали 25Л от содержания в ней алюминия и фракционного состава модификатора. II серия плавок. Модификатор ФС30РЗМ20.

Фракция модификатора, мм

Содержание алюминия в стали, %

0,030-0,039

0,040-0,059

0,060-0,069

0,070-0,090

1-17

12,8

19

14,8

50

18,3

29

17,4

15

1-10

н.д.

16,7

10

28,0

10

25,9

11


Примечание: в числителе — степень десульфурации, вшц S . средн., %; в знаменателе — число ковшей.

Заключение.

При модифицировании стали 25Л комплексными модификаторами с редкоземельными металлами заметная десульфурация наблюдается уже при вводе 0,02% РЗМ. При использовании сплавов ФСРЗМ с содержанием 6,4-13,4% РЗМ относительная эффективность их использования как десульфураторов в 2-3 раза выше по сравнению с высокопроцентными сплавами (17,6-25,4% РЗМ). Степень десульфурации стали можно повысить за счет оптимизации содержания в ней алюминия и выбора рационального фракционного состава модификатора. Перспективным может оказаться использование комплексного модификатора, содержащего одновременно РЗМ и алюминий, такого, как, например, выпускаемый НПП "Технология" (г. Челябинск) модификатор марки " INSTEEL ® 9".


Документы

1732.doc

Размер файла: 50 КБ

Другие Сталь: