Размещено на http://www.allbest.ru/

Десульфурация стали 25Л при ее модифицировании комплексными сплавами с РЗМ

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.

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

сталь отливка десульфатация редкоземельный

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

Примечание: в числителе - степень десульфурации, ?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».

Размещено на Allbest.ru