NO821044L - Tilsetning for jernbaserte legeringer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår tilsettelse av niob, molyb-

den, krom og volfram til smeltet stål.

Det er et vanlig krav med fremstilling av jernbaserte legeringer, f.eks. stål, og foreta tilsettinger av niob, molybden, krom og volfram til den smeltede legering, som oftest i form av ferrolegeringer.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe tilsetningen av de foregående metaller, til jernbaserte legeringer, spesielt stål, der der tilsetningene er økonomiske og ikke krever energi ved fremstilling, og som muliggjør effektiv tilsetning av metallbestanddelene.

Andre gjenstander vil fremgå av den følgende besrivelse og krav.

Tilsetningsmiddelet i følge oppfinnelsen er en blandet agglomerert blanding bestående i det vesentlige av 20-80 vekt% av et oksyd av Nb, Mo, Cr eller W, og 20-80 vekt% av et kalsiumholdig reduksjonsmiddel. Oksydkilden kan være en kjemisk prosess eller et mineral, f.eks. kan niob-oksydet være prod-uktet fra en kjemisk prosess eller et niobrikt oksydisk mine-rale slik som pyroklor. Reduksjonsmiddelet er silisium eller en kalsium-silisiumlegering. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen inneholder kalsium-silisiumlegeringen som benyttes som reduksjonsmiddel ca. 28-32 vekt% Ca, og 60-65 vekt% Si, primært som fasene CaSi2og Si; og legeringen inneholder fortrinnsvis opptil ca. 8% jern og andre urenheter som er iden-tiske med fremstillingsprosessen, f.eks. fremstilling av kalsium-silisiumlegering ved elektrisk omreduksjon av CaO og SiC^

med karbon. (Typisk analyse: Ca 28-32%, Si 60-65%, Fe 5%, Al 1,25%, Ba 1% og mindre mengder andre urenhetselementer.)

Den kompakterte eller agglomererte masse av oksydisk materiale pluss blanding av reduserende middel tilsettes til det smeltede stål hvor varmen i metallbadet er tilstrekkelig til å under- støtte reduksjonen av det oksydiske materialet. De metalliske elementer som dannes, slik som niob, molybden, krom eller volfram, integrerers umiddelbart i det smeltede stål. Når oksyd-reduksjonsmiddel-blandingen tilsettes til det smeltede metall må kontakt med slagg såvel som eksponering til oksyderende betingelser, slik som atmosfæren, minimali-serer for å oppnå tilfredsstillende utbytte med henblikk på det kalsiumholdige reduksjonsmiddels tendens til å oksyderes. F.eks. kan oksyd-reduksjonsmiddel-blandingen innkaples og slippes i det smeltede, metall, eller integreres inn i og duppes i en hellende strøm under overføring av metall fra ovnen til støpeøsen. I dette tilfelle bør denne være parti-ellt fylt før tilsettingen begynner. Når reduksjonsmiddelet er en kalsium-silisiumlegering, fremstilles det CaO og SiC^under reduksjonsreaksjonen, og når reduksjonsmiddelet er silisium dannes Si02, og overskytende silisium innarbeides i stålet som metallisk element. Oksydene CaO og Si02går til slagget bortsett fra i aluminium-deoksyderte stål; i slike stål reagerer dannet CaO imed A^O^inklusjoner fra aluminium-deoksyderingen.

Det følgende eksempel skal illustrere oppfinnelsen ytter-ligere.

Eksempel

Prosedyre: "Armko" jern ble smeltet i en magnesiumoksyd-foret induksjonsovn med argon strømmende gjennom et grafit-deksel. Etter at temperaturen var stabilisert til 1600° pluss minus 10° C ble smeiten blokkert med silisium. Deretter, bortsett fra den oksydholdige tilsetning, ble sammen-setningene for smeltene justert til den ønskede kvalitet. Etter stabilisering av temperaturen til 1600° pluss minus

5° C i et minutt, ble en prøve tatt for analyse, hvoretter tilsetningen av oksydholdig materiale skjedde ved å slippe en stålfoliebeholder inneholdende sammenpresset eller agglomerert oksydisk materiale eller oksydisk materiale pluss reduserende middel, ned i det smeltede stål. Ståltempera-

turen ble holdt ved 1600° pluss minus 5° C ved hjelp av ovns-effekten i tre minutter etter tilsetning av oksydet eller blanding av oksyd og reduksjonsmiddel. Deretter ble oppvarmingen skrudd av og etter ett minutt ble det tatt prøver for analyse, og stålet støpt til en 45 kilo, 10,2 cm barre. Deretter ble prøver fjernet fra midtområdet av barren, 1/3 opp fra bunnen, undersøkt mikroskopisk og analysert kjemisk. Noen ble analysert med elektronmikroprøve.

Forskjellige blandinger av oksydiske materialer beholdende niob, molybden, krom og/eller volfram, pluss enten en kommersiell kvalitet kalsium-silisiumlegering eller en kommersiell kvalitet silisium, ble tilsatt i sammenpresset eller agglomerert til-stand til smeltet stål. For sammenligningens skyld ble krom-, volfram- og molybdenholdig oksydisk materiale presset sammen eller agglomerert og tilsatt til det smeltede stål, dvs. at

det ikke ble tilsatt noe reduksjonsmiddel i det sammenpressede materialet eller agglomeratet. Resultatet av disse prøver er oppsummert i tabell 1.

Slik det fremgår av tabell 1 er en godt sammenbundet agglomerert blanding av oksydene av elementene niob, krom, molybden og volfram med et reduksjonsmiddel slik som silisium eller en kalsium-silisiumlegering, en effektiv, økonomisk, energieffektiv kilde for disse metalliske elementer i stål når blandingen tilsettes til smeltet stål. Malmer eller minieraler som er rike på .den ønskede oksydiske fase eller faser, kan benyttes i bland-ingene i stedet for oksydet fremstilt ved en kjemisk prosess, f.eks. pyroklor som kilde for niob. Kontakt med atmosfære og slagg bør unngås, eller i det minste minimaliseres når sammenpresset eller agglomerert blanding tilsettes til smeltet stål for å unngå akselerasjon av reduksjonsmidlene. Kalsiumoksydet som dannes under reduksjonen av oksydiske materialer med en kalsium-silisiumlegering reagerer med aluminiumoksyd inklusjoner i aluminiumdeoksyderte stål.

Meshangivelsene som her nevnes er fra serien "United States Screen".

Claims (10)

1. Tilsetningsmiddel for tilsetning til smeltet jernbasert legering av et metall valgt blant Nb, Mo, Cr og W, karakterisert ved at tilsetningsmiddelet i det vesentligste består av en agglomerert blandet blanding av 20-80 vekt% av et findelt oksyd av et metall valgt blant Nb, Mo, Cr og W med ca. 20-80 vekt% av et finopp-delt kalsiumholdig materiale valgt blant en kalsium-silisiumlegering, kalsiumkarbid og kalsiumcyamid.

2. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at det kalsiumholdige materialet er en kalsium-silisiumlegering.

3. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte kalsiumholdige.materiale ér kalsiumkarbid.

4. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at kalsiumholdig materiale er kalsiumcyanåmid.

5. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte oksyd er Nb2 0^ .

6. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at kalsiumholdig materiale er WO^ .

7. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte oksyd er MoO^ •

8. Tilsetningsmiddelet ifølge krav 1, karakterisert ved at kalsiumholdig materiale er C^O^.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oksydet er pyroklor.

10.F remgangsmåte for tilsetning til smeltet jernbasert legering av et metall valgt blant Nb, Mo, Cr og W, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter å dyppe ned i den smeltede legering av et tilsetningsmiddel vesentlig bestående av en agglomert blanding av 20-80 vekt% findelt oksyd av et metall valgt blant Nb, Mo, Cr og W, med ca. 20-80 vekt% av et findelt kalsiumholdig materiale valgt blant kal-siumsilisiumlegering, kalsiumkarbid og kalsiumcyanåmid. Niob, molybden, krom og volfram tilsettes til smeltede jernbaserte legeringer i form av en agglomerert blanding av findelte oksyder av det valgte metall, samt et kalsiumholdig reduksjonsmiddel.