Порошковый проволочный модификатор

 

Использование1 изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к внепечной обработке порошковыми химически активными элементами при ее непрерывной разливке. Сущность изобретения порошковый проволочный модификатор для обработки металла в качестве наполнителя содержит кальций и алюминий при массовом соотношении Са/А1 0,5 - 1,0, отвечающем высокотемпературной области существования соединения CaAfe. В качестве кальцийсодержащего материала может использоваться силикокальций Применение этого порошкового проволочного модификатора позволяет повысить усвоение кальция до 25%, а также улучшить экологию металлургического производства. 4 табл (Л С жидком состоянии. Однако растворимость кальция очень мала, в чистом железе она составляет лишь 0,032 %, температура кипения 1492°С, что значительно ниже обычных температур производства стали, а его плотность лишь 1,55 г/см3, что составляет 1/5 часть плотности стали. Все это приводит к уменьшению эффективности его ввода и ожидаемой степени использования Для повышения степени усвоения кальция используются порошковые проволоки, содержащие в качестве наполнителя кальций , силикокальций. кальцийалюминиевые 4 СЛ N О со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)5 В 22 О 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4867517/02 (22) 14.09.90 (46) 30.07.92. Бюл М28 (71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" и Институт проблем материаловедения АН УССР (72) Б,Ф.Белов, А.С.Петров, М,П.Лоик, А.И,Троцан, Н.M.Êàðàaàåâ, Г.А,Николаев, В.Г.Ленский, О.В.Носоченко, Л,А.Поздняк и

М.А.Поживанов (73) Днепропетровский экспериментальноисследовательский завод сварочных материалов НПО "Укрстальконструкция" (56) Патент Великобритании

М 1585278, кл. С 21 С 7/00, 1977.

Карузо В, и др.. Новое применение проволоки с сердечником в непрерывной разливке. Инжекционая металлургия 83. Труды конференции.Пер, с англ.М,: Металлургия, 1986, с.190 — 202.

Робинсон Дж.В. Обработка о ковше введение проволоки из металлического кальция, плакированного сталью. Инжекционная металлургия 83. Труды конференции, пер.с англ.М.: Металлургия, 1986, с.365 — 378.

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке стали при ее непре. рывной разливке.

Известно, что в металлургической промышленности кальций используется не только благодаря своему раскислительному и десульфурирующему действию, но и благодаря способности обрабатывать более стабильные недеформирумые сульфиды марганца кальция и трансформировать вредные включения глинозема в менее вредные алюминаты кальция, которые при температуре выплавки стали находятся в

„„SIJ.„„1752179 АЗ (54) ПОРОШКОВЫЙ ПРОВОЛОЧНЫЙ МОДИФИКАТОР (57) Использование: изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к внепечной обработке порошковыми химически активными элементами при ее непрерывной разливке. Сущность изобретения: порошковый проволочный модификатор для обработки металла в качестве наполнителя содержит кальций и алюминий при массовом соотношении Са/AI = 0,5 — 1,0, отвечающем высокотемпературной области существования соединения СаА12. В качестве кальцийсодержащего материала может использоваться силикокальций. Применение этого порошкового йроволочного модификатора позволяет повысить усвоение кальция до 25%, а также улучшить экологию металлургического производства. 4 табл. жидком состоянии. Однако растворимость кальция очень мала, в чистом железе она составляет лишь 0,032, температура кипения 1492 С, что значительно ниже обычных температур производства стали. а его плотность. лишь 1,55 г/см, что составляет 1/5. з часть плотности стали. Все это приводит к уменьшению эффективности его ввода и ожидаемой степени использования, Для повышения степени усвоения кальция используются порошковые проволоки, содержащие в качестве наполнителя кальций, силикокальций, кальцийалюминиевые

1752 179 или другие сплавы кальция, Однако и при применении этих порошковых проволок степень усвоения не превышает 10 — 20%, что является недостатком, В качестве прототипа взята кальцийсодержащая стальная проволока, имеющая состав.%: Са 32, А! 22 остальное Fe, отношение Ca/Ai = 1,5; состав наполнителя 60 %

Са, 40 % AI, Обработка стали этой проволокой в зависимости от места ее ввода (ковш, центровую при сифонной разливке стали, в изложницу), обеспечивает усвоение кальция в пределах 10 — 25%. Верхний предел относится к вводу кальция в центровую при сифонной разливке стали и в изложницу, нижний — в ковш. При расходе кальция в ковш 0,5 кг/т, среднее содержание Са в стали 0,005 %, степень усвоения 10 %.

Для эффективного использования кальция такая степень недостаточна, Ввод порошковой проволоки с силикокальцием в промковш МНЛЗ с расходом SICa 0,3 — 0,8 кг/т дает концентрацию кальция в стали (10— 17) 10 %, степеньусвоения 9 — 11%, что также является недостаточным для эффективного использования кальция.

Целью изобретения является улучшение качества слябов и листового проката за счет повышения его раскисляющей и модифицирующей способности.

Поставленная цель достигается тем, что порошковый проволочный модификатор для внепечной обработки стали при разливке содержит металлическую оболочку и наполнитель из кальция и алюминия с массовым соотношением друг к другу Са/AI

= 0,5 — 1,0, В качестве кальцийсодер>кащего материала вместо кальция может использоBaTbc$f силикпкальций, Состав наполнителя порошковой проволоки определен исходя из того, что конгруэнтноплавящиеся химические соединения сохраняются и в жидком состоянии при значительном перегреве, что способствует повышению усвояемости химически активных элементов за счет наличия сильной химической связи между компонентами сплава, так как при этом снижается активность и упругость пара кальция и повышается температура его испарения из металлического расплава. Повышение температуры испарения сплавов над точкой кипения чистого кальция (1492 С) зависит от типа химического соединения и его термодинамических характеристик;

Соотношение Са/Al = 0,5 — 1.0 установлено на основе известной диаграммы состояния Са — Al, где единственным стабильным конгруэнтноплавящимся соединением является CaAI2, высокотемпературная область

50 существования которого описывается отношением кальция к алюминию в пределах 0,5 — 1,0, При отклонении от укаэанного предела в ту или иную сторону согласно диаграмме состояния Са/Al количество CaAlz значительно уменьшается, в случае известного состава наполнителя количество соединения CaAlz уменьшается вдвое.

Предлагаемый материал используют следующим об разом.

Порошковая проволока О 8 мм, содержащая кальций, алюминий или силикокальций и алюминий в различных весовых отношениях изготавливалась на Днепропетровском экспериментально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗСМ). Составы порошковых наполнителей приведены в табл.1, Исследования по определению усвоения кальция и алюминия сталью проводили в промышленных условиях ККЦ MK"Азовсталь" при разливке серии плавок трубной стали 09Г2БТ на двухручьевой криволинейной машине непрерывного литья заготовок.

Порошковую проволоку вводили с помощью трайбаппарата в зону падающей струи металла из сталеразливочного ковша в приемную камеру промежуточного ковша с перегородками.

Кальций и алюминий определяли спектральным анализом в твердых пробах, которые отбирали из крйсталлизаторов при разливке стали.

Результаты ввода llopoLUKoablx проволочных модификаторов с различным массовым соотношением приведены в табл.2 и 3, из которых следует, что при соотношении

Са/Al = 0,5 — 1,0 улучшается усвоение кальция и повышается качество слябов и листового проката. Самый эффективный результат получен при соотношении Са/AI

= 0,75, Степень усвоения алюминия также увеличилась на 5 — 25 %. Дополнительный ввод в сталь алюминия, а в случае применения силикокальция и кремния, в составе наполнителя порошкового проволочного модификатора позволит сократить расход элементов раскислителя, а повышение степени усвоения кальция — снизить расход кальцийсодержащих лигатур при внепечной обработке металла.

Формула изобретения

Порошковый проволочный модификатор, преимущественно используемый для литых слябов и листового проката, содержащий металлическую оболочку, порошковый наполнитель из кальция и алюминия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения

1752179 качества слябов и листового проката за счет повышения его раскисляющей и модифицируегцей способности, кальций и алюминий взяты в массовом соотношении 0,5 -- 1,0.

Таблице 1

* Кальций в наполнителе содержится в виде Si Са марки СК-25.

Таблица 2

Усвоение, Прирост содержания Al, мас.%

Содержание в стали мас.

* Наполнитель, М

Расход наполнителя

ППМ, кг/т

Са

Са

Al

Са

* Номер исполнителя соответствует номерам табл.1.

** Кальций в наполнителе содержится в виде Si Са марки СК вЂ” 25, Расход Si — 0,230 кг/т.

Усвоение Sl 90%, прирост содержания 0,020 мас. .

Прототип

3 4

8

9**

0,500

0,110

0,150

0,120

0.120

0,130

0,170

0,100

0,120

0,345

0,130

0,150

0,144

0,162

0,195

0,340

0,250

0,162

0,005

0,001

0,002

0,002

0,003

0,002

0.002

0,001

0,003

0,056

0,046

0,047

0,049

0,052

0,052

0,057 0,052

0,051

0,016

0,006

0.007

0,009

0,012

0,012

0,017

0,012

0,011

11

13

17

25 .

12

46

48

44

1752179

Таблица 3

Результаты обработки стали 09Г2БТ порошковым проволочным модификатором с наполнителем, содержащим кальций и алюминий на ее качество

* Номер наполнителя соответствует номерам табл.1.

Таблица 4

Редактор Ю.Середа Техред М. Моргентал Корректор M.Màêñèìèàèíåö

Заказ 2698 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101