Плакированный порошковый модификатор

 

Использование: изобретение относится к металлургии, конкретнее, к обработке металла при непрерывной разливке. Сущность: плакированный порошковый модификатор ленточного или проволочного типа, состоящий из калыдийсодержащего шлакометаллического наполнителя и стальной оболочки, содержит кальций и окись кальция в массовом соотношении Са/СаО 0,6-0,8. Наполнитель может содержать кальций в виде силикокальция. Применение этого плакированного порошкового модификатора позволит повысить степень усвоения кальция до 30%, а также при меньшем расходе кальцийсодержащих лигатур провести процессы рафинирования металлического расплава. 1 табл.

СОН.1.< С 1f,1:КИХ

col 1илл ис1и 11- с к их

PF(Ilff ЛИК (5I)5 В 22 О 11/10

ГОСУл РСтвЕHI1Ый K0MIilTF T

Г10 ИЗОБРЕТГНИЯ1Л И ОТКРЫ ГИЯМ

ПРИ ГКI-IT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

,) Qi М > ( (21) 4923663/02 (22) 20.12.90 (46) 15.11.92. Бюл. ¹ 42 (71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" и Институт проблем материаловедения АН УССР (72) Б.Ф.Белов, А.И.Троцан, B,А.Сахно, О.В.Носоченко, Г.А,Николаев, В.Г.Ленский, Ф.С,Крейденко, Л.А.Позняк, M.À.Ïîæèâàнов и В.П.Лоик (73) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" (56) Патент США N 4618368, кл,75 — 53, 1986.

Патент США ¹ 4671820, кл, 75 — 58, 1987. (54) ПЛАКИРОВАННЫЙ ПОРОШКОВЫЙ

МОДИФИКАТОР

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к обработке стали при ее непрерывной разливке.

Известно применение для рафинирования и микролегирования расплавов металлов плакированных порошковых модификаторов ленточного или проволочного типа, состоящих из металлической оболочки и порошкового наполнителя.

Применение этих модификаторов позволяет точно выдержать заданный химический состав сплавов, обеспечить высокую степень равномерности и повысить степень усвоения металлом химически активных компонентов по сравнению с другими известными методами.

Однако и при применении указанных выше модификаторов степень усвоения од,,т, Я „„1776217 АЗ (57) Использование; изобретение относится к металлургии, конкретнее, к обработке металла при непрерывной разливке. Сущность: плакированный порошковый модификатор ленточного или проволочного типа, состоящий из кальцийсодержащего шлакометаллического наполнителя и стальной оболочки, содержит кальций и окись кальция в массовом соотношении Са/СаО =

0,6 — 0,8, Наполнитель может содержать кальций в виде силикокальция. Применение этого плакированного порошкового модификатора позволит повысить степень усвоения кальция до 30%, а также при меньшем расходе кальцийсодержащих лигатур провести процессы рафинирования металлического расплава. 1 табл. ного из наиболее сильных оксидно- и сульфидообразующих элементов кальция не превышает 10%, что является явно недостаточным для протекания процессов рафинирования металлического расплава.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является плакированный порошковый модификатор со стальной оболочкой и наполнителем, содержащим шлакометаллическую смесь (Ca + СаО). Отношение металл/шлак = 7:3. При расходе наполнителя 3 кг/тонну стали степень десульфурации достигает 60%. а степень усвоения кальция

1 — 2%.

Недостатками этого решения является невысокое качество обрабатываемого ме талла вследствие низкой степени усвоения 1 776217 кальция и малой эффективности процесса рафинирования металлического расплава.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества металла за счет повышения степени усвоения кальция и 5 эффективности процесса рафинирования металлического расплава.

Поставленная цель достигается тем, что плакированный порошковый модификатор, содержащий металлическую оболочку и 10 кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый наполнитель, дополнительно содержит окись кальция с массовым соотношением кальция и окись кальция равным

0,6-0,8. 15

Состав наполнителя модификатора выбран исходя из положений теории активированных шлаковых систем, согласно которой исходные порошкообразные компоненты при температурах жидкого метал- 20 ла вступают в фазовые и химические взаимодействия с образованием химических соединений переменной валентности.

Механизм ра >инирования металла от вредных примесей можно представить по 25 схеме:

СаО+Са — Са20 (1)

Са О+(Х)-»Са ХО (2) а + а - -(Х) —.Гар Н, (3) где (Х) — кислород или сера. 30

Реакция (1) при избытке кальция сдвигается вправо с образованием ди-кальцийоксида, молекулярная структура которого включает два типа химической связи — ионную (Са — О) и ковалентную (Са:Са): 35

Са: Со. б

При определенной температуре при- 40 месные элементы в виде свободных ионов кислорода и серы (О, S ) насыщают связи промежуточных комплексов и образуют стабильные фазы, в которых ковалентные связи трансформируются в ионные . 45

С .c +$x1 Co.-> Ca (41

О

Адсорбционную емкость предлагаемо- 55 го наполнителя можно оценить по равновесному содержанию s нем вредных примесеи: 22,2% серы в Саг50 и 12,5 кислорода в СагО .

Теоретически при расходе наполнителя

1 кг на тонну стали содержание серы может снизиться на 0,022, и кислорода на

0,013%.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав порошковой проволоки отличается от известного соотношением

Са/СаО О =- 0,6 — 0,8. В известных проволоках в составе наполнителя соотношение

Са/СаО =- 7/3.

Проведенный патентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих Са и СаО г ри массовом соотношении Са/СаО = 0,6-0,8, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый материал обладает существенными отличительными признаками, Реализация предлагаемого материала, На Днепропетровском эксперимен гально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗСМ) была изготовлена плакированная порошковая проволока б 8 мм, содер>кащая оболочку из стали марки 08кп и наполнитель из шлакометаллических смесей кальция и окиси кальция в различных массовых соотношениях, Составы порошковых наполнителей приведены в таблице. В промышленных условиях кислородно-конвертерного цеха металлургического комбината "Азовсталь" при разливке серии плавок трубной стали 09Г2БТ на двухручьевой криволинейной машине непрерывного литья заготовок были проведены исследования по определению усвоения кальция и десульфурации стали. Ввод в сталь плакированного порошкового модификатора осуществлялся с помощью трайбаппарата в зону падающей струи металла из сталеразливочного ковша в приемную камеру проме>куточного ковша с перегородками

Сера определялась кулонометрическим методом кальций-спектральным анализом в твердых и робах.

Результаты ввода плакированных порошковых модификаторов с различным МВссовым соотношением Са и СаО приведены в таблице. IËç данных таблицы видно, что при соотношении Са!СаО = 0,6-0,8 усвоение кальция достигает 20-30%, т.е, в 10-15 раз выше, чем при применении известного состава наполнителя.

Хотя степень рафинирования достигается такая >ке, как и в случае известного решения 60о, но она достигается при значительно меньшем расходе напол.нителя (12 раз), Самый эффективный результат был получен в случае нэполнителя с соотношением Са/СаО = 0,7, обеспечивающем при температуре жидкого металла об1776217

Формула изобретения

Плакированный порошковый модификатор для обработки жидкого металла, содержащий металлическую оболочку и кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла за счет улучшения степени усвоения кальция, и эффективности процесса рафинирования металлического расплава, наполнитель дополнительно содержит окись кальция с массовым отношением кальция к окиси кальция 0,6-0,8. разование гомогенной фазы низшей валентности Са20.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения был оценен в сравнении с базовым обьектом. В качестве 5 базового обьекта был выбран порошковый силикокальций, используемый согласно Технологической конструкции ТИ 232-150 — 89 при производстве стали 09Г2БТ в условиях кислородно-конвертерного цеха MK "Азов- 10 сталь" путем ввода в жидкий металл стальковша на установке доводки металла (УДМ) с помощью газоносителя-аргона.

Расход

r à кг/т

Содержание в Относмеси наполни- шение теля мас,, Са/СаО

Содержание в стали

Степень десульфурации, о

Усвоение

Са, оо

N и/и

S, мас.

Са,мас, СаО

Са после обр. после обр. до обраб, до обр, * Наполнитель содержит кальций в виде силикокальция марки СК-25

Составитель Б. Белов

Техред М.Моргенал Корректор С. Лисина

Редактор Н, Волкова

Заказ 4044 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произеодстеенно-издательский комбйнат Патент", г. Ултгород, ул.гагарина. 101

2

4

6*

7 прототип

33

38

41

44

47

23

67

62

59

56

53

33

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,7

2,33

0,100

0.100

0,100

0,100

0,100

0,100

2,7

0,001

0,002

0,003

0,002

0,001

0,003

0,005

0,005

0,005

0,005

0,005

0,005

0,005

0,018

0,004

0,003

0,002

0,003

0,004

0,002

0,007

60.