Порошковая проволока для обработки чугуна

 

Использование: черная металлургия, в частности обработка порошковой проволокой чугунного расплава для его десульфурации. Сущность: порошковая проволока состоит из металлической оболочки и магнийкальцийсодержащего наполнителя, выполненного в виде гранул с размерами 0,4 - 2,0 мм, а содержание кальция и магния в наполнителе составляет, мас.% соответственно 30 - 70 и 70 - 30; наполнитель может быть выполнен в виде механической смеси гранул магния и гранул кальция или в виде гранул сплава магния с кальцием. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к рафинированию чугуна обработкой расплава порошковой проволокой.

Известна порошковая проволока для обработки чугуна, содержащая гранулированный или порошковый магний фракции менее 1,6 мм в количестве 7-35% и ферросилиций [1] Низкое содержание активного реагента магния в проволоке требует большого расхода проволоки, увеличивает время обработки расплава, приводит к существенному снижению температуры обрабатываемого расплава.

Известна порошковая проволока для модифицирования чугуна, состоящая из металлической оболочки и порошкообразной шихты, содержащей магний 22,9-78,4% силикобарий и железокремниевомагниевокальцией сплав [2] Эта порошковая проволока имеет более высокое содержание активных реагентов магния и кальция, что повышает эффективность обработки расплава. Однако и в этой порошковой проволоке содержание активного реагента кальций невысокое. Если же повышать содержание кальция в железокремниевомагниевокальциевом сплаве за счет железа или кремния, то, с одной стороны, сплав будет преждевременно окисляться и всплывать на поверхность расплава, а, с другой стороны, возникнут трудности с хранением богатых кальцием сплавов, поскольку сплавы кальция, не содержащие кремний, распадаются при комнатной температуре (Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали. М. Металлургиздат, 1961, с. 90).

Предлагаемая порошковая проволока позволяет устранить недостатки, присущие известной порошковой проволоке [2] а именно повысить содержание активных реагентов в проволоке и, вследствие этого снизить время обработки расплава, что особенно важно при обработке больших объемов расплава, снизить степень понижения температуры расплава за время обработки и расход порошковой проволоки. Предлагаемая порошковая проволока состоит из металлической оболочки и наполнителя, состоящего из гранул магния с гранулами кальция, или из гранул сплава магния и кальция, взятых 30-70 мас. магния и 70-30 мас. кальция, причем размер гранул должен составлять 0,4-2,0 мм.

Ввод в жидкий чугун оболочковой порошковой кальций-магниевой проволоки на глубину более 1,5 м от поверхности расплава характеризуется наиболее благоприятными кинетическими характеристиками процесса взаимодействия кальция и магния с растворенной в чугуне серой. При этом одновременно осуществляются реакции: гомогенная между растворенными в чугуне магнием, кальцием и серой, и гетерогенные между серой и всплывающими каплями кальция, магния, а также их парами в виде пузырьков.

До выравнивания упругости паров магния и кальция с ферростатическим давлением металла кальций и магний находятся в виде капель, активно взаимодействующих с серой, затем они превращаются в парообразное состояние, что также ускоряет процесс десульфурации чугуна за счет значительного увеличения поверхности реагирования и более интенсивного перемешивания расплава.

Совместное введение кальция и магния в расплав в соотношении 30-70 мас. магния и 70-30 мас. кальция обусловлено тем, что кальций, являясь раскислителем, снижает содержание кислорода в расплаве и тем самым способствует эффективной десульфурации расплава, кроме того, разбавление магния кальцием снижает количество выплесков металла из ковша за счет снижения скорости ввода магния в расплав, а магний, в свою очередь, снижая содержание серы, способствует эффективному модифицирующему воздействию кальция на чугун, а также обеспечивает интенсивное перемешивание расплава, что необходимо для работы кальциевого реагента.

При содержании магния выше 70 мас. в смеси ввод проволоки сопровождается бурными выплесками металла и снижается модифицирующее воздействие проволоки. При снижении содержания магния ниже 30 мас. также резко снижается степень десульфурации, интенсивность перемешивания и как следствие модифицирующее воздействие проволоки. В обеих случаях для достижения необходимых свойств чугуна потребуется увеличить расход проволоки, время обработки, что приведет и к существенному снижению температуры расплава и дополнительным энергозатратам на его нагрев.

Размеры гранул магния и кальция или их сплавы в пределах 0,4-2,0 мм, с одной стороны, обеспечивают наиболее благоприятные размеры пузырьков реагента в расплаве с точки зрения скорости расплавления частиц и их всплывании, а, с другой стороны, являются оптимальными при производстве порошковой проволоки. При выходе размеров частиц за указанные пределы повышается расход проволоки за счет снижения эффективности обработки расплава и неравномерности распределения частиц магния и кальция по сечению и длине порошковой проволоки.

В таблице приведены составы использованных в производстве порошковых проволок и результаты обработки чугуна с исходным содержанием серы 0,030%

Формула изобретения

1. ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА, состоящая из металлической оболочки и магнийкальцийсодержащего наполнителя, отличающаяся тем, что наполнитель выполнен в виде гранул с размерами 0,4 - 2,0 мм, а содержание кальция и магния в наполнителе составляет соответственно 30 - 70 и 70 - 30% по массе.

2. Проволока по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель выполнен в виде механической смеси гранул магния и гранул кальция.

3. Проволока по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель выполнен в виде гранул сплава магния с кальцием.

РИСУНКИ

Рисунок 1