Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами. Проволока состоит из стальной оболочки и наполнителя из механической смеси кальция и железа в соотношении, мас.%, соответственно 25-45 и 55-75. При этом железо введено в наполнитель в виде дроби чугунной или стальной или стальных гранул, или сечки стальной, а соотношение между составляющими проволоки установлено следующим, мас.%: наполнитель 45-80; стальная оболочка 20-55. Изобретение позволяет снизить пожаро- и взрывоопасность процесса производства проволоки с наполнителем из смеси кальция и железа, получить проволоку с более широким диапазоном от 8 до 16 мм и более высоким ее наполнением, а также повысить усвоение кальция расплавом металла при его внепечной обработке.

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами.

Известна проволока для внепечной обработки металлургических расплавов, содержащая стальную оболочку и порошковый наполнитель из алюминия и кальция в соотношении (мас.%): порошковый наполнитель - 37-55, стальная оболочка - 45-63 с толщиной стальной оболочки (мм), составляющей величину 0,0094-0,0110 количества порошкового наполнителя (мас.%), а насыпная масса кальциевого порошка находится в пределах 0,55-0,75 от насыпной массы алюминиевого порошка.

Недостатком известного состава порошковой проволоки является то, что она не может применяться для внепечной обработки при производстве сталей с низким содержанием кремния (≤0,07%) и алюминия (≤0,004%). Кроме того, мелкодисперсные фракции, менее 50 Мкм, порошка алюминия способны взрываться в состоянии аэровзвеси, что делает производство порошковой проволоки с таким наполнителем опасным.

Известна проволока для внепечной обработки металлургических расплавов, выбранная за прототип и состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего кальций и железный порошок при следующем соотношении, мас.%: кальций 25-45, железный порошок - 55-75, с соотношением между составляющими частями проволоки, мас.%: порошковый наполнитель - 51-70, стальная оболочка - 30-49 (см. заявку на патент РФ №2002119122, кл. С 21 С 7/00, заявлено 2002.07.15, опубл. 2004.03.20).

Железо, входящее в состав проволоки, за счет большей температуры плавления играет роль "температурного балласта", т.е. локальное растворение кальция происходит при более высокой температуре его испарения в глубине расплава металла, что повышает и стабилизирует усвоение кальция металлом, его более экономичное использование. Но как и при изготовлении проволоки-аналога, производство проволоки-прототипа является опасным, поскольку мелкодисперсные фракции порошка железа могут также взрываться в состоянии аэровзвеси.

Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение пожаро- и взрывоопасности процесса производства порошковой проволоки с наполнителем из смеси кальция и железа, получение проволоки с более широким диапазоном ее диаметров и более высоким ее наполнением, а также повышение усвоения кальция расплавом металла при его внепечной обработке.

Поставленная задача решается путем производства проволоки для внепечной обработки металлургических расплавов, состоящей из стальной оболочки и наполнителя из механической смеси кальция и железа в соотношении, мас.%, соответственно 25-45 и 55-75, в которой железо введено в наполнитель в виде дроби чугунной или стальной, или стальных гранул, или сечки стальной, а соотношение между составляющими частями проволоки установлено следующим, мас.%:

наполнитель	45-80
стальная оболочка	20-55

Общим с прототипом существенным признаком является наличие в составе проволоки для внепечной обработки металлургических расплавов смеси кальция и железа в соотношении, мас.%, соответственно 25-45 и 55-75.

Отличными от прототипа существенными признаками являются: использование в наполнителе проволоки железа в виде дроби чугунной или стальной, соотношение между составными частями проволоки, мас.%: наполнитель 45-80, стальная оболочка 20-55. Кроме того, железо может быть введено в наполнитель в виде гранул либо в виде сечки стальной.

Введение в состав наполнителя проволоки железа в виде дроби чугунной или стальной позволяет существенно снизить пожаро- и взрывоопасность процесса производства порошковой проволоки, поскольку в этом случае из состава наполнителя исключается взрывоопасная мелкодисперсная фракция порошка железа. Кроме того, железную дробь можно рассматривать как флегматизатор горения, добавление которого к горючему кальцию делает смесь в целом менее горючей.

Выбор соотношения между составными частями проволоки, мас.%: наполнитель 45-80, стальная оболочка 20-55, позволяет получить проволоку с большим диапазоном диаметров, а именно, от 8 до 16 мм.

Введение в состав наполнителя проволоки железной дроби с более высокой по сравнению с порошком железа насыпной плотностью при одинаковом соотношении в мас.% между кальцием и железом обеспечивает на одном погонном метре проволоки такого же диаметра большее массовое количество кальция, т.е. больший его локальный ввод в расплав металла. При этом железная дробь, имеющая значительно меньшую по сравнению с порошком железа активную поверхность, расплавляется медленнее, что обеспечивает более плавное и длительное протекание эффекта "температурного балласта", ведущее к повышению усвоения расплавом металла локально вводимого в большем количестве кальция. Те же самые процессы характерны и для случая, когда в качестве наполнителя в проволоке присутствует железо в виде гранул либо в виде стальной сечки.

В ноябре 2004 г. на Волжском трубном заводе были проведены 34 опытные плавки, при которых в качестве модификатора производилась присадка заявляемой проволоки производства ООО "Северная палитра" с наполнителем, состоящим из механической смеси гранул металлического кальция и железа в виде дроби стальной в соотношении Ca/Fe - 40/60 с наполнением бунта, г/м - 218-225, диаметр проволоки - 14 мм, коэффициент наполнения - 0,54-0,55. Усвоение кальция в среднем составило 24,16%. Случаев затягивания ручьев при разливке металла на установке непрерывного разлива стали из-за отложений включений глинозема на внутренней поверхности стаканов-дозаторов и погружных стаканов не отмечалось. Химический состав металла соответствовал заданному. Качество металла находилось на уровне серийного сортамента.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая проволока для внепечной обработки металлургических расплавов обеспечивает получение металла заданного состава и качества, при этом достигается более высокое усвоение кальция расплавом. За счет введения железа в виде дроби чугунной или стальной либо в виде гранул или сечки стальной значительно снижается пожаро- и взрывоопасность процесса производства порошковой проволоки. Применение в составе наполнителя кальция в виде гранул или крупки еще более обезопасит процесс.

Кроме того, заявляемый состав позволяет получить проволоку с большим диапазоном диаметров, а именно от 8 до 16 мм, в отличие от прототипа, где соотношение между составляющими частями проволоки позволяет получать проволоку диаметром от 11 до 16 мм, с большим наполнением проволоки наполнителем.

Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов, состоящая из стальной оболочки и наполнителя из механической смеси кальция и железа в соотношении, мас.%, соответственно 25-45 и 55-75, отличающаяся тем, что железо введено в наполнитель в виде чугунной или стальной дроби, или стальных гранул, или сечки стальной, а соотношение между составляющими проволоки установлено, мас.%:

Наполнитель	45-80
Стальная оболочка	20-55