Порошковая проволока для внепечной обработки железоуглеродистого расплава (варианты)
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке для раскисления, модифицирования и микролегирования различных сталей и сплавов и чугунов, предназначенных для производства труб, прокатных валков и другой металлопродукции, изделий транспортного и энергетического машиностроения. В соответствии с первым вариантом порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего 30-70 мас.% лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием и силикокальция или смеси силикокальция и кальция металлического остальное, при содержании кальция и редкоземельных металлов в наполнителе, соответственно 6-30 мас.% и 6-21 мас.%. Второй вариант проволоки состоит из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего 50-90 мас.% лигатуры с железом и кремнием и кальция металлического остальное, причем содержание в наполнителе редкоземельных металлов составляет 6-25 мас.%. Третий вариант проволоки состоит из стальной оболочки и порошкового наполнителя - лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием, содержащего 4-30 мас.% кальция, причем содержание редкоземельных металлов в наполнителе составляет 4-25 мас.%. Изобретение обеспечивает повышение эффективности модифицирования и микролегирования за счет снижения количества оксидных и сульфидных включений в готовом металле. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в технологии ковшевой обработки металлургических расплавов порошковыми материалами с целью раскисления, модифицирования и микролегирования при производстве металлопродукции ответственного назначения, в том числе в хладостойком и коррозионностойком исполнении.
Известна порошковая проволока с наполнителем для внепечной обработки стали, состоящая из стальной оболочки и наполнителя, содержащего механическую смесь молотого порошкообразного силикокальция марок СК-20 или СК-30 и редкоземельные металлы (РЗМ) в виде порошка или гранул при следующем содержании компонентов в наполнителе, мас.%:
| Силикокальций марок СК-20 или СК-30 | 40-98 |
| РЗМ | 2-60 |
Кроме того, содержание наполнителя и стальной оболочки составляет, соответственно, 51-75 и 25-49, мас.%, а коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 0,5-0,75 (см п. РФ №2355781, по кл. С21С 7/00, заявл. 10.07.2007, опубл. 20.05.2009 «Порошковая проволока с наполнителем силикокальций с редкоземельными металлами для внепечной обработки стали»).
Недостатком указанного изобретения является низкое и нестабильное усвоение РЗМ расплавом, связанное с применением этих материалов в виде химических элементов, а также из-за указанных пределов заполнения порошковой проволоки. Высокая активность данных элементов может приводить к их окислению задолго до непосредственно обработки расплава, и в результате - эффективность обработки металла РЗМ существенно уменьшается. Обязательным требованием изготовления качественной порошковой проволоки является равномерность объемного заполнения по длине бунта, а при пересчете в весовое наполнение допустимое отклонение составляет до 5%. Регламентация колебаний содержания наполнителя в порошковой проволоке в указанных пределах может приводить в одном случае к недостаточному заполнению и на отдельных участках к пустотам, в другом случае к переполнению и возможному раскрытию замка и просыпанию наполнителя при вводе порошковой проволоки в расплав, что в результате приводит к нестабильному усвоению ингредиентов наполнителя.
Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому результату и выбранная в качестве прототипа является проволока для внепечной обработки металлургических расплавов, состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего кальций и кремний, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит железо и РЗМ при следующем соотношении ингредиентов наполнителя, мас.%:
| Кальций | 8-25 |
| Кремний | 35-50 |
| РЗМ | 8-20 |
| Железо | остальное, |
а соотношение между кальцием и РЗМ составляет (0,8…2,2):1. При этом кальций может находиться в наполнителе в виде сплава с кремнием, 10-50% кальция может находиться в наполнителе в чистом виде, а наполнитель проволоки может дополнительно содержать алюминий и магний в количестве 0,1…5,0 мас.% каждого (см. п. РФ №2318026, по кл. C21C 7/00, заявл. 20.02.2006, опубл. 27.02.2008 «Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов»).
Недостатком прототипа является низкая эффективность такой проволоки, связанная с высокой окисленностью РЗМ еще до начала обработки расплава, а также применением в наполнителе смеси кальцийсодержащих материалов и РЗМ (это, как правило, в основном, церий и лантан) не способной в проволоке быстро образовывать более «живучие» высокотемпературные соединения с кальцием в силу плохой смешиваемости их расплавов. Кроме того, в составе наполнителя отсутствуют иные материалы, способные усилить модифицирующий и рафинирующий эффекты при обработке расплава.
Задачей настоящего изобретения в соответствии с первым вариантом заявляемой проволоки является повышение прочности, пластичности и ударной вязкости металла.
Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения в соответствии с первым вариантом заявляемой проволоки, является снижение количества оксидных и сульфидных включений в готовом металле за счет повышения эффективности модифицирования и рафинирования расплава.
Указанная задача решается за счет того, что в известной порошковой проволоке для внепечной обработки железоуглеродистого расплава, состоящей из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего редкоземельные металлы (РЗМ) и кальций в виде силикокальция или смеси силикокальция и кальция металлического, согласно изобретению, редкоземельные металлы в составе наполнителя находятся в виде лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием при следующем соотношении компонентов наполнителя, % мас.:
| Лигатура редкоземельных металлов | |
| с железом и кремнием | 30-70 |
| Силикокальций или смесь | |
| силикокальция и кальция металлического | остальное, |
при содержании кальция и редкоземельных металлов в наполнителе, соответственно 6-30 мас.% и 6-21 мас.%.
Наполнитель может дополнительно содержать 1-30 мас.% ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием, а также 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов.
В качестве аналога и прототипа для заявляемой проволоки в соответствии со вторым вариантом выбраны те же технические решения, что и для первого варианта. Им присущи те же недостатки, которые указаны выше.
При создании изобретения в соответствии со вторым вариантом проволоки также ставилась задача повышение прочности, пластичности и ударной вязкости металла.
Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения в соответствии со вторым вариантом проволоки, также является снижение количества оксидных и сульфидных включений в готовом металле за счет повышения эффективности модифицирования и рафинирования расплава.
Указанная задача в соответствии со вторым вариантом заявляемой проволоки решается за счет того, что в известной порошковой проволоке для внепечной обработки железоуглеродистого расплава, состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего редкоземельные металлы и кальций, согласно изобретению, редкоземельные металлы в составе наполнителя находятся в виде лигатуры с железом и кремнием, а кальций в виде кальция металлического при следующем соотношении компонентов наполнителя, % мас.:
| Лигатура редкоземельных металлов | |
| с железом и кремнием | 50-90 |
| Кальций металлический | остальное, |
причем содержание в наполнителе редкоземельных металлов составляет 6-25 мас.%
Наполнитель может дополнительно содержать 1-30 мас.% ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием, а также 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов.
В качестве аналога и прототипа для заявляемой проволоки в соответствии с третьим вариантом выбраны те же технические решения, что и для первого варианта. Им присущи те же недостатки, которые указаны выше.
При создании изобретения в соответствии с третьим вариантом проволоки также ставилась задача повышение прочности, пластичности и ударной вязкости металла.
Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения в соответствии с третьим вариантом проволоки, также является снижение количества оксидных и сульфидных включений в готовом металле за счет повышения эффективности модифицирования и рафинирования расплава.
Указанная задача в соответствии с третьим вариантом заявляемой проволоки решается за счет того, что в известной порошковой проволоке для внепечной обработки железоуглеродистого расплава, состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего редкоземельные металлы и кальций, согласно изобретению, в качестве наполнителя используют лигатуру редкоземельных металлов с железом и кремнием, содержащую 4-30 мас.% кальция, причем содержание редкоземельных металлов составляет 4-25 мас.%.
Наполнитель может дополнительно содержать 1-30 мас.% силикокальция и/или кальция металлического, 1-30 мас.% ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием, 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов, а наполнитель содержит 1-30 мас.% лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая порошковая проволока не известна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.
Заявляемая порошковая проволока может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использована при производстве стальных изделий, т.е. является промышленно применимым.
Задачей модифицирования при внепечной обработке стали является улучшение структуры и повышение механических свойств металла.
Модифицирование, которое, как правило, осуществляется за счет введения в расплав материалов, содержащих кальций, приводит к:
а) дополнительному раскислению и десульфурации стали;
б) изменению морфологии и состава образующихся неметаллических включений, сокращению количества оксидов, оксисульфидов, сульфидов;
в) очищению границ зерен и околограничных участков от частиц, эвтектик и сегрегации, приводящих к охрупчиванию металла;
г) формированию однородной и мелкозернистой зеренной структуры металла.
Решения каждой из этих задач при прочих равных условиях зависит от состава используемых модифицирующих материалов, а их введение в расплав в виде порошковой проволоки обеспечивает их более эффективное применение, поскольку предотвращает преждевременное взаимодействие этих химически активных веществ со шлаком и металлом.
Экспериментально установлено, что введение в состав наполнителя порошковой проволоки, наряду с кальцийсодержащим материалом (силикокальцием, либо металлическим кальцием) РЗМ в виде лигатуры с железом и кремнием приводит к дополнительному раскислению и десульфурации расплава, связыванию в высокотемпературные (Т пл. - 1315-1600°С) соединения цветных примесей (цинка, сурьмы, меди и др.), препятствуя их выделению в виде низкотемпературных эвтектик, образованию иных РЗМ-содержащих фаз, способных к торможению роста первичных дендритов. Благодаря этому, повышается эффективность модифицирующего воздействия кальция на а) изменение морфологии и состава неметаллических включений, что улучшает условия для удаления из расплава образовавшихся частиц - оксидов, сульфидов, б) на очищение границ зерен, в) на однородность формирующейся структуры металла. Кроме того, снижается расход кальцийсодержащих материалов на обработку стали.
Все преимущества применения РЗМ при модифицировании реализуются только в случае их применения в виде соединений, легко растворимых в стали, например, лигатура РЗМ с железом и кремнием, с высвобождением из них данных чрезвычайно химически активных элементов (теплоты образования Се2О3 - 1821 кДж/моль, La2O3 - 1792 кДж/моль, по сравнению с CaO - 636 кДж/моль).
Поэтому использование РЗМ в виде чистых химических элементов в качестве наполнителя порошковой проволоки, практически невозможно.
Практика использования порошковой проволоки с наполнителем, содержащим РЗМ, для модифицирования стали показала, что положительные результаты достигаются при содержании в наполнителе лигатуры РЗМ-железо-кремний в количестве 30-70 мас.% при остальном содержании силикокальция или его смеси с металлическим кальцием. При этом содержание кальция должно быть в пределах 6-30 мас.%, а РЗМ - 6-21 мас.%. Меньшее содержание кальция препятствует модифицированию включений, большее - снижает долю РЗМ в наполнителе. Содержание РЗМ менее 6 мас.% не оказывает заметного влияния на улучшение модифицирования, а более 21 мас.% снижает долю необходимого для модифицирования кальция.
Экспериментально показано, что наполнитель порошковой проволоки может также представлять собой смесь лигатуры РЗМ-железо-кремний в количестве 50-90 мас.% и металлического кальция - остальное, при содержании РЗМ 6-25 мас.%. Нижний предел содержания РЗМ обусловлен необходимостью иметь в наполнителе достаточное количество этих элементов для взаимодействия с кислородом и цветными металлами. Верхний - присутствием в наполнителе достаточного для модифицирования содержания металлического кальция.
Лигатура РЗМ с железом и кремнием может содержать также некоторое количество кальция. Нашими опытами показано положительное влияние такого наполнителя порошковой проволоки, содержащего 4-30 мас.% кальция на структуру и свойства получаемой металлопродукции при содержании редкоземельных металлов 4-25 мас.%.
Кроме того, установлено, что добавление в состав наполнителя бария в виде ферросиликобария и/или сплава ферросиликокальция с барием, имеющих более высокие температуры существования в расплаве, по сравнению с металлическим кальцием и силикокальцием, в количестве барийсодержащих соединений 1-30 мас.% усиливает модифицирующий эффект обработки расплава. Верхний предел содержания ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием ограничен необходимостью иметь в наполнителе нужного количества РЗМ и кальция.
Рафинирование расплава от неметаллических включений после операции модифицирования и, соответственно, чистота металла по оксидам и сульфидам улучшается, если в состав наполнителя дополнительно входит 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов, например, CaCl2, CaF2, Na2CO3 и др. Этот эффект заметен, начиная с 3 мас.% флюса, а при содержании флюса более 30 мас.% снижается доля модифицирующих элементов и РЗМ в составе наполнителя порошковой проволоки.
Пример осуществления способа.
Способ использовали при изготовлении металлоизделий из стали 20ГЛ, имевшей на выпуске из электропечи состав, мас.%: 0,18-0,23С, 0,87-0,94Mn, 0,18-0,23Si, 0,022-0,027S, 0,012-0,014Р, 0,11-0,15Cr, 0,08-0,11Ni, 0,022-0,028Al, Fe - остальное.
Материал наполнителей порошковой проволоки для модифицирования получали смешением в различных соотношениях фаз и сплавов: силикокальция (20 и 30 мас.% Са), кальция металлического, ферросиликобария (22 мас.% Ва), ферросиликокальцийбария (13 мас.% Са, 15 мас.% Ва), лигатуры ферросиликоРЗМ (30 мас.% РЗМ, 30 мас.% Si, железо - остальное и 12 мас.% РЗМ, 30 мас.% Si, железо - остальное), лигатуры FeSiPЗMCa (30 мас.% РЗМ, 30 мас.% Si, 4 мас.% Са, железо - остальное и 4 мас.% РЗМ, 30 мас.% Si, 30 мас.% Са, железо - остальное), плавикого шпата (CaF2), хлоридов кальция (CaCl2), карбоната натрия (Na2CO3) и хлорида калия (KCl). Составы наполнителей порошковой проволоки приведены в таблице 1.
Материал по прототипу имел состав силикокальций 25 (25 мас.% Са)+РЗМ(15 мас.%).
Изготовленные смеси различного состава и материал по прототипу имели фракцию 0-2 мм и закатывались в стальную оболочку толщиной 0,4 мм, получая порошковую проволоку диаметром 14 мм.
При проведении экспериментов расплав из электропечи выпускали в 10 т ковш и после раскисления ферросилицием и алюминием обрабатывали порошковой проволокой с различными наполнителями. Каждый ковш обрабатывали проволокой с отличающимся составом наполнителей. Расход наполнителя в экспериментах составлял 1,2 кг/тонну расплава
В процессе обработки по всем вариантам расплав продували аргоном.
Далее металл разливали в литейные формы, а после кристаллизации детали подвергали термообработке - нормализации при 850°С.
Загрязненность неметаллическими включениями, а также механические свойства оценивали в готовом металле.
В таблице 2 представлены результаты определения содержания оксидов и сульфидов, а также временного сопротивления - σB; относительного удлинения - δ и ударной вязкости (KCV) при - 60°С - aH в металле, обработанном по прототипу и по вариантам, представленным в таблице 1.
Из приведенных в таблицах 1 и 2 данных видно, что:
1. Применение порошковой проволоки с наполнителем, согласно прототипу (вар.0), приводит к высокой загрязненности металла оксидными и оксисульфидными (1,6 балла), а также сульфидными (1,2 балла) включениями, низким временному сопротивлению (55 кгс/см2), относительному удлинению (28%) и низкотемпературной ударной вязкости (1,5 кгс*м/см2).
2. Использование проволоки с наполнителем, согласно пп.1-3 формулы заявляемого изобретения (вар-ты 1-5,7-9, 11-14), обеспечивает, по сравнению с прототипом, снижение загрязненности по оксидным, оксисульфидным (0,8-1,1 балла) и сульфидным (0,5-0,6 балла) включениям, а также повышение временного сопротивления (59-63 кгс/см2), относительного удлинения (30-33%) и ударной вязкости (1,9-2,4 кгс*м/см2).
3. Применение порошковой проволоки с наполнителем, согласно пп.4-6 формулы заявляемого изобретения (вар-ты 15-24), приводит, по сравнению с прототипом, к снижению загрязненности по оксидным, оксисульфидным (0,85-1,0 балла) и сульфидным (0,5-0,6 балла) включениям, повышению временного сопротивления (61-64 кгс/см2), относительного удлинения (32-33%) и ударной вязкости (2,2-2,4 кгс*м/см2).
4. Использование проволоки с наполнителем, согласно пп.7-15 формулы заявляемого изобретения (вар-ты 25-48), обеспечивает, по сравнению с прототипом, снижение загрязненности по оксидным, оксисульфидным (0,9-1,0 балла) и сульфидным (0,5-0,6 балла) включениям, повышение временного сопротивления (61-64 кгс/см), относительного удлинения (31-33%)и ударной вязкости (2,0-2,4 кгс*м/см2).
5. Применение порошковой проволоки с наполнителем, имеющим состав, отличающийся от заявляемого в формуле изобретения (вар. 6, 10) не приводит к улучшению структуры и свойств, по сравнению с прототипом.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Фазовый состав и содержание элементов в наполнителях порошковой проволоки | ||||||||||||
| № п/п | Состав наполнителя порошковой проволоки, мас.% | Содержание элементов, мас.% | ||||||||||
| SiCa30 и SiCa20 | Ca мет | Лигатура FeSiPЗM | Лигатура FeSiPЗMCa | FeSiBa | FeSiBaCa | CaF2 | CaCl2 | Na2CO3 | KCl | Са | РЗМ | |
| 1 | 30 | - | 70 | - | - | - | - | - | 6 | 21 | ||
| 2 | 20 | 10 | 70 | - | - | - | - | - | 16 | 21 | ||
| 3 | 50 | 15 | 35 | - | - | - | - | - | 30 | 11 | ||
| 4 | 50 | 10 | 40 | - | - | - | - | - | 20 | 12 | ||
| 5 | 70 | - | 30 | - | - | - | - | - | 21 | 6 | ||
| 6 | 70 | 15 | 15 | - | - | - | - | - | 35 | 3 | ||
| 7 | 49 | - | 50 | - | 1 | - | - | - | 15 | 15 | ||
| 8 | 30 | 10 | 50 | - | 5 | 5 | - | - | 19 | 15 | ||
| 9 | 30 | - | 40 | - | 10 | 20 | - | - | 15 | 10 | ||
| 10 | 10 | - | 50 | - | 40 | - | - | - | 3 | 15 | ||
| 11 | 50 | - | 47 | - | - | - | 3 | - | 15 | 14 | ||
| 12 | 30 | 5 | 35 | - | - | - | 15 | 15 | 29 | 11 | ||
| 13 | 27 | 5 | 35 | - | 3 | - | 15 | 15 | 27 | 11 | ||
| 14 | 25 | 5 | 35 | - | - | 20 | - | 10 | 5 | 25 | 11 | |
| 15 | - | 10 | 90 | - | - | - | - | - | 10 | 25 | ||
| 16 | - | 30 | 70 | - | - | - | - | - | 30 | 20 | ||
| 17 | - | 50 | 50 | - | - | - | - | - | 50 | 6 | ||
| 18 | - | 10 | 80 | - | 5 | 5 | - | - | 10 | 25 | ||
| 19 | - | 49 | 50 | - | 1 | - | - | - | 49 | 6 | ||
| 20 | - | 20 | 50 | - | 15 | 15 | - | - | 20 | 6 | ||
| 21 | - | 20 | 50 | - | - | - | 15 | 15 | - | - | 30 | 12 |
| 22 | - | 47 | 50 | - | - | - | - | - | - | 3 | 47 | 15 |
| 23 | - | 40 | 50 | - | - | 5 | - | 5 | - | - | 40 | 15 |
| 24 | - | 20 | 50 | - | 15 | - | - | - | 15 | - | 30 | 12 |
| 25 | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - | 4 | 25 |
| 26 | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - | 30 | 4 |
| 27 | - | 1 | - | 99 | - | - | - | - | - | - | 30 | 24 |
| 28 | 25 | 5 | - | 70 | - | - | - | - | - | - | 28 | 18 |
| 29 | - | - | - | 99 | 1 | - | - | - | - | - | 30 | 20 |
| 30 | - | - | - | 70 | - | 30 | - | - | - | - | 20 | 20 |
| 31 | - | 1 | - | 69 | 30 | - | - | - | - | - | 10 | 15 |
| 32 | 25 | 5 | - | 69 | - | 1 | - | - | - | - | 20 | 15 |
| 33 | - | - | - | 97 | - | - | - | 3 | - | - | 29 | 20 |
| 34 | - | - | - | 70 | - | - | 15 | - | 10 | 5 | 20 | 14 |
| 35 | 25 | 5 | - | 67 | - | - | - | 3 | - | - | 30 | 12 |
| 36 | - | 1 | - | 69 | - | - | 15 | - | 5 | 10 | 21 | 14 |
| 37 | - | - | - | 69 | 1 | - | - | - | 30 | - | 25 | 14 |
| 38 | 5 | - | - | 62 | - | 30 | - | 3 | - | - | 25 | 12 |
| 39 | - | - | 1 | 99 | - | - | - | - | - | - | 30 | 20 |
| 40 | - | - | 30 | 70 | - | - | - | - | - | - | 20 | 25 |
| 41 | 1 | - | 30 | 69 | - | - | - | - | - | - | 20 | 25 |
| 42 | - | 25 | 1 | 74 | - | - | - | - | - | - | 25 | 15 |
| 43 | - | - | 30 | 69 | 1 | - | - | - | - | - | 20 | 18 |
| 44 | 5 | - | 1 | 74 | - | 20 | - | - | - | - | 15 | 12 |
| 45 | - | - | 30 | 67 | - | - | - | 3 | - | - | 9 | 17 |
| 46 | - | 10 | 1 | 69 | - | - | 15 | - | 5 | - | 12 | 20 |
| 47 | 10 | - | 1 | 69 | 1 | - | - | - | 15 | - | 10 | 20 |
| 48 | - | - | 30 | 57 | 10 | - | 3 | - | - | - | 18 | 21 |
| Таблица 2 | |||||
| Загрязненность и механические свойства металла, обработанного порошковой проволокой с различными наполнителями | |||||
| № варианта (табл.1) | Загрязненность включениями, балл | Механические свойства | |||
| Оксиды+Оксисульфиды | Сульфиды | σB, кгс/см2 | δ,% | аН, кгс*м/см2 | |
| 0 (прототип) | 1,6 | 1,2 | 55 | 28 | 1,5 |
| 1 | 1,05 | 0,6 | 59 | 31 | 1,9 |
| 2 | 1.1 | 0,6 | 60 | 30 | 1,9 |
| 3 | 1,0 | 0,55 | 61 | 31 | 1,9 |
| 4 | 1,05 | 0,55 | 61 | 32 | 2,0 |
| 5 | 1,0 | 0,6 | 60 | 31 | 1,9 |
| 6 | 1,6 | 1,2 | 54 | 29 | 1,5 |
| 7 | 1,0 | 0,6 | 61 | 31 | 1,9 |
| 8 | 0,95 | 0,6 | 62 | 32 | 2,0 |
| 9 | 0,9 | 0,55 | 63 | 33 | 2,3 |
| 10 | 1,65 | 1,3 | 53 | 28 | 1,4 |
| 11 | 0,95 | 0,5 | 63 | 32 | 2,0 |
| 12 | 0,85 | 0,5 | 62 | 33 | 2,2 |
| 13 | 0,85 | 0,5 | 62 | 32 | 2,2 |
| 14 | 0,8 | 0,5 | 63 | 33 | 2,4 |
| 15 | 1,0 | 0,6 | 61 | 32 | 2,3 |
| 16 | 1,0 | 0,5 | 62 | 32 | 2,2 |
| 17 | 0,95 | 0,5 | 62 | 32 | 2,2 |
| 18 | 1,0 | 0,6 | 61 | 33 | 2,3 |
| 19 | 0,95 | 0,5 | 62 | 32 | 2,2 |
| 20 | 0,9 | 0,5 | 64 | 33 | 2,4 |
| 21 | 0,85 | 0,5 | 63 | 32 | 2,4 |
| 22 | 0,9 | 0,5 | 63 | 32 | 2,3 |
| 23 | 0,9 | 0,5 | 64 | 33 | 2,4 |
| 24 | 0,9 | 0,5 | 63 | 33 | 2,4 |
| 25 | 1,0 | 0,6 | 61 | 32 | 2,0 |
| 26 | 1,0 | 0,6 | 61 | 33 | 2,0 |
| 27 | 0,95 | 0,6 | 61 | 32 | 2,0 |
| 28 | 0,95 | 0,55 | 62 | 32 | 2,1 |
| 29 | 0,95 | 0,55 | 62 | 33 | 2,2 |
| 30 | 0,9 | 0,55 | 62 | 33 | 2,2 |
| 31 | 0,9 | 0,6 | 62 | 32 | 2,2 |
| 32 | 0,95 | 0,55 | 62 | 32 | 2,1 |
| 33 | 0,95 | 0,6 | 61 | 32 | 2,1 |
| 34 | 0,9 | 0,55 | 62 | 33 | 2,3 |
| 35 | 0,9 | 0,5 | 61 | 33 | 2,4 |
| 36 | 0,9 | 0,55 | 61 | 33 | 2,3 |
| 37 | 0,9 | 0,5 | 62 | 33 | 2,3 |
| 38 | 0,9 | 0,5 | 62 | 33 | 2,3 |
| 39 | 1,0 | 0,6 | 62 | 32 | 2,0 |
| 40 | 0,95 | 0,6 | 63 | 31 | 2,1 |
| 41 | 0,95 | 0,6 | 64 | 31 | 2,1 |
| 42 | 0,95 | 0,6 | 63 | 32 | 2,1 |
| 43 | 0,95 | 0,55 | 63 | 33 | 2,1 |
| 44 | 0,9 | 0,55 | 62 | 33 | 2,2 |
| 45 | 0,95 | 0,6 | 63 | 31 | 2,1 |
| 46 | 0,9 | 0,55 | 62 | 32 | 2,2 |
| 47 | 0,9 | 0,5 | 63 | 33 | 2,3 |
| 48 | 0,9 | 0,55 | 62 | 33 | 2,2 |
Таким образом, из представленных в табл.1 и 2 данных следует, что снижение содержания оксидных, оксисульфидных и сульфидных включений в готовом металле и высокие значения временного сопротивления, относительного удлинения и ударной вязкости металла имеют место лишь в случае применения порошковой проволоки с наполнителем, имеющем состав, отвечающий заявляемому в формуле изобретения.
1. Порошковая проволока для внепечной обработки железоуглеродистого расплава, состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего редкоземельные металлы и кальций в виде силикокальция или смеси силикокальция и кальция металлического, отличающаяся тем, что редкоземельные металлы в составе наполнителя находятся в виде лигатуры с железом и кремнием при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%:
| Лигатура редкоземельных металлов | |
| с железом и кремнием | 30-70 |
| Силикокальций или смесь | |
| силикокальция и кальция металлического | Остальное, |
причем содержание в наполнителе кальция составляет 6-30 мас.%, а содержание редкоземельных металлов 6-21 мас.%.
2. Порошковая проволока по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 1-30 мас.% ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием.
3. Порошковая проволока по п.1 или 2, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов.
4. Порошковая проволока для внепечной обработки железоуглеродистого расплава, состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего редкоземельные металлы и кальций, отличающаяся тем, что редкоземельные металлы в составе наполнителя находятся в виде лигатуры с железом и кремнием, а кальций в виде кальция металлического при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%:
| Лигатура редкоземельных металлов | |
| с железом и кремнием | 50-90 |
| Кальций металлический | Остальное, |
причем содержание в наполнителе редкоземельных металлов составляет 6-25 мас.%.
5. Порошковая проволока по п.4, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 1-30 мас.% ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием.
6. Порошковая проволока по п.4 или 5, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов.
7. Порошковая проволока для внепечной обработки железоуглеродистого расплава, состоящая из стальной оболочки и порошкового наполнителя, содержащего редкоземельные металлы и кальций, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют лигатуру редкоземельных металлов с железом и кремнием, содержащую 4-30 мас.% кальция, причем содержание редкоземельных металлов составляет 4-25 мас.%
8. Порошковая проволока по п.7, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 1-30 мас.% силикокальция и/или кальция металлического.
9. Порошковая проволока по п.7 или 8, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 1-30 мас.% ферросиликобария и/или ферросиликокальция с барием.
10. Порошковая проволока по п.7 или 8, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов.
11. Порошковая проволока по п.9, отличающаяся тем, что наполнитель дополнительно содержит 3-30 мас.% флюса из солей щелочноземельных и/или щелочных металлов.
12. Порошковая проволока по п.7 или 8, отличающаяся тем, что наполнитель содержит 1-30 мас.% лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием.
13. Порошковая проволока по п.9, отличающаяся тем, что наполнитель содержит 1-30 мас.% лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием.
14. Порошковая проволока по п.10, отличающаяся тем, что наполнитель содержит 1-30 мас.% лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием.
15. Порошковая проволока по п.11, отличающаяся тем, что наполнитель содержит 1-30 мас.% лигатуры редкоземельных металлов с железом и кремнием.
