Композиционная проволока для модифицирования стали

 

(72) Авторы изобретения

Ю. Я. Скок, В. А. Ефимов, 3. Л. Ко ов н В. И. Антипов

j -- ==-k

«3

« %, - ". с

Институт проблем литья АН Украинс (71) Заявнтель (5 4) КОМПОЗИЦИОННАЯ ПРОВОЛОКА

ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к раскислению и мо»днфицированию стали и сплавов.

Известны композиционные материалы для раскислення и модифипирования стали, представляющие собой проволоку .или ленту, сердцевина которой состоит нз порошков активных элементов н их смесей, а оболочка образована лентой из алюминия, железа нли стали l13 °

Наиболее близкой по технической сушности и достигаемому эффекту к пред-лагаемой является композиционная проволока, содержащая ядро -из порошка . снликокальция н стальную оболочку, причем сердцевина составляет.-0,1-0,9 от веса проволоки. Такой материал позволяет резко повысить степень усвоения силикокальпия и качест во моднфициро» вания 2). . 20

Недостатком этого материала sans ся то, что он не содержит шлакообразую щих компонентов и не приводит к офлю . сованию и удалению из металла образую ! шихся при моднфицировании порошковой проволокой неметаллнческнх включений, а следовательно снижает эффективность моднфипирования. При обработке стали этим материалом не имеется возможноо ти улучшить качество поверхности.слитка и уменьшить отходы при прокатке.

Целью изобретения является повышение модифицирующей и рафинирующей способности материала и улучшение качества поВерхности слитка.

nocraaaeaaas цель достигается тем, что согласно изобретению композицион и&я проволока дпя модифицирования ста ли, содержашая ядро из орошкй силико»кальция и стальную оболочку, дополнительно содержит плавиковый шцат и нефелин при следующем собтношении комконентов вес. %:

Силикокальций 10-30

Плавиковый BUt&T 5-lO

Нефелин 5-1.0

Стальная оболочка Остальное.

3 9964

Силикокальций в данном композицион ном матерйале выполняет роль модифи+ катора стали, он приводит к измельчению дендритной структуры стали и повышает плотность макроструктуры слитка и заготовок. Кальций входит в состав неметаллических включений, измельчает и меняет их морфологию и улучшает распределение включений в слитке. В порошковую проволоку для модифицирования 36 стали целесообразно вводить снликокальций с высоким содержанием кальция марок СК20, СК25, СКЗО по ГОСТ 476271. При содержании силикокальция в проволоке менее 10% его влияние на И структуру и свойства стали малоэффективно. Изготовление порошковой проволоки с содержанием силикокальция в композиции свыше 30% затруднительно из-за ограниченного коэффициента запол- щ нения проволоки порошками. Кроме того, при содержании силикокальция в проволоке выше ЗО% и расходе ее более

3 кг/т стали модифицирование сопровождается бурлением металла и заметным выделением дыма вследствие испарения кальция, что нежелательно.

Плавиковый шлат (Са Р2) и нефелин (Иа20 ..A920, 2Si 02 пРМжл а ены дли формирования жидкоподвижного шлака с целью офлюсовывания и удаления из металла образующихся при модифицировании кальцием неметаллических включений. Образовавшийся шлак.в результате модифицирования стали порошкоЭЗ вой проволокой смазывает стенки изложницы или кристаллиэатора машин непрерывного литья заготовок, уменьшает термические напряжения в корочке слитка и улучшает качество его поверхности,.

При содержании плавикового шпата в проволоке менее 5% его влияние на рафинирование металла от неметаллических включений и улучшение качества поверх ности слитка малозаметно, при содержании его в проволоке выше 10% повышает45 ся температура плавления и уменьшаеч ся жидкотекучесть шлака, а также повышается загазованность окружающей среды вследствие выделения фтора.

Нефелин также введен в состав композиции для формирования жндкоподвижного шлака и повышения его рафиннрук щей способности. Кроме того, нефелин существенно повышает сыпучесть смеси, что весьма важно при формировании порошковой проволоки. Прн содержании нефелина в проволоке менее 5% его влияние на свойства шлака мало. Введе65 4 ние нефелина в порошковую проволоку в количестве более 10% нежелательно, так как в этом случае повышается температура плавления шлака из-за присутствия в его составе большого количества о а ЛЕ2О,.

Стальная оболочка проволоки, с одной стороны, выполняет роль контейнера для порошкообразной смеси силикокальция, плавикового шпата и нефелина, с другой стороны, стальная оболочка при расплавлении в стали выполняет роль микрохолодильников, снижает перегрев стали и тем самым повышает эффективность модифицирования. Для формирования оболочки порошковой проволоки для модифицирования стали и сплавов применяют ленту толщиной 0,2-0,5 мм из стали

10, 08КП и др. При меньшей толщине ленты затрудняется формирование проволоки из-эа возможного обрыва ленты, при толщине ленты большей 0,5 мм уменьшается коэффициент заполнения проволоки порошками.

Пример.

Изготовлены опытные партии порошковой проволоки для модифицирования стали, состав которых приведен в табл. 1.

Снликокальций, плавиковый шпат, нефелин дробят на шековой дробилке, затем размалывают в шаровых мельницах, прсьсеивают через сито с ячейкой 1х1 мм, и после перемешивания компонентов в смесителе шихта поступает на проволочный стан для формирования порошковой проволоки. йля формирования оболочки используют. ленту из стали 08КП толщиной 0,5 мм. Порошковую проволоку фор- . мируют диаметром 4,5 мм. Изготовленную таким образом порошковую проволоку используют для модифицирования стали 17ГС. Сталь 17ГС выплавляют в печи. МГП-102. Вес плавки 160 кг.

После предварительного раскисления н легнрования кремнием и марганцем и окончательного раскисления в печи алюминием и титаном сталь разливают в

40 кг изложницы, куда заранее вводят порошковую проволоку из расчета 2 кг/т

CTBlIH.

Химический состав стали 17ГС, вес. %: углерод 0,18; кремний 0,54; марганец

1,22; сера 0,023; фосфор 0,020; титан 0,02; алюминий 0,02.

Иэ центральной зоны слитков вырезают продольные и покаречные темплеты для контроля макроструктуры и дендритной структуры, а также заготовки образцов для металлографического анализа и аблица 1

30

20

10

10

4 (Прототип) 70

Таблица 2

55,1 42)1

53,8 40,6

54) 3 41,3

24,2 58,6 12,3

3,4. 10

2,8. 10З

3,7. 10

27, 1 61,2 12,6 7,3

26)3 59)6 11)4

5,6

22,4 51 2 9,8 4,2

5,5 . 103 (Прототип) 53)2 40,7 и рафинирующей способности; материала. и улучшения качества поверхности слитка, ядро дополнительно содержит плавиковый шпат и нефепин при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Силикокальций 10-30

Плавиковый шлат 5-10

Формула изобретения

Композипионная .проволока для модифипирования стали, содержащая ядро из порошка силикокальция и стальную обо лочку, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения модифипирующей

5 . 998465 4 испытания механических свойств. Загс- пластичность на 15-20% выше, а удартовки образцов для испытании механи- ная вязкость при комнатной температу» ческих свойств проходят нормализацию ре íà 15-30% выше и на 30-70% выше при 930 С. Содержание неметалличео- при отрицательных температурах. ких включений в стали определяют в Опробована - порошковая проволока для индексах методом Л в соответствии модифицирования стали композиций ¹ 2 с ГОСТом 1778-70.:, (табл.1) при отливке 13-тонных листовых

Результаты определения содержания слитков стали 17ГС. Испытания показынеметаллических включений и механичео- вают, что качество поверхности слитков ких свойств приведены в табл. 2. 1О модифицированной стали выше, чем обычИсследования показывают, что в слит- ных; выход годных листов на 1,5-2% ках стали, модифицированной предлага - выше по сравнению с обычной техноло-. мой порошковой проволокой, макрострук- гней. Кроме того, на 30-40% уменьтура более плотная и дендритная струк- шается объем зачистки слябов. тура более дисперсная но сравнению со 15 Ожидаемый зкономический эффект от слитком стали, обработанной порошковой применения предлагаемой порошковой проволокой по прототипу, содержание. композиционной., проволоки для модифинеметаллических включений в 1,5-2 цирования стали составляет не менее раза ниже,при примерно равной прочности. 1 руб. на 1 т стали.

996465

Нефелин 5-10, Стальная оболочка Остальное

Исто. п ики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии Ию 54-35110, кл. С 21 С 7/00, опубпик. 1979.

2. Заявка Японии % 51-40852, кл. С 21 С 7/00, опублик. 1976..Составитель В. Сарамутин

Редактор Л. Повхан Техред О.Неце Корректор Г. Огар

Заказ 846/38 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4