Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами.
Известно использование для внепечной обработки стали кальцийалюминиевой проволоки (кальций в алюминиевой оболочке) с соотношением массовых долей кальция и алюминия 37:63 ("Сталь", 1998, N 5, с. 18-22). Исходя из диаграммы состояния кальций - алюминий, можно предположить, что при таком соотношении между Ca и Al должно образовываться прочное соединение CaAl2 или его растворы в избыточном кальции или избыточном алюминии. Но, в действительности, по мере вхождения в жидкий металл алюминиевая оболочка расплавляется, взаимодействует со шлаком, кальций и алюминий не успевают образовать прочное соединение, и после расплавления оболочки в металле кальций находится в виде пара, что приводит к ухудшению усвоения Ca, барботажу и выбросам металла.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату к предлагаемой является кальцийалюминиевая проволока для внепечной обработки стали в металлической оболочке с наполнением порошковыми алюминием и кальцием в соотношении, мас. % 40:60 ("Металлург", 1994, N 1, с. 28). Эта проволока использована в качестве прототипа. Несмотря на то, что при использовании этой проволоки достигнуты положительные результаты по десульфурации, она имеет ряд недостатков. При соотношении Al к Ca 40:60 не будет образовываться прочное кальцийалюминатное соединение, поэтому упругость паров кальция будет высокой, что приведет к повышенному барботажу и снижению степени усвоения элементов. Кроме того, неопределенность в соотношении насыпных масс применяемых порошковых материалов также не способствует образованию прочного кальцийалюминиевого сплава по мере вхождения проволоки в расплав.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать проволоку для внепечной обработки металлургических расплавов путем установления оптимального соотношения между порошковым алюмокальциевым наполнителем и металлической оболочкой проволоки, а также установления зависимостей между толщиной оболочки и количеством наполнителя и между насыпными массами порошков кальция и алюминия. Решение этой задачи дает возможность по мере вхождения проволоки в металл образовывать прочный алюмокальциевый сплав, значительно повышая эффективность его использования, обеспечивая полную глобуляризацию неметаллических включений и хорошие литейные и механические свойства стали.
Суть изобретения заключается в том, что в проволоке для внепечной обработки металлургических расплавов, содержащей стальную оболочку и порошковый наполнитель из алюминия и кальция, между составляющими проволоки установлено следующее соотношение, мас. %:
Порошковый наполнитель - 37...55
Стальная оболочка - 45...63,
причем толщина стальной оболочки (мм) составляет 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.
Общими с прототипом существенными признаками являются:
- стальная оболочка;
- порошковый наполнитель из алюминия и кальция.
Отличительными от прототипа существенными признаками являются:
- соотношение между порошковым наполнителем и стальной оболочкой, мас. % - 37...55 к 45...63;
- величина толщины стальной оболочки (мм) составляет 0,0094...0,0110 количества порошкового наполнителя мас. %;
- отношение насыпной массы кальциевого порошка к насыпной массе алюминиевого порошка находится в пределах (0,55...0,75).
Приведенные выше признаки являются необходимыми и достаточными для всех случаев, на которые распространяется область применения изобретения.
Между существенными признаками и техническим результатом - значительным увеличением степени использования кальция и алюминия при внепечной обработке, полной глобуляризацией неметаллических включений и повышением литейных и механических свойств стали - существует причинно-следственная связь, которая объясняется следующим образом. По мере вхождения проволоки с указанным соотношением наполнителя к оболочке в жидкую сталь образуется химически очень прочное соединение CaAl2 с температурой плавления 1050... 1080oC. Вследствие этого снижается активность и упругость пара кальция и повышается температура его испарения из металлического расплава. Отклонение от указанного соотношения приводит к уменьшению количества образующегося CaAl2 и, соответственно, к снижению степени усвоения химически активных Al и Ca. Причем между насыпными массами алюминиевого и кальциевого порошков должно существовать определенное соотношение, иначе образующийся алюмокальциевый сплав будет неравномерным, с локальным пресыщением отдельных участков проволоки Al или Ca, что, соответственно, снизит эффективность использования Al или Ca. После расплавления стальной оболочки в объем металла освобождается жидкий алюмокальциевый сплав, а затем Al и Ca растворяются в металле, обеспечивая полную глобуляризацию неметаллических включений. При этом толщина стальной оболочки проволоки должна выбираться в зависимости от количества порошкового наполнителя, так как в противном случае расплавление оболочки будет происходить или до образования прочного алюмокальциевого соединения, или когда уже Ca будет находиться внутри проволоки в виде пара, что приведет к повышенному угару кальция и снижению эффективности его использования. Установленное соотношение между количеством порошкового наполнителя и массой стальной оболочки, кроме того, обеспечивает необходимую жесткость проволоки для ее ввода на достаточную глубину, чтобы реакцией взаимодействия Ca и Al с расплавом был охвачен максимально возможный объем металла.
Таким образом, чтобы значительно увеличить степень использования Al и Ca, глобуляризовать все неметаллические включения, повысить литейные и механические свойства стали необходимо использовать проволоку со всеми указанными соотношениями, то есть между массой порошкового наполнителя и массой стальной оболочки, массой наполнителя и толщиной оболочки проволоки, насыпными массами алюминиевого и кальциевого порошков.
На одном из металлургических комбинатов произведено испытание предлагаемой проволоки. Толщина оболочки из стали 08Ю составляла 0,4 мм, наполнение проволоки - 122 г/м, соотношение между порошковым наполнителем и оболочкой составляло, мас. % 40:60, отношение между насыпными массами порошков кальция и алюминия - 0,65. Проволока вводилась в сталеразливочный ковш на установке доводки металла после усреднительной продувки. Усвоение алюминия из проволоки составило 65%, усвоение кальция по готовому металлу (проба на МНЛЗ) - 29%.
На этом комбинате используется также силикокальциевая проволока (СКЗО) и алюминиевая катанка. Усвоение Ca из СКЗО в проволоке составляет 11% (готовая сталь), Al из катанки - 60%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ | 1999 |
|
RU2151199C1 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА | 2006 |
|
RU2317340C2 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 2002 |
|
RU2242521C2 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 2003 |
|
RU2234541C1 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 2006 |
|
RU2318026C2 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 2005 |
|
RU2283874C1 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 2006 |
|
RU2289631C1 |
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 2014 |
|
RU2558746C1 |
ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ | 2012 |
|
RU2541218C2 |
Порошковый проволочный модификатор | 1990 |
|
SU1752179A3 |
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами. Технический результат - увеличение степени использования кальция и алюминия, полная глобуляризация неметаллических включений и повышение литейных и механических свойств стали. Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов содержит стальную оболочку и порошковый наполнитель из алюминия и кальция. Между составляющими проволоки установлено следующее соотношение, мас.%: порошковый наполнитель 37 - 55, стальная оболочка 49 - 63. Толщина стальной оболочки (мм) составляет величину 0,0094 - 0,011 количества порошкового наполнителя (мас. %). Насыпная масса кальциевого порошка находится в пределах (0,55 - 0,75) от насыпной массы алюминиевого порошка. 1 с.п. ф-лы.
Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов, содержащая стальную оболочку и порошковый наполнитель из алюминия и кальция, отличающаяся тем, что соотношение между составляющими проволоки установлено следующее, мас.%:
Порошковый наполнитель - 37 - 55
Стальная оболочка - 45 - 63
причем толщина стальной оболочки (мм) составляет 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.
"Металлург", N 1, 1994, с.28 | |||
Способ выплавки стали | 1973 |
|
SU447433A1 |
Приработочное масло | 1979 |
|
SU857243A1 |
Плакированный порошковый модификатор | 1991 |
|
SU1788031A1 |
КАЛЬЦИЙ-АЛЮМИНИЕВЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ | 1994 |
|
RU2118378C1 |
RU 94041554 А1, 10.09.1996 | |||
US 4671820 А, 09.06.1987 | |||
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву | 1922 |
|
SU56A1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТОКА | 2013 |
|
RU2576320C1 |
Видоизменение прибора для получения стереоскопических впечатлений от двух изображений различного масштаба | 1919 |
|
SU54A1 |
Поплавковый клапан для водоемных баков | 1932 |
|
SU32874A1 |
Авторы
Даты
2000-12-27—Публикация
1999-06-30—Подача