Композиционная проволока для модифицирования стали Советский патент 1987 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к модифицированию низкоуглеродистой стали.

Цель изобретения - снижение концентрации азота и неметаллических включений в стали.

Предложенная композиционная проволока для модифицирования стали состоит из стальной оболочки и ядра, при этом ядро содержит порошок нефе- лина, отходы сухой газоочистки печей электрошлакового переплава и карбонатный шлам при следующем соотношении ко1 понентов, мае. Нефелин

Отходы сухой газоочистки печей электрошлакового переплава Карбонатный шлам Карбонатный шлам является отходом производства каустической соды содово-известковым способом и имеет следующий химический состав, мас.%: NajCO 0,2-0, 8

MgCOj ,0,4-3,1

Ca(OH)j0,09-0,2

NaOH0,1-0,9

FejOj0,3-0,8

А120з0,8-1,4

Si020,6-0,95

CaCOjОстальное

Карбонатньш шлам, вводимый в ста- леразливочный ковш, диссоциирует по реакциям:

1

5,7-8,6

54,3-65,7 Остальное

СаСО

СаО + СО

NajCOj- NajO + СОг

MgCOj + COi 1- что обеспечивает качественную газовую защиту расплава от вредного влияния атмосферы, снижая концентрадивэ азота в металле. Образующиеся газовые пузыри углекислого газа пронизывают весь объем металла, интенсивно перемешивают расплав, что позволяет до- стичь условий благоприятных для укрупнения и более полного удаления неметаллических включений.

Отходы сухой газоочистки печей электрошлакового переплава имеет еле- дующий химический состав, мас.%: CaF 63-70; СаО 7-10; SiO 0,5-1,5; остальное.

При выплавке стали электрошлаково- го переплава в системе газоотсоса скапливается большое количество пы

-

310436 ли

Ш

15

20

25

30

35

40

ые 45ее- 50 F j

о- г , эвакуируемой из рабочего объема кристаллизатора вместе с газами.

Совместное введение в состав ядра композиционной проволоки карбонатного шлама, отходов сухой газоочистки печей ЭШП и нефелина позволяет получить на зеркале, металла многокомпонентный шлак системы:

CaF2-CaO-MgO-Na20-Al205-Si02-Fe203, который обладая низкой вязкостью, облегчает коагуляцию неметаллических включений в крупные частицы, хорошо их ассимилирует. Физико-химические характеристики данного шлака позволяют повысить эффективность очищения металла от неметаллических включений.

Количество отходов сухой газоочистки печей ЭЖ1 в составе композиционной проволоки находится в пределах 54,3-65,7 мас.%, что является оптимальным с точки зрения наилучшего удаления и ассимиляции неметаллических включений.

- При введении нефелина менее 5,7 мас.%, например 2,9 мас.%, влияние его на свойства шлака не существенно, а при использовании более 8,6 мас.%, например 11,4 мас.%, по- вьшгается температура плавления шлака.

Стальная оболочка композиционной проволоки вьтолняет роль контейнера для порошкообразной смеси компонентов ядра и одновременно служит микрохолодильниками, резко повьшгая эффективность модифицирования.

Использование карбонатного шлама и отходов сухой газоочистки печей ЭШП позволяет эффективно вовлечь в промьщшенный оборот дополнительные сырьевые источники кальция, натрия, магния, кремния, железа, алюминия, которые в настоящее время в виде отбросов производства насыщают отвалы.

С экономической точки зрения пред- ложенная композиционная проволока более выгодна, чем известная, поскольку позволяет положительно решить вопрос замены дефицитного плавикового шпата. Кроме того, карбонатный шлам и отходы сухой газоочистки печей ЭШП являются отходами производства, не требующими энергозатрат на их помол.

Конкретные составы ядр композиционной проволоки приведены в таблице 1 .

71,4 65,7 60,0 54,3 48,6 25,7 28,6 32,9 37,1 40,0

Композиционная проволока по ука- занным пяти составам была изготовлена непосредственным сворачиванием в трубку стальной ленты и протяжки ее через фильеры с одновременным заполнением внутренней полости проволоки порошкообразной смесью. Используемые компоненты просеивали через сито 900 отв./см . Подготовленные компоненты ядра взвешивали по указанным пяти рецептам. Взвешенные компоненты прокаливали при 260-300 С в течение 1,0-1,5 ч и смешивали в смесителе не менее 4 ч. В результате перемешивания смесь становится настолько однородной, что химический анализ не обнаруживает разницы в навесках, взятых из различных мест. Готовую смесь загружали в бункер питателя однобара- банного волочильного станка ЭЛ-74. Очищенную металлическую ленту из стали 08KII (сечение 0,3x15 мм ) пропускали через несколько пар роликов профилирующего устройства. Далее ленту подавали в формирующую фильеру 05,0 м

5

5 5 5 5

Нет2,7-3,2

Нет2,8-3,1

Нет3,3-4,0

Нет2,9-3,7

Выбросы3,8-4,4 металла

Извесптьй

Нет

Таблица I

0

5

5 5

0

волочильного станка с одновременным заполнением желоба подготовленной порошковой смесью и ее завальцовкой. Последующие волочения заготовки через протяжные фильеры позволяли получить готовую проволоку 0 4 мм с коэффициентом заполнения Kj 0,35.

Предложенная композиция проволоки была использована для обработки стали 08Ю, выплавленной в 2 т конвертере . Композиционную проволоку .в количестве 8 кг/т стали присаживали на дно сталеразливочного ковша перед выпуском стали. Раскисление стали 08Ю проводили по принятой технологии, без каких-либо отклонений от технологической инструкции.

Для количественной оценки и сравнения с известной композиционной проволокой быпи проведены исследования содержания неметаллических включений и содержание азота в слябах.

Результаты проведенных исследований приведены в табл. 2. Таблица 2

0,0050-0,0053 0,0043-0,0048 0,0041-0,0044 0,0036-0,0039 0,0034-0,0038

3,9-4,6

0,0056-0,0065

51310436

Таким образом, предложенный состав ядра композиционной проволоки . позволяет повысить качество металла эа счет снижения содержания неметаллических включений и уменьшения кон- 5 центрации азота. Использование предложенной композиционной проволоки позволяет заменить дефицитный плавиковый тпат, расширить сырьевую базу шихтовых материалов, утилизировать отходы производства.

fO

Формула изобретения

1. Композиционная проволока для модифицирования стали, содержащая ядро из порошка нефелина и стальную оболочку, отличающаяся тем, что, с целью снижения концентрации азота и неметаллических включений в стали, ядро проволоки дополнительно содержит отходы сухой газоочистки печей, электрошлакового переплава и карбонатный шлам при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нефелин5,7-8,6

Отходы сухой

газоочистки

Составитель К. Сорокин Редактор Л. Пчолинская Техред М.Ходанич Корректоре. Шекмар

Заказ 1869/26Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная,4

O

5

54,3-65,7

Остальное 1 , о т л и 5

печей электрошлакового переплаваКарбонатный шлам

2. Проволока по п.

чающаяся тем, что отходы сухой газоочистки печей электрошлакового переплава содержат следующие компоненты, мас.%: CaFj СаО Si02 AljOj

63-70 7-10 0,5-1,5 Остальное

0

5

3. Проволока по п.1, о т л и чающаяся тем,что карбонатный шлам содержит следующие компоненты, мас.%;

Ca(OH)j,0,09-0,2

АХгОз 0,8-1,4

Na COj0,2-0,8

NaOHo,Vo,9

SiO MgCOj Fe.O, СаСОз

0,6-0,95 0,4-3,1 0,3-0,8 Остальное

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к модифицированию низкоуглеродистой стали. Целью изобретения является снижение концентрации азота и неметаллических включений в стали. Композиционная проволока для модифицирования стали состоит из стальной оболочки и йдра, которое содержит, мас.%: нефелин 5,7- 8,6; отходы сухой газоочистки печей электрошлакового переплава 54,3-65,7; карбонатньй шлам - остальное. При этом отходы сухой газоочистки печей электрошлакового переплава содержат, мас.%: фтористый кальций 63-70; окись кальция 7-10; кремнезем 0,5-1,5; глинозем - остальное, а карбонатный шлам является отходом производства каусти „ ческой соды содово-известковым способом и содержит, мас.%: карбонат натрия 0,2-0,8; карбонат магния 0,4- 3,1; гидроокись кальция 0,09-0,2; гидроокись натрия 0,1-0,9; окись железа 0,3-0,8; глинозем 0,8-1,4; кремнезем 0,6-0,95; карбонат кальция - остальное. Композиционную проволоку в количестве 8 кг/т стали присаживают на дно сталеразливочного ковша перед вьшуском стали. Обработка стали проволокой данного состава позволяет повысить качество стали за счет снижения содержания в ней азота на 20-30% и неметаллических включений на 15-25%, а также заменить плавиковый шпат и утилизировать отходы производства. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л со 4 со (35