Композиционная проволока для модифицирования стали Советский патент 1988 года по МПК C21C7/00 

00

;о

СХ)

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к раскислению и модифицированию низкоуглеродистой стали, устойчивой против дисперсного твердения, выплавляемой в сталеплавильных агрегатах, преимущественно в конвертерах.

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

Композиционная проволока для модифицирования стали содержит стальную оболочку и ядро, содержащее плавиковый шпат, марганцевый шлам и пе- ровскитовьгй концентрат при следующем соотношении компонентов, мае.2: Плавиковый шпат 5,7-11,4 Марганцевый шлам 51,4-65,7 Перовскитовый

концентрат Остальное При этом отношение масс ядра и стальной оболочки в композиционной проволоке 1:1,9.

Марганцевый шлам представляет собой отход производства перманганата ка;лия и имеет следующий химический состав, мас.%:

Карбонат кальция 13-15

Карбонат калия3-4

Смесь бикарбоната

калия и едкого

калия15-20

Марганцово-кислый калий3-4

Пиролюзит8-10

Окись алюминия2-2,5

Окись хрома2,5-3,5

Окись железа1-2

СиликатыОстальное

В настоящее время марганцевый шлам не находит должного применения в народном хозяйстве и идет в отвал

мас.%: СаО 41,4-44,3; TiO 56,4-58,9; , до 2; Nb,,8; Та,О, 0,8.

Окислы редкоземельных элементов составляют порядка 3%, в том числе: окислы церия 1,89; неодима 0,068; празеодима 0,22; лантана 0,64; самария 0,07; гадолиния 0,06; иттрия 0,045; гольмия 0,03 и тория 0,069. Химический состав перовскитового концентрата благоприятствует его применению в качестве пшакообразующего компонента.

Введение в состав композиционной проволоки марганцевого щлама, содержащего в своем составе карбонаты, т.е. поставщики нетоксичных газообразных продуктов при разложении в струе расплавленного металла по реакциям типа

МеСО- - МеО

О

+ СО f.

обеспечивает качественную газовую защиту расплава от вредного влияния атмосферы, снижая концентрацию азота в металле. Этому способствует уменьшение температуры диссоциации смеси СаСОз + ,,+ КНСОз+ КМп04+ MnOj, обеспечивая равномерд1ый характер газообразования. Образующиеся газовые пузыри углекислого.газа пронизывают весь объем металла, интенсивно перемешивают расплав, что позволяет достичь

благоприятных условий для укрупнения и более полного удаления неметаллических включений.

Совместное введение в состав ядра проволоки плавикового шпата, марганцевого шлама и перовскитового концентрата позволяет получить многокомпонентный шлак, который имеет низкую вязкость, способствует разжижению образующихся твердых неметаллических

Изобретение относится к горной металлургии, в частности к раскислению и модифицированию низкоуглеродистой стали, устойчивой против дисперсного твердения, выплавляемой в сталеплавильных агрегатах, преимущественно в конвертерах. Целью изобретения яЕЛяется снижение концентрации азота и неметаллических включений в стали. Композиционная проволока для модифицирования стали включает стальную оболочку и ядро с соотношением масс 1:1,9. При этом ядро содержит, мас.%: плавиковый шпат 5,7-11,4; марганцевый шлам 51,4-65,7 и перо- вскитовый концентрат остальное. Применение проволоки позволяет уменьшить содержание азота и неметаллических включений в стали соответственно на 34 и 28%. 2 табл. i (Л

ухудшая тем самым экологию окружающей 45 включений при раскислении стали.

среды. Марганцевый шлам имеется в достаточном количестве для промышленного его использования. Перовскитовый концентрат получают обогащен- нием титансодержащих руд. Перовскитовый концентрат представляет собой сложное химическое соединение различных окислов. В качестве основного породообразующего минерала содержит ти- танат кальция CaTiOj. В виде изоморфных примесей в перовските встречаются окислы редкоземельных элементов. Хим 1ческий состав применяемого перовскитового концентрата следующий.

облегчает их коагуляцию в крупные частицы, хорошо их ассимилирует. Физико-химические характеристики шлака позволяют повысить эффективность очищения металла от неметаллических включений, понизить азотнопоглоти- тельную способность шлака и способствует получению в готовом металле низкого содержания азота и неметал- лических включений.

Кроме того, микропримеси окислов РЗМ, входящие в состав перовскитового концентрата, раскисляют и модифицируют металл..

Введение в состав композиционной проволоки марганцевого шлама и перо- вскитового концентрата наиболее целесообразно в пределах 51,А, 65,7 и 28,6, 37,2 мас.% соответственно. При содержании марганцевого шлама менее 51,4 мас.% и перовскитового концентрата менее 28,6 мас.% наблюдается рост концентрации азота в металле в процессе выпуска из конвертера, не обеспечивается достаточно полное удаление неметаллических включений. При увеличении их содержания возможны выбросы металла.

Содержание плавикового шпата мене 5,7 мас.% не обеспечивает модифицирующего воздействия на неметаллические включения и образование жидкопод- вижного шлака, а повышение технического эффекта при вводе CaF/j более 11,4 мас.% незначительно по сравнению с увеличением себестоимости.

Стальная оболочка композиционной проволоки выполняет роль контейнера для порошкообразной смеси компонентов ядра и одновременно служит микрохолодильниками, резко повьш1ая тем самым эффективность модифицирования.

Конкретные составы композиционной проволоки даны в табл.1.

Изготавливают композиционные проволоки по указанным пяти составам непосредственным сворачиванием в трубу стальной ленты и протяжкой ее через фильеры с одновременным заполнением внутренней полости проволоки порошкообразной шихтой. Используемые компо,- ненты просеивают через сито 900 отв/см

Подготовленные компоненты взвешивают по указанным пяти рецептам. Взвешенную шихту дополнительно прокаливают при 260-300 С в течение 1,0-1,5 ч и смешивают в смесителе не менее А ч В результате перемешивания смесь становится настолько однородной, что химический анализ не обнаруживает разницы в навесках, взятых из различных мест. Готовую смесь загружают в бункер питателя однобарабанного воло- чИльного станка ЭЛ-7А. Очищенную не

0

5

0

5

0

металлическую ленту из стали сечением 0,3«15 мм пропускают через несколько пар рппиков профилирующего устройства. Далее ленту подают в формирующую фильеру (1(5,0 мм волочильного станка с одновременным заполнением желоба подготовленной порошковой смесью и ее завальцовкой. Последующие волочения заготовки через протяжные фильеры позволяют получить готовую проволоку ( 4 мм с коэффициентом заполнения Kj 0,35.

Предлагаемую композиционную проволоку используют при выплавке стали в 2-тонном конвертере. Композиционную проволоку в количестве 8 кг/т присаживают на дно сталеразливочного ковша перед выпуском стали. Раскисление стали проводят по принятой технологии.

Для количественной оценки и сравнения с известной проволокой проводят исследования содержания неметаллических включений и азота в слябах.

Результаты приведенных исследований даны в табл.2.

Таким образом, предлагаемые составы композиционной проволоки позволяют повысить качество металла за счет снижения содержания неметаллических включений и уменьшения концентрации азота.

Формула изобретения

Композиционная проволока для модифицирования стали, содержащая стальную оболочку и ядро, содержащее плавиковый шпат, отличающаяс я тем, что, с целью снижения концентрации азота и неметаллических включений в стали, ядро проволоки дополнительно содержит марганцевый шлам и пе -- ровскитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Плавиковый шпат

Марганцевый шлам . Перовскитовый

концентрат

5,7-11,4 51,4-65,7

Остальное

при этом отношение масс ядра и стальной оболочки 1:1,9.

,7

40

11,4 8,6

51,4 57,1

37,2 34,3

Таблица 1

5,7 2,9

65,7 71,4

28,6 25,7

Таблица