Плакированный порошковый модификатор Советский патент 1992 года по МПК B22D11/10 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к обработке стали при ее непрерывной разливке.

Известно применение для рафинирования и микролегирования расплавов металлов плакированных порошковых модификаторов ленточного или проволочного типа, состоящих из металлической оболочки и порошкового наполнителя.

Применение этих модификаторов позволяет точно выдержать заданный химический состав сплавов, обеспечить высокую степень равномерности и повысить степень усвоения металлом химически активных ком.понентов по сравнению с другими известными методами.

Однако и при применении указанных выше модификаторов степень усвоения одного из наиболее сильных оксидно- и суль- фидообразующих элементов кальция не превышает 10%, что является явно недостаточным для протекания процессов рафинирования металлического расплава.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является плакированный порошковый модификатор со стальной оболочкой и наполнителем, содержащим шлакометалличе- скую смесь (Са + СаО). Отношение металл/шлак 7:3. При расходе наполнителя 3 кг/тонну стали степень десульфураиии достигает 60%. а степень усвоения кальция 1-2%.

Недостатками этого решения является невысокое качество обрабатываемого ме талла вследствие низкой степени усвоения

VJ

О

ho

,V|

Л

кальция и малой эффективности процесса рафинирования металлического расплава.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества металла за счет повышения степени усвоения кальция и эффективности процесса рафинирования металлического расплава.

Поставленная цель достигается тем, что плакированный порошковый модификатор, содержащий металлическую оболочку и кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый наполнитель, дополнительно содержит окись кальция с массовым соотношением кальция и окись кальция равным 0,6-0,8.

Состав наполнителя модификатора выбран исходя из положений теории активированных шлаковых систем, согласно которой исходные порошкообразные компоненты при температурах жидкого метал- ла вступают в фазовые и химические взаимодействия с образованием химических соединений переменной валентности.

Механизм рафинирования металла от вредных примесей можно представить по схеме:

СаО + Са СагО(1)

,+ Х - -Са2ХО(2)

баО+Та Х.Н-Са2ХО,(3)

где X - кислород или сера.

Реакция (1) при избытке кальция сдвигается вправо с образованием ди-кальций- оксида, молекулярная структура которого включает два типа химической связи - ионную (Са-0) и ковалентную (Са:Са):

Са : Са

V

При определенной температуре при- месные элементы в виде свободных ионов кислорода и серы (, ) насыщают связи промежуточных комплексов и образуют стабильные фазы, в которых коваленгные связи трансформируются в ионные.

Ca:CaHxl- Ca-X-Ca

О

/

О

Адсорбционную емкость предлагаемо- го наполнителя можно оценить по равновесному содержанию в нем вредных примесей: 22,2% серы в Ca2SO и 12,5% кислорода В СЭ202.

0 5

0

5

0

5

0 5

0

5

Теоретически при расходе наполнителя 1 кг на тонну стали содержание серы может снизиться на 0,022%, и кислорода на 0,013%.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав порошковой проволоки отличается от известного соотношением Са/СаО О 0,6-0,8. В известных проволоках в составе наполнителя соотношение Са/СаО-7/3.

Проведенный патентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих Сз и СаО гцэи массовом соотношении Са/Са02 0,6-0,8, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый материал обладает существенными отличительными признаками.

Реализация предлагаемого материала.

На Днепропетровском экспериментально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗСМ) была изготовлена плакированная порошковая проволока d 8 мм, содержащая оболочку из стали марки 08кп и наполнитель из шлако- металлических смесей кальция и окиси кальция в различных массовых соотношениях, Составы порошковых наполнителей приведены в таблице. В промышленных условиях кислородно-конвертерного цеха металлургического комбината Азовсталь при разливке серии плавок трубной стали 09Г2БТ на двухручьевой криволинейной машине непрерывного литья заготовок были проведены исследования по определению усвоения кальция и десульфурации стали. Ввод в сталь плакированного порошкового модификатора осуществлялся с помощью трай- баппарата о зону падающей струи металла изсталеразливочного ковша в приемную камеру промежуточного ковша с перегородками

Сера определялась кулонометрическим методом кальций-спектральным анализом в твердых пробах.

Результаты ввода плакированных порошковых модификаторов с различным массовым соотношением Са и СаО приведены в таблице. Из данных таблицы видно, что при соотношении Са/СаО 0,6-0,8 усвоение кальция достигает 20-30%, т.е. в 10-15 раз выше, чем при применении известного состава наполнителя.

Хотя степень рафинирования достигается такая же, как и в случае известного решения 60%, но она достигается при значительно меньшем расходе наполнителя ( 12 раз), Самый эффективный ре- зультат был получен в случае наполнителя с соотношением Са/СзО 0,7, обеспечивающем при температуре жидкого металла образование гомогенной фазы низшей валентности СааО.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения был оценен в сравнении с базовым объектом. В качестве базового объекта был выбран порошковый силикокалыдий, используемый согласно технологической конструкции ТИ 232-150-89 при производстве стали 09Г2БТ в условиях кислородно-конвертерного цеха МК Азов- сталь путем ввода в жидкий металл сталь- ковша на установке доводки металла (УДМ) с помощью газоносителя-аргоиа.

Формула изобретения Плакированный порошковый модификатор для обработки жидкого металла, содержащий металлическую оболочку и кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла за счет улучшения степени усвоения кальция, и эффективности процесса рафинирования металлического расплава, наполнитель дополнительно содержит окись кальция с массовым отношением кальция к окиси кальция 0,6-0,8.

Использование: изобретение относится к металлургии, конкретнее, к обработке металла при непрерывной разливке. Сущность: плакированный порошковый модификатор ленточного или проволочного типа, состоящий из калыдийсодержащего шлакометаллического наполнителя и стальной оболочки, содержит кальций и окись кальция в массовом соотношении Са/СаО 0,6-0,8. Наполнитель может содержать кальций в виде силикокальция. Применение этого плакированного порошкового модификатора позволит повысить степень усвоения кальция до 30%, а также при меньшем расходе кальцийсодержащих лигатур провести процессы рафинирования металлического расплава. 1 табл.

Наполнитель содержит кальций в виде силикокальция марки СК-25