Порошковый проволочный модификатор Советский патент 1992 года по МПК B22D11/10 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внепечной обработки чугуна и стали порошковыми химически активными элементами.

Известно, что для внепечной обработки металла в основном применяют металлический кальций, силикокальций, карбид кальция или другие сплавы кальция. Физико-химические свойства кальция, ограниченная растворимость его в жидком железе, высокое давление пара, сродство к кислороду, испарение в процессе выплавки металла, приводит к понижению степени усвоения кальция и усложнении технологии его ввода в расплав.

В настоящее время одним из самых перспективных методов в мировой практике является ввод кальцийсодержащих лигатур в жидкий металл в виде порошковых проволок.

Однако степень усвоения кальция и при применении этих методов не превышает 10- 20%.

В качестве прототипа выбрана порошковая проволока 05-18 мм в стальной оболочке и наполнителем из силикокальция В. Карузо и др. Новое применение проволоки с сердечником в непрерывной разливке. Инжекционная металлургия 83. Труды конференции. Пер. с англ. М., Металлургия, 1986, с. 190-202.

Недостатком обработки стали этой порошковой проволокой также является низкая степень усвоения кальция. Так при расходе SlCa - 0.3-0,8 кг/т, усвоение Са составляет 9-11%, а концентрация кальция в стали (10-17)..

Целью изобретения является улучшение качества литых слябов и листового проката за счет повышения модифицирующего

V4 00 О СЛ

О

W

и комплексного микролегирующего действия модификатора.

Поставленная цель достигается тем, что порошковый проволочный модификатор для обработки жидкой стали в наполнителе дополнительно содержит бор с массовым соотношением к кальцию, равным 0,2-0,4, Бор в наполнителе может содержаться в виде ферробора, а кальций в виде силико- кальция.

Состав наполнителя порошкового модификатора определен исходя из того, что конгруэнтноплавящиеся химические соединения обладают способностью сохраняться и в жидком состоянии при значительном перегреве В.С.Судавцова, Т.И.Баталии. Термодинамические свойства двойных расплавов системы Ca-SI(Sn) Изв. АН СССР. Неорганические материалы, 198В, т. 24, № 9, с. 1578-1580, что способствует усвояемости таких элементов, как кальция, за счет наличия химической связи между компонентами .интерметаллида, так как при этом снижается активность и упругость пара кальция и повышается температура его испарения из металлического расплава.

Двойные сплавы Са с В мало изучены. Известны соединения СаВа, СаВ4, но по аналогии с известными соединениями магния с бором, можно предполагать наличие и более высококальциевых химсоединений, в том числе СаВ2 и СаВ. Р.П.Эллиот, Структуры двойных сплавов. Т. 1. Изд-во Металлургия, М., 1970, с. 139, 148.

Содержание бора в наполнителе позволит комплексно микролегировать металл. Микродобавки бора, как известно, также как и кальция, оказывают положительно влияние на качество и механические свойства металла. Микролегирование бором оказывает положительное влияние на прочность, пластичность, прокаливаемость и. другие свойства металла. Для достижения оптимальных показателей свойств при производстве стали, легированной бором, содержание его должно составлять 0,001-0,003%. При увеличении добавки выше оптимальной, происходит ухудшение свойств стали, что связано с выделениями либо нитридов, либо крупных боридов по границам зерен. Стомахин А.Я., К вопросу об оптимальном легировании стали нитри- дообразующими элементами. Изв. высших учебных заведений. Черн, мет., 1979. № 1,с. 47-51.

Поэтому для состава наполнителя было выбрано соотношение В/Са 0,2-0,4, позволяющее получить в жидком металле прогнозируемое химсоединение СаВ, которое, с одной стороны, будет способствовать

улучшению степени усвоения кальция, а с , другой, позволит получить в стали оптимальные содержания бора на уровне 0,001- 0,003 мас.%.

Новым в предлагаемой заявке является

состав наполнителя порошковой проволоки, содержащее бор и кальций с массовым соотношением В/Са 0,2-0,4,

Проведенный патентно-лицензионный

0 поиск не установил технических решений, содержащих подобные признаки, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый материал обладает существенными отличиями.

5 Реализация предлагаемого материала, Порошковая проволока 8 мм изготовлялась на Днепропетровском экспериментально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗСМ). Составы

0 порошковых наполнителей приведены в табл.1.

Плавки проводили в промышленных условиях ККЦ МК Азовсталь при разливке серии плавок трубной стали 09Г2БТ на двух

5 ручьевой криволинейной машине непрерывного литья заготовок. Порошковую проволоку вводили с помощью трейбаппарата в зоне падающей струи металла из сталераз- ливочного ковша в приемную камеру проме0 жуточного ковша с перегородками. Кальций в наполнителе содержался в виде силико- кальция марки СК-25 с содержанием кальция 31,5 мас,% бор - в виде ферробора марки ФБ-б с содержанием бора 6 мас.%.

5 Содержание кальция и бора в стали определяли спектральным анализом 6 твердых пробах, которые-отбирали из кристаллизатора при разливке стали. Результаты ввода порошковых проволочных

0 модификаторов с различным весовым соотношением приведены в табл. 1, 2, из которой следует, что при применении предлагаемого наполнителя повышается степень усвоение кальция и качество литых

5 слябов и листового проката. Самый эффективный результат получен при соотношении В/Са 0,28, близкого к стехиометрическому составу соединения СаВ.

Таким образом, применение предлагае0 мого порошкового проволочного модификатора позволит повысить степень усвоения кальция на 10-20% и в результате этого сократить расход кальцийсодержащих лигатур при внепечной обработке металла.

5 Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения по сравнению с базовым объектом, в качестве которого взят порошковый силикокальций ТИ 232-150-84 при производстве стали 09Г2БТ в условиях ККЦ МК Азовсталь путем ввода в жидкий металл стальковша на УДМ (установка доводки металла) с помощью газонаполнителя-- аргона, можйо оценить, исходя из данных, приведенных в табл. 3,

Результаты обработки трубной стали 09Г2БТ порошковым проволочным модификатором с бором и кальцием приведены в табл. 2.

Зная, что затраты, связанные с производством и вводом порошковых проволочных модификаторов в жидкую сталь составляет 1 руб/т, можно определить удельный экономический эффект, который только за счет экономии кальцийсодержа0

щих лигатур составит 0,25 руб. на тонну гта- ли.

Формула изобретения Порошковый проволочный модификатор для обработки жидкой стали, преимуще- ственнр используемой для литых слябов и листового проката, содержащий металлическую оболочку и кальцийсодержащий наполнитель, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества литых слябов и листового проката за счет повышения модифицирующего и комплексного микролегирующего действия, наполнитель дополнительно содержит бор в массовом соотношении к кальцию наполнителя 0,2-0,4.

Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к внепечной обработке стали порошковыми химически активными элементами при ее непрерывной разливке. Сущность изобретения: порошковый проволочный модификатор для обработки металла в качестве наполнителя содержит кальций (Са)-и бор (В) в весовом соотношении В/Са 0,2-0,4, отвечающем области существования соединения .СаВ Наполнитель может содержать В в виде ферробора, кальций - в виде силикокаль- ция. Применение этого порошкового проволочного модификатора позволит повысить усвоение кальция до 32%, а также комплексно микролегировать металл. 3 табл.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3