Композиционная проволока для модифицирования стали Советский патент 1983 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к черной мета лургии, в частности к раскислению и мо дифицированию стали и сплавов. Известны композиционные материалы дая раскисления и модифицирования ста.ли, представляющие собой проволоку или ленту, сердцевина которой состоит из .порошков активных элементов и их смесей, а оболочка образована лентой из алюминия, жед1еза или стали 11} . Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к пред лагаемой является композицисашая проволока, содержащая ядро из порошка , силикокальция и стальную оболочку, щ Чём сердцевина составляет 0,,9 от веса проволоки. Такой материал позво ляет резко повысить степень усвоения силикокалышя и качество модифишфовання 12. Недостатком этого материала являет ч ся то, что он не содержит шлакообразую щих компонентов и не приводит к офлюсованию и удалению из металла образук шихся при модифицировании порошковой проволокой неметаллических включений, а следовательно снижает эффективность модифицирования. При обработке стали этим материалом не имеец-ся возможнооти улучшить качество поверхности слитка и уменьшить отходы при прокатке. 1елью изобретения является повышение модифицирующей и ра4нашрующей способности материала и улучшение качества поверхности слитка. . -; Поставленная цель достигается тем, что согласно изобретению кбмпбзишюн ная проволока для модифицирования стали, сод жашая яяро из nopouiiui скпвкокальция и стальнук) оболочку, дополнительно содержит плавиковый шпат и нефелин при следующем со ношенин компонентов вес. %: СвликокалыщйЮ-ЗО Плавиковый шпат5-1О Нефелин5 1О Стальная оболочкаОстальное. Силикокалышй в данном композниион- нам мйтервеле вьшолняет роль модифи- катера стали, он приводит к измельчейВбгю дендритной структуры стали н повышает плотность макроструктуры слитка и заготовок. Кальций входит в состав неметаллических включений, измельчает и меняет их морфологию и улучшает распределение включений в слитке. В порошковую проволоку для модифицирования отали целесообразно .вводить силикокальций с высоким содержанием калышя марок СК20. СК25, СКЗО по ГОСТ 4762 71. При содержании силикокальцяя в проволоке менее 1О% его влияние на структуру и свойства стали малоэффективно. Изготовление порошковой проволоки с содержанием силикокальция в композиции свыше 30% затруднительно из-за ограниченного коэффициента запопнения проволоки порошками. Кроме того, при содержании силикокальция в проволоке выше ЗО% и расходе ее более 3 кг/т стали модифицирование сопровождается бурлением металла и заметным выделением дыма вследствие испарения кальция, что нежелательно. Плавиковый шпат (Сар2) нефелин (NOoO rACgO : 25i02) предназначены для формирования жидкоподвижного шлака с целью офлюсовывания и удаления из металла образующихся при модифицировании кальцием неметаллических включений. Образовавшийся шлак в результате модифицирования ст.али порошковой проволокой смазывает стенки изложницы или кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок, уменьшает термические напряжения в корочке слитка и улучшает качество его поверхности При содержании плавикового шпата в проволоке менее 5% его влияние на рафинирование металла от неметаллических включений и улучшение качества поверхности слитка малозаметно, при содержании его в проволоке выше 10% повышае ся температура плавления и -умеаьшает ся жидкотекучесть шлака, а также повышается загазованность окружающей сред вследствие вьщеления фтора. Нефелин также введен в состав композиции для формирования жидкоподвижного шлака и повышения его рафинирук щей способности. Кроме того, нефелин существенно повышает сьшучесть смеси, что весьма важно при формировании порошковой проволоки. При содержании нефелина в проволоке менее 5% его вшшняе на свойства шлака мало. Введ ние нефелина в порошковую проволоку в количестве более 10% нежелательно, так как в этом случае повышается температура плавления шлака иэ-за присутствия в его составе большого количества окисла АСоОу Стальная оболочка проволоки, с одной стороны, вьшолняет роль контейнера для порошкообразной смеси силикокальция, плавикового шпата и нефелина, с другой стороны, стальная оболочка при расплавлении в стали выполняет роль микрохолодильников, снижает перегрев стали и тем самым повышает эффективность модифицирования. Для формирования оболочки порошковой проволоки для модифицирования стали и сплавов примен$пот ленту толшиной 0,2-О,5 мм из стали 10, 08КП и др. При меньшей толщине , ленты затрудняется формирование проволоки из-за возможного обрыва ленты, при толщине ленты большей 0,5 мм уменьшается коэффициент заполнения проволоки псфошками. Пример. Изготовлены опытные партии порошко зой проволоки для модифицирования стали, состав которых приведен в табл. 1. Силикокальций, плавиковый шпат, нефелин дробят на шековой дробилке, затем размалывают в шаровых мельницах, просеивают через сито с ячейкой 1x1 мм, и после перемешивания компонентов в смесителе шихта поступает на проволочный стан для формирования порошковой проволоки. Для формирования оболочки используют, ленту из стали 08КП толщиной 0,5 мм. Порощковую проволоку формируют диаметром 4,5 -мм. Изготовленную таким образом порошковую проволоку используют для модифицирования стали 17ГС. Сталь 17ГС выплавляют в печи МГГИО2. Вес плавки 16О кг. После предварительного раскисления и легирования кремнием и марганцем и окончательного раскисления в печи алк. минием и титаном сталь разливают в 4О кг изложницы, куда заранее вводят порошковую проволоку из расчета 2 кг/т стали. Химический состав стали 17ГС, вес. %: углерод О,18; кремний О,54; марганец 1,22; сера 0,О23; фосфор О,О20; титан О,02; алюминий О,02. Из центральной зоны слитков вырезают продольные и поп сречные темплеты для контроля макроструктуры и дендритной структуры, а также заготовки образцов для металлографического анализа и

испытания механических свойств. Заготовки оёразцов для испытания механических свойств проходят нормализацию при 930°С. Содержание неметаллических включений в стали определяют в индексах методом Л в соответствии с ГОСТом 1778-7О.. ,

Результаты определения содержания неметаллических включений и механических свойств приведены в табл. 2.

Исследования показывают, что в слитках стали, моди4йицированной предлагаемой порошковой проволокой, макроструктура более плотная и дендритная структура более дисперсная но сравнению со слитком стали, обработанной порошко1зой tфoвoлoкoй по прототипу, содержание неметаллических включений в 1,5-2 раза ниже,при примерно равной прочности

пластичность на 15-2О% выше, а ударная вязкость при комнатной температуре на 15-30% выше и на ЗО-70% выше при отрицательных температурах.

Опробована - порошковая проволока для модифицирования стали композиций М« 2 {табл.1) при отливке 13-тонных листовых слитков стали 17ГС. Испытания . показывают, что качество поверхности сгаггков

модифицированной стали , чем обычных; выход годных листов на 1,5-2% выше по сравнению с обычной техноло-. гией. Кроме того, на ЗО-40% уменьшается объем зачистки слябов.

Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемой порошковой композиционной, проволоки для модифицирования стали составляет не менее 1 руб. на 1 т стали.

Таблица 1

4

5,5 . ICr (Прототип)

53,2 4О,7

Формула изобретения

Композиционная проволока для модвфишфования стали, содержащая ядро из порошка силикокальция и стальную оболочку, отличаюшаяся тем, что, с целью повышения модифицирующей

Таблица2

22,4 51,2 9,8

и рюфивирующей способности, материала. и улучшения качества поверхности слитка, ядро допопиктвпьно содержит плав ковый шпат в нефелин при следующем соотношения компонентов, вес.. %: . Силикокалышй10-30

Плавнксшый шпат5-1О 7996465 Нефелин5-1О,1. Стальная оболочкаОс гальноекл, С Источники информашга,2. принятые во внимание при экспертизекл. С 8 Заявка Японии № 54-35110, 21 С 7/ОО, опублик. 1979. Заявка Японии № 51-40852, 21 С 7/00, опублик. 1976.