Плакированный порошковый модификатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7 5 В 22 О 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ллургический комтитут проблем ман, О.В.Носоченко, й, Ф,С,Крейденко. иванов, М,П.Лоик 68,ПОРОШКОВЫЙ точным рования ческой сущплакирован о стальной держащим СаО), отнокг/т сталет 60,2 п, гв шения является тываемой стали его и модифиции усвоения кальГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Мариупольский метабинат "Азовсталь" и Инстериаловедения АН УСС(54) ПЛАКИРОВАННЫИМОДИФИКАТОР Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке стали при ее непрерывной разливке.Известно применение плакированных порошковых модификаторов ленточного или проволочного типа для рафинирования металлических расплавов. Применение этих модификаторов позволяет повысить степень усвоения металлом химически активных компонентов по сравнению с другими известными методами ввода их в расплавы металлов. (и. М 4618368. США,З. М 1585278 (Великобритания), 3. М 2576320 (Франция), 3, М 56-24015 (Япония) и др.).Однако при применении указанных модификатооов степень усвоения одного из наиболее сильных оксидо- и сульфообразующего элемента - кальция не превышает(57) Использование: в металлургии, внепечная обработка чугуна и стали. Сущность: плакированный порошковый модификатор ленточного или проволочного типа, состоящий иэ кальцийсодержащего шлакометаллического порошкового наполнителя и стальной оболочки, дополнительно содержит фторид кальция при массовом соотношении Са/СаЕ 2 = 0,4 - 0,6. Наполнитель может содержать кальций в виде силикокальция. Применение этого плакированного порошкового модификатора позволяет повысить степень усвоения кальция до 30 Я, а также при гораздо меньшем расходе кальцийсодержащих лигатур провести процессы рафинирования металлического расплава. 10, что является явно недостапротекания процессов рафиниталл ичес кого расплава.Наиболее близким по техниности к предлагаемому являетсяная порошксзая проволока соболочкой и наполнителем. сошлакометаллическую смесь (Са+шение металл/шлак = 7:3.При расходе наполнителя 3степень десульфурации достигстепень усвоения кальция 14671820 (США.Недостатком этого реневысокое качество обрабаиз-за низкого рафинирующрующего действия и степенция.10 15 20 25 30 35 50 55 Целью изобретения является улучшение качества стали за счет повышения рафинирующего и модифицирующего действия и степени усвоения кальция,Для этого плакированный порошковый модификатор, содержащий металлическую оболочку и кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый наполнитель, дополнительно содержит фторид кальция с массовым соотношением кальция к фториду кальция, равным 0,4-0,6.Состав наполнителя модификатора выбран согласно разрабатываемой теории активированных шлаковых систем, сущность которой заключается в том, что исходные порошкообразные компоненты при температурах жидкого металла вступают в фазовце и химические взаимодействия с образованием химических соединений переменной валентности.Механизм рафинирования металла от вредных примесей можно представить по схеме:СаГг+ Са -.ф СагРг СагРг+ (х - СагхГг (2) СаГг+Са + х 3 -+ СагхГг (3) где Гх) - кислород или сера,Реакция (1) при избь 1 тке кальция сдвигается вправо с образованием двойного монофторидэ кальция (ди-кальций-ди-фторида), молекулярная структура которого включает два типа химической связи - ионную (Р - Сэ) и ковэлентную (Са: Са):Р-Са:Са-РПри определенной температуре примесные элементы в виде свободных ионов кислорода и серы (Ог, 5 ) насыщают связи промежуточных комплексов и образуют стабильные фазы, в которых ковалентные связи трансформируются в ионные.(Г - Са:Са-Р)+(х) - (Р - Сэ-х - Са - Р) (4) Адсорбционную емкость предлагаемого нэполнителя можно оценить по равновесному содержанию в нем вредных примесей: 21,3 серы в СагЯГг и 11,9% кислорода в СэгОРг.Теоретически при расходе наполнителя 1 кг на тонну стали содержание серы может снизиться нэ 0,021, а кислорода на 0,012.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав порошковой проволоки отличается от известного введением нового компонента шлака СаРг и соотношением Са/СэРг =-0,4 - 0,6. В известных порошковых проволоках в составе наполнителя присутствует в качестве компонента шлака СаО всоотношении Сэ/СаО = 7:3. Проведенный нэтентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих СаРг при массовом соотношении Са/СаРг = 0,4 - 0,6 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 рГ 8 мм, содержащая оболочку из стали марки 08 КП и наполнитель из шлакометаллических смесей Сэ и СаРг в различных массовых соотношениях, Составы порошковых наполнителей приведены в табл.1. В промышленных условиях кислородно-конвертерного цеха металлургического комбината "Азовсталь" при разливке серии плавок трубной стали 09 Г 2 БТ 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 трайбаппарата в зону падающей струи металла из сталеразливочного 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/СаРг приведены в табл.1, Из данных табл.1 видно, что при соотношении Са/СаРг = 0,4-0,6 усвоение кальция достигает 20-300, т.е. в 10 - 15 раз выше, чем при применении известного состава наполнителя. Хотя степень рэфинирования достигается такая же, как и в случае известного решения - 600 ь, но она достигается при значительно меньшем расходе наполнителя ( 12 раз). Самый эффективный результат был получен в случае наполнителя с соотношением Са/СаРг = 0,5, обеспечивающим при температуре. жидкого металла образование гомогенной фазы низшей валентности СагРг.Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения бцл оценен в сравнении с базовым объектом. В качестве базового объекта бцл выбран порошковый силикокальций, используемый согласно технологической инструкции ТИ 232-150-84 при производстве стали 09 Г 2 БТ в условиях ККЦ МК "Азовсталь" путем ввода в жидкий металл стальковша на установке доводки1759536 металл (УДМ) с помощью газоносителя-аргона. Данные для расчета экономэффектаприведены в табл,2. СодержаниеОтиоше расколсмеси наполните. иие Са, кг/т лл, мас.Са/алак 1 Епlп Степеиь СодеР десуль- жаиие фУРР ции,Оеееак ликвццик, балл Уда риал кСЧУсков. иие Са Со е жаииестали 5,мас. 3 Са, мас. ть Са до обраб. до обраб, отлакф после обола. после обраб 0,100 0.100 0.100 0,100 0.100 0.100 2.7 23 29 ЭЗ 38 41 18.6 70 2.0 1,а 0.5 .0 2,0 2,5 1,2 1.4 1,6 1,5 1.3 1,1 1 2 3 4 5 6+ф 7 про. то. тип20 40 60 40 20 60 60 77 71 67 62 59 37.9 30 0,3 0.4 0.5 0,6 0,7 0.5 2.33 0,004 0,008 0.002 0,003 0.004 0.002 0 007 О 20 за 20 10 30 2 025 0,20 0.10 0.15 0,25 0.30 0.001 0,002 0,003 0.002 0.001 0.003 0,005 0.005 0,005 0.005 0.005 0,005 0.005 0,018 л В качестве шлака в наполмителлк 1-6 используетсл СаР 1.7-СаО ь Наполиитель содержит кальциевиде силикокальцик марки СК,Таблица 2 Составитель Б. Белов Редактор Е. Полионова Техред М.Моргентал Корректор И,ШмаковаЗаказ 3139 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Зная, что затраты, связанные с производством и вводом плакированного порошкового модификатора в жидкую сталь, составляют 1 Руб /т, можно определить удельный экономический эффект, который за счет экономии кальцийсодержащих лигатур составит 1,38 руб;/тонну,Формула из о бр ете н и я Плакированный порошкрвый модификатор для обработки стали нрр непрерывной разливке, содержащий металлическую 5 оболочку и кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый нанолнитель, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью улучшения качества стали за счет повышения рафинирующего и модифицирующего действия и 10 степени усвоения кальция, наполнитель дополнительно содержит фторид кальция с массовым отношением кальция к фториду кальция 0,4-0,6.