Плакированный порошковый модификатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17718 с 9 А 5 В 22 О 11/1 ТЕНИ ИЕ ИЗ ОПИС А лаев. анила. КрейГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" и Институт проблем материаловедения АН СССР(56) Патент США М 4671820,кл, 75-53, 1987,В. Карузо и др. Новое применение про волоки с сердечником в непрерывной разливке Инжекционная металлургия 83.Труды конференции. Пер; с англ. М.: Металлургия, 1986, с, 190 - 202,Изоаретение относится к металлургии и, в частности, к внепечной обработке стали.Известны способы рафинирования и микролегирования стали с использованием плакированных порошковых модификаторов, Основными сплавами или смесями, вводимыми при помощи этих модификаторов,.являются сплавы кальция, магния, РЗМ и различные ферросплавы,Применение этих модификаторов позволяет повысить степень усвоения такого легколетучего и малорастворимого в железе элемента, как кальция, до 10%, однако это является все же недостататочным для полного использования этого элемента и эффективности процессов рафинирования и микролегирования. Представляет также интерес разработка методов повышения степени усвоения дорогих и легкоокисляемых(54) ПЛАКИРОВАННЫЙ ПОРОШКОВЫЙ МОДИФИКАТОР(57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к обработке жидкой стали при непрерывной разливке. Сущность изобретения: плакированный порошковый модификатор содержит стальную оболочку и порошковый кальцийсодержащий наполнитель, при этом наполнитель дополнительно содержит бор, титан, алюминий, железо при следующем их соотношении. мас.;: бор 4 - 6; титан 17 - 22; алюминий 32 - 37; кальций 15-20, железо - . 22 - 25, Такой порошковый проволочный модификатор позволит повь 1 сить степень химически активных компонентов, а также при меньшем расходе лигатур провести процессы микролегирования и рафинирования, 2 табл. ферросплавов, содеркащих бор и титан, Применение этих ферросплавов в сочетании с сплавами кальция позволило бы комплексно микролегировать и рафинировать металлический расплав.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является плакирова нный порошковый модификатор, содержащий силикокальций. При вводе в сталь порошковой проволоки с . расходом Са 0,2 - 0,8 кг/т, усвоение кальция составило 9-11;4, а концентрация кальция в стали - (10 - 17) 10что также вляется малоэффективным для полного протекания процессов рафинирования, микролегиравания стали кальцием.Цель изобретения - улучшение качества металла за счет повышения степени усвоения химически активных элементов, комп 3 1771869лексное микролегирование и глубокое рафинирование металлических расплавов.Поставленная цель достигается тем, что плакированный порошковый модификатор, состоящий из стальной оболочки и порошкового кальцийсодержащего наполнителя, дополнительно в наполнителе содержит бор, титан, алюминий, железо при следующем соотношении компонентов, мас,%;Бор . 4 - 6Титан 17 - 22Алюминий . 32 - 37Кальций 15-20Железо 22-25Напалнитель может также содержать бор в виде 20%-ного ферробора, титан - в виде 68%-ного ферротитана, кальций - в виде 30%-ного силикокальция, Состав плакированного порошкового модификатора выбран исходя иэ того, что ферросплавы, применяемые для обработки жидкой стали, должны иметь температуру начала кристаллизации .порядка 1400 - 1450 С, Такое условие вытекает из запаса тепла жидкой стали, температура которой на выпуске составляет 1580 - 1620 ОС. Поэтому составы тугоплавких ферросплавов с высококипящими расплавами, в частности, ферробора и ферротитана, должны отвечать ниэкотемпературной эвтектике или ниэкотемпературным инкогруэнтным интерметаллидам, разлагающимся до точки плавления в твердом состоянии. С другой стороны, для повышения степени усвоения таких легколетучих элементов, как кальций, предпочтительнее применять составы, отвечающие конгруэнтноплавящимся его соединениям, которые сохраняются и в жидком состоянии при значительном перегреве и способствуют повышению степени усвоения 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,Из анализа двойных диаграмм состояния Ре - Т, Ре - В, Ее - А и Са - А следует, что в системе Ге - Т эвтектика образуется при 1085 Си 68 мас,% Т, чтосооветствует составу РеТ 2, в системе Ге - В обнаружена эвтектика при 1400 С и 30 мас.% В (состав -еВ 2), в системе Ре - А эвтектика при 1158 С и 50 мас,% А (состав РеА 2), в системе Са - А - единственным стабильным конгруэнтноплавящимся соединением является СаА 2, образующееся при 1079 С и 57 мас,% А. Поэтому в качестве наполнителя был выбран состав. соответствующий тройной эвтектике и конгруэнтному соединению СаА 2:(ГеВ + ЕеТ 2+ ГеА 2) + 2 СаА 2. Для соответствия вышеприведенному составу наполнитель плакированной порошковой проволоки должен содержать в мас,%; 4,6 В; 20,1 Т, 33,9 А 1; 16,7 Са; 24,7, Ее. Исходя из вышеизложенных принципов выбора состава наполнителя. области гомогенности соединения СаА 2, температур образования и составов эвтектических спла 10 вов содержание в смеси наполнителя менее 4 и более 6 мас,% бора, менее 17 и более 22 мас,% титана, менее 32 и более 37 мас,% алюминия, более 15 и менее 20 мас.% кальция нецелесообразно, так как в этом случае состав наполнителя значительно отклоняется от областей существования тройной эвтектики и конгруэнтного соединения СаА 2,что в свою очередь отрицательно скажется 20 25 на степени усвоения перечисленных химически активных элементов металлическим распл. - :вом (табл. 1, 2).Предлагаемый состав наполнителя позволит провести комплексное микролегирование и глубокое рафинирование металлического расплава такими химически активными элементами, как кальций, алюминий, бор и титан. Кальций в металлургической промышленности используется не только как хороший раскислитель и десуль 30 фуратор,. но и. благодаря своей способности делением либо нитридов, либо крупных боридов по граням зерен. 50 Новым в предлагаемой заявке являетсясостав наполнителя, состоящий из, мас.%; бор 4 - 6; титан 17-22; алюминий 32 - 37; кальций 15-20; железо 22 - 25. Проведенный патектно-лицензионный поиск не установил технических решений,содержащих такой состав наполнителя, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый материал обладает существеннымиотличительными признаками,изменять природу оксидов и сульфидов, оставшихся в закристаллизованной стали, микролегирует и очищает границь 1 зерен от 35 охрупчивающих гетерофазных выделений,Оптимальное комплексное микролегирование металлического расплава титаном, бором и алюминием, наряду с кальцием, позволит оказать положительное влияние 40 на прочность, пластичность, ударную вязкость и другие свойства. металла. При выборе состава наполнителя учитывалось также то, что содержание бора в стали не должно превышать 0,001 - 0,003%. При увеличении 45 добавки выше оптимальной, происходитухудшение свойств стали, что связано с вы1771869 таблица Состав наполни)алей, нас,а Расход напппнителвй, хг/т Состав напол- ннталл Солелианив апаиантоа а стали, иасЛ са 61 1 0 Г 03 с,о 4,9 6,2 л и4 Составндлолнителя Содержаниеив,Ф анические свойс стали сев нкв асслои роката Са Т 1 С 75 Идж О 66 0,036 2,02)0 590 5 о о,022 1,О 1,5 6 о 5 1 оо о,о 17 О,5 1,5 62 о 75 0,020 1)0 1,5 615 74 0,034 15 2,0 610 22 23 24 24 23 о,9 1,1 1,6 73 85 80 61 81 52 Реализация изобретения.Плакированный порошковый модификатор (представляющий собой стальную оболочку и наполнитель, содержащий одно.родную смесь уплотненных порошков бора, 5 титана, алюминия, кальция, железа) изготовляли посредством сворачивания в трубку (желобок) стальной ленты и протяжкой ее . через фильеры (или прокаткой роликами) с одновременным заполнением внутренней 10 полости проволоки заранее подготовленной порошкообразной шихтой требуемого состава (табл, 1).Исследования по изучению действия вводимых лигатур (элементов) на сталь про водили в промышленных условиях кислородно-конвертерного цеха МК "Азовсталь" при разливке серии плавок трубной стали 09(10) Г 2 БТ на двухруцьевой МНЛЗ, Плакированный порошковый модификатор в виде 20 порошковой проволоки ф 8 мм вводили по направляющей трубе в жидкий металл промковша с помощью трайбаппарата. Для анализа содержания элементов отбирали пробы металла из кристаллизатора и в твер дых пробах определяли спектральным и химическим методами. Слябы на стане 3600 прокатывали на листы, от которых отбирались карты металла для изготовления образцов на мехиспытэния, 30В кацестве базбвого. объекта принята технология получения непрерывнолитой стали на МК "Азовсталь",Результаты исследований и испытаний действия плакированных порошковых мо дификаторов на качество металлов, содержания кеметалгических. включений и Степень усвоения элеиентов)4 механические свойства листовой стали 09 Г 2 БТ приведены в табл. 1, 2, из которых следуе, что значительное улучшение многих показателей достигается при составах наполнителей 2-5, соответствующих заявляемому плакированному порошковому модификатору. Самый эффективный результат получен при применении наполнителя с составом 3, мас.7 ь: Са 17; А 34; Т.20; В 5; Ре 24, соответствующего тройной эвтектике и конгруэнтному соединению СаА 2;(ЕеВ 2+ РеТ 2+ РеА 2)+ 2 СаА 2,Технико-зкономическая эффективность плакированного порошкового модификатора заклюцается в экономии лигатур, ферросплавов, снижении отбраковки литых заготовок и толстолистового проката.Формула изобретения Плакированный порошковый модификатор для обработки жидкой стали, содержащий стальную оболочку и порошковый кальцийсодержащий наполнитель, о т л иц а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества металла за счет повышения степени усвоения химически активных элементов, комплексного микролегирования и глубокого рафинирования металлических расплавов, наполнитель дополнительно содержит бор, титан, алюминий и железо при следующем соотношении компонентов, мас, 70:Бор 4 - 6;Титан 17 - 22;Алюминий 32-37;Кальций 15 - 20;Железо 15-32