Плакированный порошковый модификатор

СОК 1. Г ЧН 1:1:ИХ СО ИА 1 ИСИЧРСКИХ РГСПУГ ПИК 515 В 22 О 11/10 ГОСУДАРСТВЕ Н 1 Ый К(МИТЕ ТПО ИЗОБРЕТГНИЯ 1 Л И ОТКРЫГИЯМПРИ ГК 1 Т СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 4 оъ М(71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" и Институт проблем материаловедения АН УССР(73) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь"(56) Патент США ч. 4618368, кл,75 - 53, 1986.Патент США М 4671820, кл, 75 - 58, 1987. (54) ПЛАКИРОВАННЫЙ ПОРОШКОВЫЙ МОДИФИКАТОР 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 компонентов по сравнению с другими известными методами.Однако и при применении указанных выше модификаторов степень усвоения од,. Ы 21776217 Аз(57) Использование; изобретение относится к металлургии, конкретнее, к обработке металла при непрерывной разливке. Сущность: плакированный порошковый модификатор ленточного или проволочного типа, состоящий из кальцийсодержащего 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 О, а также при меньшем расходе кальцийсодержащих лигатур провести процессы рафинирования металлического расплава. 1 табл. ного из наиболее сильных оксидно- и сульфидообразующих элементов кальция не превышает 10 О, 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 шлакометаллическую смесь (Са + СаО), Отношение металл/шлак = 7:3, При расходе наполнителя 3 кг/тонну стали степень десульфурации достигает 60 О, а степень усвоения кальция 1 - 2;ь,Недостатками этого решения является невысокое качество обрабатываемого ме талла вследствие низкой степени усвоения1 77 б 217 5 10 20 2530 40 50 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 металла вступают в фазовые и химические взаимодействия с образованием химических соединений переменной валентности.Механизм рафинирования металла от вредных примесей можно представить по схеме:СаО + Са -+ Са 20 (1) Са О+Х 1 Са 2 ХО 2)а + а ч Х) - .Са Н, (3) где Х) - 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 - О) и ковалентную (Са:Са);Са: Со. При определенной температуре примесные элементы в виде свободных ионов кислорода и серы (О 2, Я ) насыщают связи промежуточных комплексов и образуют стабильные фазы, в которых ковалентные связи трансформируются в ионные Адсорбционную емкость предлагаемого наполнителя можно оценить по равновесному содержанию в нем вредных примесеи: 22,2% серы в Са 280 и 12,5% кислорода в Са 202,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 =- О,б - 0,8, В известных проволоках в составе наполнителя соотношение Са/СаО =- 7/3.Проведенный патентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих Са и СаО г 1 ри массовом соотношении Са/Са 02 = О,б,8, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый материал обладает существенными отличительными поизнаками,Реализация предлагаемого материала,На Днепропетровском эксперимен гально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗСМ) была изготовлена плакированная порошковая проволока б 8 мм, содеркащая оболочку из стали марки 08 кп и наполнитель из шлакометаллических 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 09 Г 2 БТ на двухручьевой криволинейной машине непрерывного литья заготовок были проведе 35 ны исследования по определению усвоениякальция 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 перегородкамиСера определялась кулонометрическим методом кальций-спектральным анализом в твердых пробах. Результаты ввода плакированных порошковых модификаторов с различным массовым соотношением Са и СаО приведены в таблице. Лз данных таблицы видно, что при соотношении Са/СаО = О,б,8 усвоение кальция достигает 20-30%, т.е, в 10-15 раз выше, чем при применении известного состава наполнителя. Хотя степень рафинирования достигается такая ке, как и в случае известного решения 60%, но она достигается при значительно меньшем расходе напол.нителя ( 12 раз), Самый эффективный результат был получен в случае нэполнителя с соотношением Са/СаО = 0,7, обеспечивающем при температуре жидкого металла об1776217 Формула изобретения Плакированный порошковый модификатор для обработки жидкого металла, содержащий металлическую оболочку и кальцийсодержащий шлакометаллический порошковый наполнитель, о т л и ч а ю щ и й с я 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. разование гомогенной фазы низшей валентности Са 20.Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения был оценен в сравнении с базовым обьектом. В качестве 5 базового обьекта был вь 1 бран порошковый силикокальций, используемый согласно технологической конструкции ТИ 232-150 - 89 при производстве стали 09 Г 2 БТ в условиях кислородно-конвертерного цеха МК "Азов сталь" путем ввода в жидкий металл сталь- ковша на установке доводки металла (УДМ) с помощью газоносителя-аргона. Расход г т а кг/тСодержание в Относмеси наполни- шение теля мас, , Са/СаО Содержание в стали Степень десуль- фурации,о Усвоение Са,о Ми/има.о Са,мас,СаО Са послеобр. послеобр. до обраб, дообр, Наполнитель содержит кальций в виде силикокальция марки СКСоставитель Б. БеловТехред М.Моргенал Корректор С. Лисина Редактор Н, Волкова Заказ 4044 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Произеодстеенно-издательский комбйнат "Патент", г. Узгород, Ул.Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 7 прото- тип 33 38 41 44 47 23 70 67 62 59 56 53 33 30 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,7 2,33 0,100 0.100 0,100 0,100 0,100 0,1002,7 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 0,004 0,003 0,002 0,003 0,004 0,002 0,007 10 20 30 20 10 30 2 20 40 60.40 20 60 60