Смесь для раскисления стали

зш С 22 С 35/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕКИЯ 20-90 10-80 50-99 1-50 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны(54)(57) 1. СМЕСЬ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯСТАЛИ, содержащая порошок кальцийалюминиевого сплава, о т л и ч а ющ а я с я тем, нто, с целью снижения ее пожаровзрывоопасности, онасодержит порошкообразную инертнуюдобавку - фтористый кальций или окисьалюминия, или хлорид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас. 7: Кальций-алюминиевый сплав(содержание кальция в сплаве до 68 мас. 71 20-99Инертная добавка 1-802. Смесь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве инертной добавки она содержит фтористый кальций при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:Кальций-алюминиевый сплав 30-92Фтористый кальций 8-703. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве инертной добавки она содержит окись алюминия при следующем соотношении комдпонентов, мас. Е:Кальций-алюминиевый сплавОкись алюминия 4. Смесь по и. 1, отличаю - д ш а я с я тем, что в качестве инертной добавки она содержит хлорид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас. 7:Кальций-алюминиевый сплавХлорид щелочного металла1116082 Нижний концентрационный пределвоспламенения Содержание кальция в сплаве,мас. % 147 20 28,1 (прототип) 170 137 47,7 136 58,8 68 131 За верхний предел принимается со держание добавок, при котором порошки самого пожаровзрывоопасного сплава (с массовой долей кальция 68%) не воспламеняются, Дальнейшее увеличе 20-99 1-80 Изобретение относится к чернойметаллургии, а именно к составам на.основе сплава кальций-алюминий, которые могут использоваться как раскислители стали. 5Известно, что в качестве раскислителя стали используют порошки кальция и алюминия, которые подают всталь в виде отдельных компонентовс помощью инертного газа 13.10Ввиду значительной химическойактивности кальция его получение,хранение и введение в сталь сопряжено с рядом трудностей; порошок кальция пожароопасен, окисляется навоздухе, взаимодействует с влагойвоздуха. Раздельное введение в сталькальция и алюминия усложняет технологию производства стали.Наиболее близким к изобретению 20по составу и достигаемому эффектуявляется порошкообраэный кальций-алю-.миниевый сплав, который получают путем распыления расплава кальций-алюминия или дробления слитка в гранулы 25размером 0,2 -3 мм, при этом гранулыподают в металл с помощью аргона 21.Однако использование кальций-алюминиевых сплавов в условиях металлургического производства затруднено из-Зза его повышенной пожаровзрывоопасоности, т. е.380-550 С, нищнийконцентрационный предел воспламеняемости (НКПВ) 130-170 г.м. Преимущественно низкое содержание в сплаве35кальция - основного раскисляющегоэлемента - связано также с его пожаровзрывоопасностью, хотя известно,что раскисление стали происходит более эффективно при содержании каль-ция до 70 мас. %. Процесс распыпениярасплава, дробление слитка кальцийалюминия также являются пожаровзрывоопасными,Целью изобретения является сниже- ф 5 ние пожаровзрывоопасности смеси.Указанная цель достигается тем, что смесь для раскисления стали, содержащая порошок кальция-алюминиевого сплава, содержит порошкообразцую 50 инертную добавку - Фтористый кальций или окись алюминия, или хлорид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:Кальций-алюминиевый сплав(содержание кальция всплаве до 68 мас. %)Инертная добавка В качестве инертной добавки смесь содержит фтористый кальций при следую" щем соотношении компонентов, мас. %:Кальций-алюминиевый сплав 30-92Фтористый кальций 8"70В качестве инертной добавки смесь содержит окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. %:Кальций-алюминиевый сплав 20-90Окись алюминия 10-80В качестве инертной добавки смесь содержит хлорид щелочного металла при следующем соотношении компонен"тов, мас. %:Кальций"алюминиевый сплав 50-99Хлорид щелочного металла 1-50Поскольку пожаровзрывоопасность сплава зависит от содержания в нем массовой доли кальция (ем. табл. 1), испытания по определению пределов содержания добавок проводились с наиболее пожаровзрывоопасным из них, а именно со сплавом, содержащим 68% кальция и 32% алюминия.Т а б л и ц а 1 В качестве пожаровзрывоопасной характеристики измерялся нижний концентрационный предел воспламенения (НКПВ). За критерий минимального повышения пожаровзрывоопасности порошков кальций-алюминиевого сплава принято считать повышение НКПВ на 20% (что соответствует НКПВ=170+ 170 0,2= 204 г м ) по сравнению с прототипом.145 Э 1 ние количества инертной добавки поэто му нецелесообразно.Предлагаемые составы готовились следующим образом.Слиток кальций-алюминиевого сплава дробили в шаровой мельнице на гранулы размером 0,2-3 мм вместе с инертной добавкой в среде аргона. Таким образом, быпи подготовлены составы, содержащие порошки кальций- алюминиевого сплава с массовой долей кальция 28,1% и 68% с добавками или фтористого кальция, или окиси алюминия, или хлорида натрия.П р и м е р 1. Приготовление состава для раскисления стали с содержанием компонентов, мас. %:Кальций-алюминиевый сплавс массовой долей кальция28, 1%Фтористый кальцийосуществляли путем совместного дробления слитка сплава массой 1200 г и 104,3 г фтористого кальция в шаровой мельнице в течение 30 мин в токе аргона. НКПВ полученного состава 218 гм. Соотношение компонентов приготовленного состава соответствует нижнему граничному значению.П р и м е р 2. Приготовление состава с содержанием компонентов, мас. %:Кальций-алюминиевый сплав смассовой долей кальция 28,1% 60Фтористый кальций 40 осуществляли путем совместного дробления слитка указанного сплава массой 900 г и 600 г фтористого кальция в шаровой мельнице в,токе аргона в течение 20 мин. НКПВ состава 520 г-м. Соотношение компонентов в приготовленном составе соответствует среднему значению.П р и м е р 3. Приготовление составов с содержанием компонентов, мас. %:Кальций-алюминиевый сплавс массовой долей кальция 68% 30Фтористый кальций 70 116082 4Аналогичным образом готовились составы, соотношениекомпонентов которыхприведены в табл, 2,Таблица 2 Массовая доля компонентов в составе для раскислеиия стали, Й 10 Кальций-алюми- Инертная ниевый порошок добавка 5 О 50 Не воспламеняется 99 ЛЙ 13 13170 Сплав с68% Са 99 Са Р 150 97 160 95 205 92 520 40 60 550 50 осуществляли путем совместного дробления слитка указанного состава сплава массой 900 г и 2100 г фтористогокальция в шаровой мельнице в токеаргона в течение 20 мин. Приготовлен ный состав не воспламеняется. Соотношение компонентов в составе отвечаетих верхнему граничному значению.1116082 Как видно из табл. 2, минимальнонеобходимое повышение пожаровзрывобезопасности составов для раскисления стали достигается при нижнем указанном пределе добавок.Состав для раскисления стали становится совершенно пожаробезопаснымпри верхнем пределе расхода добавок.Расход указанного количества добавок позволяет безопасно использоватьФкальций-алюминиевые сплавь. с массовой долей кальция 15 - 687,В лабораторных условиях провелисравнительные испытания по раскислению стали порошком чистого кальцийалюминиевого сплава с массовой долейкальция 28,17. (прототип) и составом,содержащим кальций-алюминиевый сплавс массовой долей кальция 28,17. с составом: 607 сплав и фтористый кальцийостальное.Установлено, что введение инертныхдобавок не ухудшает свойств стали,а даже несколько улучшает их, Напоимер, с помощью электронного микроскопа МХфирмы Зое 1 определено,что количество неметаллических включений в стали после раскисленияпредлагаемым составом уменьшилосьна 207.Способ введения раскислителяпредлагаемого состава не отличаетсяот способа введения чистого кальцийалюминиевого сплава, но при этомвесь процесс становится менее пожаровзрывоопасным, появляется воэможность использовать более эффективныйраскислитель - порошок кальций-алюминиевого сплава с массовой долейкальция до 707. Продолжение табл. 2Нижний концентрационный пределвоспламенения (НКПВ),г м Массовая доля компентов в составе для раскисления стали, 3 Кальций-апюми- Инертнаяниевый порошок добавка 1 О 60 40 70 Не воспламеняется134 30 15 99 А ОЗ 1 140 97 170 95 20 190 92 210 10 90 25 520 40 60 547 50 50 Сплав с687. Са 30 А 1 О 70 30581 Не воспламеняется21535 80 20 99 МаС 1 250 97 480 25 75 52040 30 70 Годовой экономический эффект от использования в качестве раскислителя 1 т предлагаемого состава для раскисления стали составляет -230 руб . 560 40 60 Не воспл,50 50 Заказ 6870/2 1 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5