Спосіб позапічної обробки сталі
Номер патенту: 74488
Опубліковано: 15.12.2005
Автори: Оніщук Віталій Прохорович, Подоляко Микола Васильович, Клітін Микола Олексійович, Івлєв Вячеслав Федорович, Бать Сергій Юрійович, Холошин Олександр Євгенович, Кисіленко Володимир Васильович, Дюдкін Дмитро Олександрович, Шамраєв Юрій Павлович, Тітієвський Володимир Маркович
Формула / Реферат
Спосіб позапічної обробки сталі, що містить введення в рідкий розплав порошкового дроту в сталевій оболонці із заповненням сумішшю металевих алюмінію та кальцію, який відрізняється тим, що для обробки використовують дріт з наступним співвідношенням між алюмінієм та кальцієм, мас.%:
алюміній
63 - 72
кальцій
28 - 37,
а масова швидкість надходження кальцію в метал становить 40 - 140 г/с.
Текст
Винахід відноситься до галузі чорної металургії, зокрема до позапічної обробки сталі порошкоподібними реагентами. Відомий спосіб позапічної обробки сталі, що містить в собі введення в залізовуглецевий розплав кальцію та алюмінію у вигляді дроту (кальцій в алюмінієвій оболонці) зі співвідношенням масових часток Са та А1 37:63, причому масова швидкість надходження кальцію складає 550...595 г/с ["Сталь", №5, 1998, с. 18...22]. Недоліком наведеного способу є те, що по мірі надходження в розплав кальцій та алюміній не встигають утворити міцну сполуку й після розплавлення алюмінієвої оболонки в металі, кальцій вже буде знаходитись у вигляді пари, що призведе до погіршення засвоєння кальцію. Крім того, надзвичайно висока масова швидкість надходження кальцію в розплав призводить до локального перенасичення рідкого металу кальцієм, що в свою чергу призводить до викидів металу та піроефекту. Все це разом призводить до надмірного вигорання кальцію й погіршенню його модифікуючого впливу. Найбільш близьким по технічній суті та досягаємому результату до запропонованого є спосіб позапічної обробки сталі, що містить введення в рідкий розплав порошкового дроту із заповненням сумішшю металевих алюмінію та кальцію з наступним співвідношенням між алюмінієм та кальцієм, мас. % (57...62):(43...38), а масова швидкість надходження кальцію в метал становить 160...220 г/с [Патент України №31898 А, Бюл. №2, 2001 р.]. При використанні цього способу дещо підвищується ступінь засвоєння кальцію, але його не можливо використовува ти для одночасного модифікування неметалевих включень кальцієм та легування металу алюмінієм внаслідок того, що при такому співвідношенні увесь алюміній витрачається на утворення міцної сполуки з кальцієм, підвищуючи його ступінь засвоєння, а на легування металу алюмінію не залишається. Крім того, висока масова швидкість надходження кальцію в розплав не дає змоги використовувати цей спосіб при позапічній обробці ковшів з невеликою місткістю рідкого металу (30 т і менше), бо це буде призводити до локального перенасичення рідкого металу кальцієм в таких ковшах, викидам металу, піроефекту, надмірного вигорання кальцію, погіршенню його модифікуючого впливу та підвищеним витратам на обробку. В основу заявляємого винаходу поставлена задача удосконалити спосіб позапічної обробки сталі шляхом зміни співвідношення між алюмінієм та кальцієм в складі порошкового дроту та регламентацією надходження кальцію в рідкий метал в одиницю часу. Рішення цієї задачі дає змогу одночасно проводити процеси розкислення, легування та модифікування рідкої сталі, підвищивши таким чином ефективність використання кальцію та алюмінію та знизити витрати на позапічну обробку сталі. Суть винаходу полягає в тому, що в способі позапічної обробки сталі, що містить введення в рідкий розплав порошкового дроту в сталевій оболонці із заповненням сумішшю металевих алюмінію та кальцію, для обробки використовують дріт з наступним співвідношенням між алюмінієм та кальцієм, мас. %: алюміній 63...72 кальцій 28...37, а масова швидкість надходження кальцію в метал становить 40...140 г/с. Загальними з прототипом суттєвими ознаками заявляемого винаходу є такі: - введення в рідкий розплав порошкового дроту в сталевій оболонці із заповненням сумішшю металевих алюмінію та кальцію. Відрізняючими від прототипу суттєвими ознаками заявляемого винаходу є такі: - використання для обробки дроту з наступним співвідношенням між алюмінієм та кальцієм , мас. %: алюміній 63...72 кальцій 28...37, - масова швидкість надходження кальцію в метал становить 40... 140 г/с. Наведені відмінні ознаки є необхідними й достатніми для всіх випадків, на котрі розповсюджується об'єм правового захисту винаходу. Між сукупністю суттєви х ознак заявляємого винаходу та досягаємим технічним результатом - підвищенням ефективності використання алюмінію та кальцію та зниженням витрат при позапічній обробці сталі - є причиннонаслідковий зв'язок, який пояснюється наступним чином. По мірі входженні дроту зі вказаним співвідношенням між алюмінієм та кальцієм в рідку сталь в середині дроту частина металевого алюмінію витрачається на утворення міцної сполуки з кальцієм, внаслідок чого знижується активність та пружність пари кальцію й підвищується температура його випаровування з розплаву. Після розплавлення сталевої оболонки в об'єм металу вивільняється рідкий алюмокальцієвий сплав та надлишкова частина алюмінію, кальцій та алюміній розчиняються в рідкому металі, забезпечуючи повну модифікацію неметалевих включень та необхідний вміст алюмінію в сталі. Відхилення у співвідношенні між вмістом алюмінію та кальцію в суміші викличе неузгодженість в процесах легування та модифікування металу й призведе, з одного боку, до того, що не буде відбуватися легування металу алюмінієм, а з іншого боку, не буде відбува тися повне модифікування всіх неметалевих включень, бо при необхідному вмісту алюмінію, кальцію в металі буде недостатньо. Невизначеність в інтенсивності надходження кальцію в одиницю часу також призведе до зниження ефективності його використання. В разі, коли масова швидкість надходження кальцію в розплав перевищує величину 140 г/с, відбувається перенасичення рідкого металу кальцієм, особливо в ковшах невеликої місткості, викиди металу та піроефект. Якщо масова швидкість надходження кальцію в розплав буде менше 40 г/с, то в локальному об'ємі металу кальція буде недостатньо, щоб модифікувати всі неметалеві включення. Таким чином, щоб підвищити ефективність використання кальцію та алюмінію та знизити витрати на позапічну обробку сталі, необхідно позапічну обробку здійснювати порошковим дротом з вказаним співвідношенням в суміші між металевими алюмінієм та кальцієм та регламентованою масовою швидкістю надходження кальцію в рідкий метал одиницю часу. Проведений аналіз показав, що заявляємий винахід має новизну та винахідницький рівень й саме зазначена сукупність суттєви х ознак забезпечує технічний результат - підвищення ефективності використання алюмінію та кальцію та зниження витрат при позапічній обробці сталі. На одному з металургійних підприємств в сталеплавильному цеху (СПЦ) проведено випробування запропонованого способу. В дуговій електропечі виплавляють сталь 20 ГЛ, випускають в 30-тонний ківш, відбирають пробу металу для визначення вмісту алюмінію та передають ківш на постановочне місце трайбапарату для введення дроту. На цьому місці дріт діаметром 13 мм із заповненням сумішшю металевих алюмінію та кальцію (алюміній 108 г/м, кальцій 48 г/м, співвідношення між алюмінієм та кальцієм, мас. % 69,3:30,7) за допомогою трайбапарату вводять в ківш з рідкою сталлю. Проведено 10 обробок ковшів з рідкою сталлю з введенням 100 м дроту. Вміст алюмінію перед обробкою у всіх випадках становив 0,010%, в рідкому металі вміст алюмінію повинен становити 0,030...0,038%. Швидкість надходження дроту в розплав у всі х випадках складала 2,0 м/с, масова швидкість надходження кальцію в рідкий метал - 96 г/с. Процес обробки сталі проходив спокійно, без викидів та барботажу, дріт стабільно входив на необхідну глибину. В го товому металі вміст алюмінію становив 0,035% (розбіг значень - 0,033...0,037%), вміст кальцію - 0,0025% ( розбіг значень 0,0021...0,0030%). Ступінь засвоєння алюмінію склав 70%, кальцію - 15%, витрати дроту становили - 1,11 кг/т, всі неметалеві включення були модифіковані, метал був розлитий без браку. В умовах цього ж підприємства проведені 10 обробок за способом-прототипом. За допомогою трайбапарату вводять в ківш з рідкою сталлю вводили дріт діаметром 13 мм із заповненням сумішшю металевих алюмінію та кальцію (алюміній 90 г/м, кальцій 60 г/м, співвідношення між алюмінієм та кальцієм, мас. % 60,0:40,0). Для забезпечення однакової із заявляємим способом кількості вводимого алюмінію в ківш подавалося 116м дроту. Процес обробки сталі перебігав бурхливо, з викидами та барботажем. Швидкість надходження дроту в розплав складала 2,5 м/с, масова швидкість надходження кальцію в рідкий метал - 150 г/с. Вміст алюмінію перед обробкою у всіх випадках також становив 0,010%. В готовому металі вміст алюмінію становив 0,025% (розбіг значень - 0,018...0,031%), вміст кальцію - 0,0015% (розбіг значень - 0,0011...0,0026%). Ступінь засвоєння алюмінію склав 41,7%, кальцію - 9%, витрати дроту становили - 1,29 кг/т (на 0,18 кг/т більше, ніж у запропонованого способу, що складає приблизно 2 грн/т), неметалеві включення були модифіковані не повністю, метал був розлитий з браком 5 кг/т. Загалом витрати на позапічну обробку за способом - прототипом більші приблизно на 5 грн/т, ніж за способом, що заявляється.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA method for the out-of-furnace treatment of steel
Автори англійськоюKlitin Mykola Oleksiiovych, Shamraiev Yurii Pavlovych, Diudkin Dmytro Oleksandrovych, Bat Serhii Yuriiovych, Kysilenko Volodymyr Vasyliovych, Onischuk Vitalii Prokhorovych, Titiievskyi Volodymyr Markovych
Назва патенту російськоюСпособ внепечной обработки стали
Автори російськоюКлитин Николай Алексеевич, Шамраев Юрий Павлович, Дюдкин Дмитрий Александрович, Бать Сергей Юрьевич, Кисиленко Владимир Васильевич, Онищук Виталий Прохорович, Титиевский Владимир Маркович
МПК / Мітки
МПК: C21C 7/064, C21C 7/06, C21C 7/068
Мітки: обробки, сталі, позапічної, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-74488-sposib-pozapichno-obrobki-stali.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб позапічної обробки сталі</a>
Попередній патент: Спосіб діагностики цирозу та/або первинного раку печінки
Наступний патент: Привід круглов’язальної машини
Випадковий патент: Спосіб безперервної реєстрації розтяжних зусиль ланцюга в ланцюговій стрічці ланцюгового скребкового транспортера і вимірювальний пристрій для його здійснення