Дріт для позапічної обробки металургійних розплавів

Дріт для позапічної обробки металургійних розплавів, що складається зі сталевої оболонки та порошкового заповнювача, який містить в собі кремній та кальцій, що знаходиться в заповнювачі як у вигляді сплаву з кремнієм, так і у чистому вигляді, який відрізняється тим, що заповнювач дроту додатково містить алюміній, вуглець, фос 3 17748 вуглець, фосфор і залізо при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: кальцій 38...66...66; кремній 21 55 55; алюміній не більше 2,0; вуглець не більше 4,0; фосфор не більше 0,05; залізо решта, при цьому співвідношення між вмістом кальцію в заповнювачі і вмістом самого заповнювача в дроті становить величину 0,55...0,79 при вмісті кальцію в заповнювачі 38...46 мас. %, 0,80... 1,05 при вмісті кальцію в заповнювачі 46,1...56 мас.% і 1,06... 1,95 при вмісті кальцію в заповнювачі 56,1... 66 мас. %. Загальними з найближчим аналогом суттєвими ознаками є: - сталева оболонка; - порошковий заповнювач, який містить кремній і кальцій, що перебуває в наповнювачі як у вигляді сплаву із кремнієм, так і в чистому вигляді. Відрізняючими від найближчого аналога суттєвими ознаками є: - заповнювач дроту додатково містить алюміній, вуглець, фосфор і залізо; - співвідношення між компонентами заповнювача встановлено наступним, мас. %: кальцій 38...66; кремній 21...55; алюміній не більше 2,0; вуглець не більше 4,0; фосфор не більше 0,05; залізо решта; - співвідношення між вмістом кальцію в заповнювачі і вмістом самого заповнювача в дроті становить величину 0,55...0,79 при вмісті кальцію в заповнювачі 38...46 мас.%, 0,80... 1,05 при змісті кальцію в заповнювачі 46,1...56 мас.% и 1,06...1,95 при вмісті кальцію в заповнювачі 56,1...66 мас.%. Наведені вище ознаки є необхідними й достатніми для всіх випадків, на які поширюється область використання корисної моделі. Між суттєвими ознаками й технічним результатом - підвищенням ступеня використання кальцію, повній глобуляризації неметалевих включень і зниженням витрат на обробку й витрат дроту існує причинно-наслідковий зв'язок, що пояснюється в такий спосіб. Як відомо, залізо є основою для утворення залізокальційкремнієвого сплаву. Сплав з таким співвідношенням між компонентами заповнювача - однорідний з рівномірним розподілом кальцію як по перетині, так і по об'єму дроту, тому в глибині розплаву не утворюються локальні зони, перенасичені кальцієм, або навпаки. Для виробництва дроту в основному використовується сілікокальцій марок СК15...СК30, що містить всі зазначені компоненти. У зв'язку з надмірними труднощами одержання сплаву з таким високим змістом кальцію (38...66 мас.%) у промислових масштабах, частина кальцію до складу наповнювача подається в чистому виді й сплав із зазначеним змістом кальцію утвориться усередині дроту в міру її входження в розплав. Межа вмісту кальцію й кремнію обумовлена утворенням міцного кальційзалізокремнієвої сполуки з відносно високою тем 4 пературою розплавлення для найбільш ефективного використання кальцію. Зміст фосфору обмежується тим, що при його наявності більше 0,05% буде підвищуватися його зміст у сталі при обробці, що у свою чергу призведе до негативних наслідків і обмеженого застосування дроту, особливо при обробці відповідальних марок стали. Наявність алюмінію й вуглецю в заповнювачі з однієї сторони обумовлене особливостями способу виробництва силикокальцію - алюмотермічний або вуглетермічний, а з іншої сторони присутність цих елементів у заповнювачі в зазначеній кількості підвищує ефективність використання кальцію за рахунок попереднього розкислення металу в локальній зоні взаємодії, що було підтверджено спеціально проведеними дослідженнями. По мірі надходження дроту із зазначеним змістом компонентів у заповнювачі в рідкий метал, усередині дроту утвориться міцна однорідна кальційзалізокремнієва сполука з відносно високою температурою розплавлення (більше 1300°С). Внаслідок цього знижується активність і пружність пари кальцію й підвищується температура його випару з металургійного розплаву. У локальній зоні взаємодії з розплавом кальцій розчиняється, глобуляризуючи всі неметалеві включення. У випадку недотримання зазначених меж співвідношення між компонентами заповнювача сплав, що утворюватиметься, буде неоднорідним, окремі його частини можуть бути перенасичені кальцієм, а інші містити його недостатньо, що може призводити до піроефектів, викидам металу і нестабільних результатам при використанні дроту. Вказане співвідношення між вмістом кальцію в порошковому заповнювачі й вмістом самого заповнювача в означених межах встановлюється в залежності від вмісту кальцію в заповнювачі й синхронізує в часі процеси вивільнення кальцію в розплав і розплавлення сплаву, що утворюється в середині дроту, не допускаючи утворення пари кальцію в дроті або вивільнення заповнювача в рідку сталь в твердому стані. Межі цього співвідношення для конкретних меж вмісту кальцію в заповнювачі встановлені дослідним шляхом. Процес обробки рідкої сталі дротом з усіма зазначеними параметрами перебігає спокійно, без викидів і барботажу. Все це дозволяє значно збільшити ступінь використання кальцію, зменшуючи пилегазоутворення. Використання дроту з наведеними параметрами значно знизить витрати на виготовлення дроту, витрати на обробку й витрати самого дроту. Таким чином, щоб значно підвищити ступінь використання кальцію, глобуляризувати всі неметалеві включення й знизити витрати на обробку й витрати самого дроту, необхідно використовувати дріт у сталевій оболонці з порошковим заповнювачем з усіма зазначеними компонентами і їхнім співвідношенням між собою, а также з регламентованим співвідношенням між вмістом кальцію в заповнювачі і вмістом самого заповнювача в дроті в залежності від вмісту кальцію в заповнювачі. Виготовляють порошковий дріт наступним чином. Металеву стрічку профілюють у жолобоподібну оболонку. Дозованими порціями з бункера заповнюють оболонку порошком сплаву зазначе 5 17748 ної сполуки (звичайно сілікокальцію), що рівномірно розподіляється по жолобу оболонки. Якщо є необхідність використання в складі дроту чистого кальцію, то використовують два бункери. Потім за допомогою роликових клітей обжимають оболонку й формують замок. Готовий дріт намотується на котушку й поставляється у відділення обробки стали. На одному з металургійних комбінатів проведене випробування запропонованого дроту. Заповнення дроту Ø15мм становить 260г/м, (кальцію 45%, кремнію - 46%, алюмінію - 1,0%, вуглецю 1,0%, фосфору - 0,02%, заліза - 6,98%). Співвідношення між вмістом кальцію в заповнювачі і вмістом самого заповнювача в дроті становило 0,76. Дріт вводили за допомогою трайбапарату в стальківш на установці доведення металу після усереднювальної продувки під час виробництва стали 1008. Витрати дроту склали 150 метрів на 130тонний ківш (0,5кг/т стали). Проведено 10 обробок стали. У середньому зміст кальцію в готовому металі (проба на МБЛЗ) становить 0,0020%, засвоєння - 27,8%. Всі неметалеві включення глобуляризовані, метал повністю розливається на МБЛЗ і має підвищені ливарні й механічні властивості. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 На цьому ж металургійному комбінаті проведені порівняльні обробки. Наповнення дроту Ø15мм становить 260г/м, (кальцію - 40% мас., кремнію - 50% мас.), співвідношення між кальцієм і кремнієм у наповнювачі становило 0,8:1, співвідношення між порошковим наповнювачем і сталевою оболонкою становило, мас.%: 60:40. Дріт вводили за допомогою трайбапарату в стальківш на установці доведення металу після усереднювальної продувки під час виробництва стали 1008. Для внесення такої ж кількості кальцію цього дроту необхідно ввести 170 метрів на 130-тонний ківш або 0,58кг/т стали, що на 16% відн. більше, ніж у заявляє мого дроту. Засвоєння кальцію на проведених обробках склало 15% (готовий метал, проба на МБЛЗ) при виробництві стали 1008 і для досягнення такого ж рівня кальцію в готовому металі, як і при використанні дроту, що заявляється, дротупрототипу необхідно вводити ще на 85% більше, а витрати на обробку будуть вище на 101%. При розливанні сталей, оброблених цим дротом, на МБЛЗ інколи затягувало розливальні стакани, що свідчить про неповну глобулярізацію неметалевих включень, також спостерігався брак металу по змісту фосфору. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601