Порошковий дріт або стрічка

1. Порошковий дріт або стрічка, що складається з оболонки з наповнювачем, причому оболонку виконано зі сталі з низьким вмістом кремнію, 3 21242 4 Необхідність додаткових операцій для одеррення, так і в укрупненні і видаленні їх з металу. жання якісної продукції при використанні відомого Крім того, серед окислів, що знаходяться в сталі, порошкового дроту, є основним недоліком рішенпродуктів розкиснення іншими розкислювачами ня, визначеного за прототип. (Si2O, МnО, FeO і т.д.), окисли алюмінію, що вхоУ основу корисної моделі поставлено завдандять у їх склад, значно збільшують міжфазний ня зі створення порошкового дроту або стрічки, натяг складних неметалічних включень. Тому, неновий склад інгредієнтів яких дозволяє видалити металічні включення, що містять Аl2О3, інтенсивчастину неметалічних включень, що утворюються ніше коагулюють і коалесцирують, спливають і в процесі розкиснення сталі алюмінієм, без додатвіддаляються в шлак. Отже, тверді частки Аl2О3 які кових операцій рафінування металу при забезпеє поверхнею розділу фаз і вводяться разом з поченні високого ступеня його засвоєння, що, у кінрошком алюмінію, сприяють зародженню на них цевому рахунку, підвищує якість готового неметалічних включень, як рідких, так і твердих, їх продукту. укрупненню і спливанню в шлак. Поставлене завдання вирішується тим, що поПри введенні порошкового дроту або стрічки в рошковий дріт або стрічка, що складається з оборідку сталь, у початковий момент часу відбуваєтьлонки з наповнювачем, причому оболонку виконася її нагрівання до температури розплаву. У проно зі сталі з низьким вмістом кремнію, відповідно з цесі нагрівання дроту або стрічки до температури корисною моделлю, як наповнювач використовуплавлення алюмінію, тому що ця температура ють у порошкоподібному стані алюмінієвмісний значно менше температури рідкої сталі, порошок матеріал і Аl2О3 при наступному співвідношенні алюмінію усередині оболонки розплавляється з компонентів: утворенням рідинне - твердої суміші, що складаалюмінієвмісний матеріал 93,0-99,0% ється з рідкого алюмінію і твердих часток Аl2 О3. Аl2О 3 1,0-7,0% Потім, після нагрівання дроту або стрічки до темКрім того, у порошковий дріт або стрічку Аl2О 3 ператури плавлення сталі, його оболонка розплавходить до складу алюмінієвмісного матеріалу або вляється з утворенням навколо рідинне - твердого Аl2О 3 вводять у наповнювач у вигляді сполучення наповнювача і прикордонного низькокремністого Аl2О 3 з металевим алюмінієм. шару рідкого металу. При розкисленні сталі алюмінієм, у результаті Низькокремністий шар рідкого металу, що має його взаємодії з розчиненим у розплаві киснем, підвищений вміст кисню внаслідок малого вмісту утворюються продукти розкиснення у вигляді рідкремнію, сприяє тому, що на поверхні розділу фаз ких і/чи твердих окислів алюмінію (Аl2О3), що до «рідкий метал - твердий окисел» чи «рідкий метал кристалізації металу частково видаляються з ньо- рідкий окисел», як поверхово активний елемент го, а частково залишаються у вигляді неметалічадсорбується кисень, і концентрація його підвищуних включень, роблячи істотний вплив на якості ється. Більше усього він концентрується на вклюсталевих виробів. Утворення твердих окислів ченнях, багатих Аl2О3 і які мають великий міжфазалюмінію можливо при значному насиченні сталі ний натяг на межі з металом. До таких включень алюмінієм, що відбувається у результаті його ввеварто віднести, у першу чергу, введені тверді часдення в локальний об’єм металу. тки Аl2О3 , а також ті, що утворюються в процесі Утворення рідких окислів алюмінію в умовах розкиснення. термодинамічної рівноваги можливо при мізерно Тому, реакція розкиснення з утворенням твермалому Їх вмісті в металі. Це відбувається в почадих окислів Аl2О 3 одержує переважний розвиток і тковий період розкиснення, коли введений у сталь може протікати навіть, якщо вміст алюмінію в сталі алюміній поступово розподіляється в об’єму метаменше рівноважного із середнім вмістом кисню у лу. всьому об’ємі. Поряд з цим, виникнення рідких продуктів моТверді окисли Аl2О3, що утворюються в процежливо в умовах метастабільної рівноваги, внаслісі розкиснення, коагулюють із уведеними твердидок труднощів утворення зародків нової фази окими частками Аl2О3, укрупнюються, збільшується слів з більшою енергією міжфазного натягу на швидкість їх спливання, і їх більша кількість видамежі з металом, тобто, тр уднощі утворення рідких ляється в шлак. За рахунок адгезії до спливаючих окислів алюмінію. Отже, при введенні порошкового твердих часток Аl2О 3 прилипають рідкі частки дроту або стрічки з алюмінієм, процес розкиснення Аl2О 3, які також видаляються в шлак. сталі буде проходити переважно з утворенням Крім того, тверді частки Аl2О3 , що спливають, твердих окислів Аl2 О3 . коагулюють і коалесцирують неметалічні включенІнтенсивність укрупнення і, отже, швидкість ня, які знаходяться в сталі та утворилися в респливання окислів алюмінію, що утворюються, у зультаті розкиснення сталі кремнієм, марганцем і значній мірі залежить від міжфазного натягу на іншими елементами (оксиди, сульфіди, складні межі неметалічного включення з рідким металом. неметалічні включення), і також видаляються в Причому, чим більше величина міжфазного натягу, шлак. тим більше інтенсивність укрупнення, а також Тверді Аl2О 3, що входять до складу наповнюшвидкість спливання і, як результат, ступінь їх вача, впливають на ступінь видалення продуктів видалення в шлак. розкиснення і неметалічних включень, що знахоТверді окисли алюмінію, що мають більший дяться в сталі. Оптимальним є вміст Аl2О3 у діапаміжфазний натяг, чим рідкі, інтенсивніше укрупзоні 1,0-7,0%. нюються і віддаляються в шлак у більшому ступеВміст Аl2О 3 у наповнювачі менше за 1,0% є ні. Таким чином, тверді окисли Аl2О 3 мають значні недостатнім, для надання позитивного впливу на переваги перед рідкими, як у можливості їх утвоутворення в процесі розкиснення сталі твердих 5 21242 6 окислів Аl2О 3, їх укрупнення і спливання в шлак. 18,0х3,8мм з алюмінієвою стружкою фракції 0,63Вміст Аl2О 3 У наповнювачі більше за 7,0%, при3,50мм при вмісті наповнювача в дроті 0,090кг на зводить до збільшення залишкової кількості Аl2О3 п. м. Вміст алюмінію в алюмінієвій стружці складав У сталі в результаті часткового видалення неме80,0%. Необхідний вміст Аl2О 3 забезпечували талічних включень, що погіршує її якість. шляхом додавання в наповнювач відсівань алюміПриклад використання запропонованого дроту нієвої стружки фракцією менше за 0,63мм, тому або стрічки при виробництві сталі. що дана фракція стружки, в основному, складаДослідження впливу запропонованого порошється з Аl2О3, що утворюється в процесі окислюкового дроту проводили при виплавці сталі 10Г2Ф вання алюмінію при перебуванні в атмосфері повів 50-тонній електросталеплавильній печі. Після тря. У наповнювач Аl2О 3 може також уводитися у виплавки сталь випускали в сталерозливний ківш, вигляді порошкоподібних відходів вогнетривкої, який подавали на установку доведення металу, де абразивної, кольорової промисловості і т.д. і вводили порошковий дріт з алюмінієвмісним маДля аналізу вмісту алюмінію в сталі до і після теріалом і Аl2О3 . введення порошкової стрічки, відбирали проби Спочатку в сталь вводили порошковий дріт діметалу зі сталерозливного ковша, у яких і визнааметром 13мм з алюмінієвою січкою, при вмісті чали ступінь засвоєння алюмінію. останньої 0,105кг у п. м. дроту. Вміст алюмінію в Ме ханічні властивості сталі, визначали в проалюмінієвій січці складав 80,0% (відповідно до бах, відібраних з готового прокату, відповідно до прототипу). існуючих технологічних вимог. Результати досліНа наступній плавці в сталь уводили запроподжень, представлені в таблицях 1 і 2. новану порошкову стрічку, поперечним перерізом Таблиця 1 Кількість Кількість Вміст алюмінію в Ступінь Вміст алювведеного уведеного сталі, % засвоєння № з/п мінію в маалюмінієвмісний ма- Аl O порошкового алюмінію, до ввепісля алюмінію, 2 3 теріалі, % теріал дроту, м кг дення введення % Прототип (порошковий дріт діаметром 13мм з алюмінієвою січкою) 1. 100 0 80 286 24 0,003 0,035 67,0 2. 100 0 80 280 23,5 0,002 0,034 67,1 Запронована порошкова стрічка перерізом 18,0х3,8мм з алюмінієвою стружкою 1. 100 0 80 326 23,5 0,003 0,035 68,0 2. 99 1 80 327 23,2 0,002 0,034 69,0 3. 96 4 80 331 22,9 0,003 0.035 70,0 4. 93 7 80 348 23,0 0,004 0,036 69,0 5. 92 8 80 350 23,5 0,002 0,034 68,0 Вміст у наповнювачі, % Таблиця 2 № з/п 1. 2. 1. 2. 3. 4. 5. Вміст неметалічних включень, x10-3пpo. % оксиди сульфіди силікати прототип 48,3 59,6 58,9 48,1 59,2 58,7 запропонований порошковий дріт 48,2 59,4 58,3 46,3 54,5 53,2 45,2 53,4 52,1 46.8 54,1 52,9 49,9 59,3 59,2 Результати показують, що при використанні запропонованої порошкової стрічки спостерігається зниження вмісту неметалічних включень та під Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко Ме ханічні властивості сталі sв , Мпа d, % 590 589 22 21 591 603 610 608 592 22 23 24 23 22 вищення механічних властивостей сталі при високому ступені засвоєння алюмінію. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601