Компакт-матеріал

Компакт-матеріал, що містить кремній, який відрізняється там, що він додатково містить скандій при такому співвідношені компонентів, мас % кремній 70-73 скандій 27-30 Винахід належить до чорної металургії і може використовуватись для позапічної обробки сталі компакт - матеріалами, зокрема, для дегідрогенізації сталі Компакт - матеріали - це спеціальні вироби оболонкового (стрічки, капсули, дроти) або безоболонкового (брикети, окатиші й ш) типів, що містять порошкоподібні компоненти і відрізняються різноманітним засобом їх формування при плакуванні, пресуванні, спіканні, грануляції і т д Класифікація компакт - матеріалів включає також природу вихідних компонентів органічні (вуглець, сірка й ш) і неорганічні (шлаки, флюси, метали, сплави і ш ), засіб виготовлення сумішні - механічні суміші порошків окремих компонентів і плавлені - сплави вихідних компонентів, функціональні особливості для рафінування (розкислення, десульфурацм, дефосфорації, дегідрогенізації, дегазації), для легування і модифікування, для корегування ХІМІЧНОГО складу й ш (а с СРСР № 1696481, МКИЬ С21С1/00, С22С35/00, 1991 р) Цей компакт-матеріал також є по приведених вище розуміннях, гігроскопічним матеріалом і не може використовуватися для дегідрогенізації сталі і тим самим не дає можливості забезпечити достатньо високий рівень якості металу У основу винаходу поставлена задача удосконалення складу компакт - матеріалу, у якому за рахунок уведення нового компоненту при визначеному співвідношенні досягається значне зниження концентрації водню, що може дозволити підвищити якість металу Поставлену задачу досягають тим, що компакт - матеріал, що містить кремній, ВІДПОВІДНО ДО винаходу додатково містить скандій при такому співвідношенні, мас % кремній 70 - 73, скандій 27 - ЗО Застосування скандію в складі компакт - матеріалу обумовлено його високою ХІМІЧНОЮ активністю до домішкових елементів у сталі і до водню, зокрема, і тим, що він є одним із найсильніших пдридоутворювальних елементів, які впливають на флокеностшкість сталі Відсотковий ВМІСТ кремнію і скандію складено таким чином, щоб він відповідав ПОДВІЙНІЙ евтектиці S^Sc (71,3 / 28,7 мас %), як оптимальному складу при низький пружності пари вихідних компонентів та одержанню в сталі концентрації скандію (0,01 масс %), при яких відбувається дегідрогенізація рідкої сталі за рахунок досягнення локального концентраційного пересичення в реак ВІДОМІ оболонкові компакт-матеріали , що міс тять кальцій, широко застосовуються для забезпечення необхідного рівня властивостей сталі і сплавів (№ 3739155, ФРН, МКИ4 С21С1/00, С22С1/02, 1989 р) Ці компакт - матеріали не можна використовувати для дегідрогенізації сталі через те, що сполуки кальцію , що містяться в них, пдратуються при збереженні і транспортуванні і є джерелами Нг при виробництві сталі Найбільш близьким до запропонованого матеріалу за технічною сутністю і результатами, які досягаються, є порошковий компакт- матеріал, що містить кремній і кальцій у співвідношенні 1,5 1,0 СО го (О ю 45633 промислових умовах при розливанні серії плавок суднової сталі марки 09Г2С на двохструмковій криволінійній машині безупинного лиття заготівель Компакт - матеріал (порошковий дріт) уводили за допомогою траибапарату в зону падаючого струменя металу зі сталерозливного ковша в приймальну камеру проміжного ковша з перегородками зі швидкістю 0,3 - 0,4 м/сек Вміст скандію в сталі визначався розрахунковим методом через відсутність надійної методики визначення скандію в металі на рівні 0,001 0,01% Ударна в'язкість і відносне звуження визначалися стандартними методами мехдосліджень за ГОСТами 9454-78 і 1497-73, ВІДПОВІДНО Визначення концентрацій водню в рідкій сталі виконані за допомогою системи "Гидрис" Результати ІСПИТІВ наведені в табл Дослід 7 виконаний із використанням відомого компакт матеріалу, досліди 2 - 5 із використанням матеріалу, що заявляється, у дослідах 1 і 6 використовувалися матеріали з позамежними складами 3 результатів ІСПИТІВ випливає, що найефективніший результат отриманий при використанні складу № З, що відповідає ПОДВІЙНІЙ евтектиці S^Sc Склади 2, 4, 5 також достатньо ефективні для дегідрогенізації сталі, тому що їхні вмісти знаходяться поблизу евтектичної точки, а склади 1 і 6 малоефективно сприяють дегідрогенізації сталі Склад 7 взагалі не впливає на флокеностійкість сталі Застосування заявляемого матеріалу дозволяє знизити вміст водню з 11ррт до 5 - бррт і 8Si + 2Sc2O3 + 2СаО + ЗС -> 2SL4Sc + одержати економічний ефект за рахунок зниження 2CaO*Sc2O3 + ЗСО часу протифлокенної обробки слябів на 24 години, Для дослідно - промислових ІСПИТІВ були вигоа також підвищення механічних властивостей метовлені декілька компакт - матеріалів із відомим і талу заявленим складами, поданими втабл Для їх випробування була використана технологія рафінування і мікролегування розплаву в ційних обсягах і утворення надлишкових фаз Позитивний ефект дегідрогенізації сталі скандієм пояснюється утворенням термодинамічно міцних при температурах рідкого металу гідридів скандію типу SC2H4 с міцними ХІМІЧНИМИ зв'язками Sc - Sc за за рахунок 3d - електронів і Н- зс ~Н рахунок * 4s2 - електронів валентної оболонки скандію Запропонований компакт- матеріал можна одержати у вигляді безоболонкового виробу (наприклад, брикету), так і оболонкового типу (наприклад, порошковий дріт) Компакт - матеріали у виді брикетів 0 50мм і висотою 20мм одержували при тиску пресування 2 300 - 500 кг/см , ЩІЛЬНІСТЬ отриманих брикетів 2,5 3 3,0 г/см Виготовлення компакт - матеріалів оболонкового типу провадилося у вигляді порошкових дротів безпосереднім загортанням у трубку (жолобок) сталевої стрічки зі сталі 08КП (перетин 0,5 х 45мм), протяжки м через філ'єри (або прокатуванням роликами) з одночасним заповненням внутрішньої порожнини матеріалу заздалегідь підготовленими порошковими складами наповнювачів, фракцією s Змм Діаметр матеріалу 13мм Коефіцієнт заповнення 40 - 50% Витрата наповнювача Ікгл" сталі Наповнювачі одержували переплавом технічних ВІДХОДІВ оксидів скандію вуглекремнійтермічним засобом у графітовому тиглі індукційної печі по реакції Таблиця Матеріал Номер складу Вміст Вміст [Н], ррт у сталі Склад, мас % Si Sc [оС]розрах У KCV 40, МДж/м Ф, % сталі Са 3 позамежним складом 1 69 31 11 0,008 0,49 37,3 Запропонований 2 70 зо 6 0,010 0,75 62,6 -" 3 71 29 5 0,012 0,83 72,3 -" 4 72 28 6 0,010 0,74 69,4 -" 5 73 27 6 0,010 0,79 51,7 3 позамежним складом 6 74 26 9 0,007 0,53 35,6 Відомий 7 40 60 10 0,56 40,5 45633 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71