Компакт-матеріал

Компакт-матеріал з кальцієм, який відрізняється тим, що він додатково містить скандій при такому співвідношенні компонентів, мас % кальцій 80-83 скандій 17-20 Винахід належить до чорної металургії і може використовуватись для позапічної обробки сталі, зокрема для дегідрогенізації сталі Компакт-матеріал и на основі кальцію широко застосовують у металургії для забезпечення необхідного рівня властивостей сталі і сплавів Відомий компакт-матеріал із силікокальцієм, який підвищує ряд фізико-механічних властивостей сталі, але не забезпечує достатньо високий рівень якості металу (з № 3739155, ФРН, МКИ4 С21С1 /00, С22С1 /02, 1989 р ) Недоліком цього матеріалу є те, що силікокальцій пдратується при збереженні і транспортуванні і є джерелом водню при виробництві сталі Крім того, кремній, що міститься в його складі, придушує утворення твердих розчинів водню в залізі при кристалізації й охолодженні металу і тим самим сприяє утворенню дефектів типу флокенів Найбільше близьким до запропонованого матеріалу за технічною сутності і результатами, які досягаються, є компакт-матеріал, що містить кальцій і кремній у співвідношенні 1,5 1 (а с СРСР № 1696481, МКИ5 С21С1/00, С22С35/00.1991 р) Цей компакт-матеріал, має такі ж недоліки, що і наведений вище, він позитивно впливає на фізико-механічні властивості металу, проте для забезпечення високого рівня якості металу цей вплив потрібно значно підсилити за рахунок зниження концентрації водню в сталі Флокеностійкість сталі можна підсилити в результаті обробки рідкого роз плаву пдридоутворючими елементами, при цьому в залежності від термодинамічної МІЦНОСТІ гідридних фаз може відбуватися дегідрогенізація рідкого металу за рахунок утворення гідрооксидів у складі неметалевих включень, або за рахунок адсорбційного зв'язування водню й утворення твердих розчинів при кристалізації й охолодженні металу, що придушують дифузійну активність водню, відповідального за утворення дефектів типу флокенів У основу винаходу поставлена задача оптимізацм складу компакт-матеріалу, у якому за рахунок уведення нового компонента при визначеному співвідношенні досягається значне зниження концентрації водню в розплаві, що у свою чергу призводить до підвищення якості металу Поставлена задача досягається тим, що у запропонований компакт-матеріал із кальцієм, ВІДПОВІДНО до винаходу, додатково введений скандій при такому співвідношенні, мас % кальцій 80 - 83, скандій 17-20 Застосування скандію в складі компактматеріалу обумовлене тим, що він є одним із сильніших пдридоутворючих елементів , які впливають на флокеностійкість сталі Відсотковий вміст кальцію і скандію складено таким чином, щоб воно відповідало ПОДВІЙНІЙ евтектиці CasSc (81,6/18,4 мас %), яка утворюється при 700°С Ця евтектика є при нормальних умовах вологостійкою і не пдратується, на відміну від інших сполук кальцію, при збереженні і транспортуванні Дегідрогенізація О (О со (О 46360 сталі скандієм відбувається завдяки утворенню при температурах рідкого металу гідридів типу SC2H4 с міцними ХІМІЧНИМИ зв'язками Sc - Sc за рахунок 3d - електронів і Н - Sc - Н за рахунок 4s електронів валентної оболонки скандію Запропонований компакт-матеріал можна одержати як у вигляді безоболонкового виробу (наприклад, брикету), так і у виді оболонкового (наприклад, порошковий дріт) Компакт-матеріал у виді брикетів 0 50мм і висотою 20мм одержували при тиску пресування 300 - 500кг/см 2 , ЩІЛЬНІСТЬ отриманих брикетів 2,5 3,0р/см 3 У вигляді порошкових дротів компактматеріал и одержували безпосереднім загортанням у трубку (желобок) сталевої стрічки зі сталі 08КП (перетин 0,5 х 45мм), протяжки и 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 1 кгл" сталі Наповнювачі одержували переплавом технічних ВІДХОДІВ ОКСИДІВ скандію вуглетермічним засобом у графітовому тиглі індукційної печі по реакції Sc 2 O 3 + 10Са + 13С -> 2Ca 5 Sc + 13СО Для дослідно - промислових ІСПИТІВ були виготовлені декілька компакт - матеріалів із відомим і що заявляються складами, поданими в т а б л Для їхнього випробування була використана технологія рафінування і мікролегування розплаву в промислових умовах при розливанні серії плавок суднової сталі марки 09Г2С на двохструмковій криволінійній машині безупинного лиття заготівель Компакт - матеріал (порошковий дріт) вводили за допомогою траибапарату в зону падаючого струменя металу зісталерозливного ковша в приймальну камеру проміжного ковша з перегородками зі швидкістю 0,3 - 0,4 м/сек Ударна в'язкість І відносне звуження товстолистового прокату визначалися стандартними методами мехдосліджень за ГОСТами 9454-78 і 149773, ВІДПОВІДНО Визначення концентрацій водню в рідкій сталі були виконані за допомогою системи "Гидрис" Результати ІСПИТІВ наведені в табл Дослід 7 виконаний із використанням відомого компакт матеріалу, досліди 2 - 5 із використанням заявляемого матеріалу, у дослідах 1 і 6 використовувалися матеріали з позамежними складами 3 результатів ІСПИТІВ випливає, що найефективніший результат отриманий при використанні складу № 4, що відповідає ПОДВІЙНІЙ евтектиці CasSc Склади 2, 4, 5 також достатньо ефективні для дегідрогенізації сталі, тому що їх вмісти знаходяться поблизу евтектичної точки, а склади 1 і 6 малоефективно сприяють дегідрогенізації сталі Склад 7 також не впливає на флокеностійкість сталі Таблиця Склад, мас % Матеріал Номер складу Вміст [Н], р р т у сталі Si Sc KCV 4 o, Мдж/м 2 Са Ч>, % 3 позамежним складом 1 21 79 9 0,61 46,5 Запропонований 2 20 80 7 0,79 64,7 -" 3 19 81 5 0,85 73,7 -" 4 18 82 5 0,87 75,3 -" 5 17 83 6 0,78 63,4 3 позамежним складом 6 16 84 10 0,59 45,6 Відомий 7 40 60 10 0,56 40,5 Застосування заявляемого матеріалу дозволяє знизити вмісти водню з 10 р р т до 5 - 7 р р т і одержати економічний ефект за рахунок зниження часу противофлокенної обробки слябів від 24 до 36 годин, а також підвищення механічних властивостей металу 46360 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