Дріт для позапічної обробки металургійних розплавів

1. Дріт для позапічної обробки металургійних розплавів, який складається із сталевої оболонки та порошкового заповнювача, що містить в собі кальцій та додатковий компонент, який відрізняється тим, що як додатковий компонент використано флюсовий матеріал із вмістом СаО ≥ 45,0 мас. %, SiO2 ≤ 15,0 мас. % і основністю (CaO/SiO2) ≥ 3,2, причому відношення між флюсовим матеріалом та кальцієм знаходиться в межах (0,2-3,2):1, 3 талургійних розплавів шляхом зміни складу заповнювача дроту, використанням в ньому в якості додаткового компоненту плавленої рафінувальної шлакової суміш та встановленням оптимального співвідношення між складовими частками дроту. Рішення цієї задачі дає змогу по мірі занурювання дроту в метал швидко утворювати в середині дроту однорідну розплавлену суміш з відносно високою температурою розплавлення (понад 1200°С), знизити температуру рідкого металу в локальній зоні взаємодії, синхронізувати процеси розплавленим утвореної в заповнювачі суміші та вивільнення її в розплав, охопити реакцією взаємодії кальцію з розплавом максимальний об'єм металу в ковші, підвищити ступінь десульфурації сталі, одночасно забезпечуючи модифікацію неметалевих включень, асимиляцію їх флюсовим матеріалом та швидке спливання в шлак. Це дозволяє значно підвищити ефективність використання кальцію, зменшити вміст неметалевих включень в сталі, знизити витрати дроту та загальні витрати при позапічній обробці, покращити якість готового металу. Суть корисної моделі полягає в тому, що в дроті для позапічної обробки металургійних розплавів, який складається із сталевої оболонки та порошкового заповнювача, що містить в собі кальцій та додатковий компонент, в якості додаткового компоненту використано флюсовий матеріал із вмістом СаО≥45,0мас.%, SiO2≤15,0мас.% і основністю (CaO/SiO2)≥3,2, причому відношення між флюсовим матеріалом та кальцієм знаходиться в межах (0,2-3,2):1, а співвідношення між складовими частками дроту встановлено наступним, мас.%: порошковий заповнювач 25-60 сталева оболонка 40-75. В якості флюсового матеріалу із вмістом СаО≥45,0мас.%, SiO2≤15,0мас.% і основністю (CaO/SiO2)≥3,2 можуть використовувати або плавлену рафінувальну шлакову суміш, яка додатково містить С, CaF2, AІ2O3, MgO, Р2О5, Na2O, K2O окремо або разом в любому сполученні та співвідношенні, або обпечений доломіт, або доломітизоване вапно. Товщина сталевої оболонки дроту може становити 0,50-0,75мм. Спільними з прототипом суттєвими ознаками є: - сталева оболонка; - порошковий заповнювач, що містить кальцій та додатковий компонент. Суттєвими ознаками, що відрізняються від прототипу, є: - в якості додаткового компоненту використано флюсовий матеріал із вмістом СаО 50,0мас.%, SiO23,0; - відношення між флюсовим матеріалом та кальцієм знаходиться в межах (0,2-3,2):1; - співвідношення між складовими частками дроту встановлено наступним, мас.%: порошковий заповнювач 25-60 сталева оболонка 40-75. Додатковими суттєвими ознаками є: - в якості флюсового матеріалу із вмістом СаО≥45,0мас.%, SiO2≤15,0мас.% і основністю (CaO/SiO2)>3,2 використовують або плавлену ра 54429 4 фінувальну шлакову суміш, яка додатково містить С, CaF2, АІ2О3, MgO, P2O5, Nа2О, К2О окремо або разом в любому сполученні та співвідношенні, або обпечений доломіт, або доломітизоване вапно; - товщина сталевої оболонки дроту становить 0,50-0,75мм. Наведені вище ознаки є необхідними й достатніми для всіх випадків, на які розповсюджується область застосування корисної моделі. Між суттєвими ознаками і технічним результатом - значним підвищенням ефективності використання кальцію, зменшенням вмісту неметалевих включень в сталі, зниженням витрат дроту та загальних витрат при позапічній обробці, покращенням якості готового металу - існує причиннонаслідковий зв'язок, який пояснюється наступним чином. Характерною особливістю флюсового матеріалу наведеного складу є його велика плинність та мала гігроскопічність. Велика плинність флюсового матеріалу дозволяє отримати однорідну механічну суміш порошків кальцію і флюсового матеріалу безпосередньо в процесі виробництва порошкового дроту шляхом заповнення жолобоподібного профілю металевої стрічки кальцієм і флюсовим матеріалом, які надходять з окремих бункерів. Другою особливістю флюсового матеріалу наведеного складу є відсутність в її складі компонентів, які розкладаються при високій температурі з виділенням газоподібних речовин, що значно знижує пилогазовиділення при обробці розплаву дротом, що заявляється. Ці властивості флюсового матеріалу наведеного складу дозволяють використовувати його в якості пасиватора кальцію з вирішенням поставленої технічної задачі. Крім того, флюсовий матеріал із вмістом СаО≥45,0мас.%, SiO2≤15,0мас.% і основністю (CaO/SiO2)≥3,2 сам є десульфуратором рідкої сталі й буде видаляти сірку з розплаву, підвищуючи ефективність використання кальцію. Використання цього флюсового матеріалу в складі дроту також дозволяє при обробці кальцієм одночасно з модифікацією неметалевих включень асимілювати їх, а також сульфіди, що в свою чергу буде стабільно забезпечувати їхнє спливання в шлак. Додаткова наявність в складі флюсового матеріалу С, CaF2, AI2O3, MgO, Р2О5, Na2O, K2O в зазначеній кількості сприяє найбільш ефективному перебіганню процесу десульфурації, асиміляції та видаленню неметалевих включень. По мірі занурювання дроту в рідкий метал (сталь) кальцій металевий всередині дроту розплавляється (температура розплавлення кальцію становить 851°С, температура випаровування - 1492°С), потім флюсовий матеріал також розплавляється (температура розплавлення флюсового матеріалу наведеного складу становить 1200-1250°С в залежності від конкретного хімічного складу), далі утворюється однорідна розплавлена суміш, що містить кальцій в рідкому вигляді, з відносно високою температурою розплавлення (понад 1200°С). В локальній зоні взаємодії з розплавом кальцій розчиняється, піддаючи модифікації всі неметалеві включення. В той же час флюсовий матеріал, маючи високу сульфідну ємність, забезпечує десульфурацію сталі, а такі властивості флюсового матеріалу як низька в'язкість, рідкоп 5 54429 линність, поверхневий та міжфазний натяги відповідні включенням, забезпечують асимиляцію модифікованих кальцієм неметалевих включень та утворених під час десульфурації сульфідів та швидке спливання їх в шлак. Визначене співвідношення між кількістю порошкового заповнювача та масою сталевої оболонки (25-60):(40-75), мас.% забезпечує необхідну жорсткість дроту для його введення на достатню глибину - в нижні шари металу в ковші з рідким металом, щоб увесь Ca встиг розплавитися й вивільнитися в рідку сталь в розплавленому стані, а реакцією взаємодії кальцію з розплавом був охоплений максимально можливий об'єм металу. Відхилення від цього співвідношення призводить з одного боку до того, що ще до розплавлення оболонки кальцій буде знаходитися у середині дроту у вигляді пари, що призведе до значного погіршення ефективності його використання, а з другого - до підвищених витрат дроту. Відношення між флюсовим матеріалом та кальцієм в межах (0,2-3,2):1 дозволяє синхронізувати в часі процеси утворення однорідної розплавленої суміші, що містить кальцій в рідкому вигляді, та вивільнення її в рідку сталь, не допускаючи утворення пари кальцію всередині дроту або вивільнення заповнювача в рідку сталь в твердому стані. При використанні такого дроту забезпечується значне підвищення ефективності використання кальцію, зменшення вмісту неметалевих включень в сталі, зниження витрат дроту та загальних витрат при позапічній обробці за рахунок зниження витрат дроту, покращення якості готового металу. Для оптимізації витрат дроту в якості флюсового матеріалу із вмістом СаО≥45,0мас.%, SiO2≤15,0мас.% і основністю (CaO/SiO2)≥3,2 можуть використовувати або плавлену рафінувальну шлакову суміш, яка додатково містить С, CaF2, АІ2О3, MgO, P2O5, Na2O, K2O окремо або разом в любому сполученні та співвідношенні, або обпечений доломіт, або доломітизоване вапно. Товщина сталевої оболонки дроту може становити 0,500,75мм. Таким чином, щоб значно підвищити ефективність використання кальцію, зменшити вміст неметалевих включень в сталі, знизити витрати дроту та загальні витрати при позапічній обробці, покращити якість готового металу необхідно використовувати дріт зі всіма вказаними співвідношеннями. Готують порошковий дріт наступним чином. Сталеву стрічку профілюють в жолобоподібну оболонку. Дозованими порціями з двох бункерів Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 заповнюють оболонку порошками флюсового матеріалу та металевого (гранульованого) кальцію у необхідній кількості, які рівномірно розподіляється по жолобу оболонки. Потім за допомогою роликових клітей обтискають оболонку і формують замок. Готовий дріт намотується на котушку і поставляється у відділення обробки сталі. На одному з металургійних комбінатів проведені випробування запропонованого дроту. Заповнення дроту Ø13мм-216г/м (металевим (гранульованим) кальцієм - 86г/м, флюсовим матеріалом (вміст СаО=52,0мас.%, SiO2=12,0мас.%, основність (CaO/SiO2)=4,33)-130г/м), відношення між флюсовим матеріалом і кальцієм в заповнювачі становило 1,5:1. Співвідношення між порошковим заповнювачем і сталевою оболонкою становило, мас.% 55:45. Дріт вводили за допомогою трайбапарату в стальківш на установці доводки металу після усереднювальної продувки під час виробництва сталі 1008 селект. Витрати дроту склали 150м на 130-т ківш (0,15кг Са/т сталі). Вміст кальцію в готовому металі (проба на МБЛЗ) в середньому становить 0,0030% (min-0,0025%, max0,0035%), ступінь засвоєння - 20% (min-16,7%, max-23,4%). Всі неметалеві включення глобуляризовано, вміст неметалевих включень в сталі становив 0,008%. Метал повністю розливався на МБЛЗ та мав підвищені ливарні та механічні властивості. На цьому ж комбінаті використовується також дріт із заповненням кальцієм та залізним порошком. Заповнення дроту Ø13мм-216г/м, (кальцію 86г/м, залізного порошку - сталевого дробу - 130 г/м), відношення між залізним порошком і кальцієм в заповнювачі становило 1,5:1, співвідношення між порошковим заповнювачем і сталевою оболонкою становило, мас.% 55:45. Витрати дроту для забезпечення такого ж вмісту кальцію в готовому металі склали 190м на 130-т ківш - були на 26,7% більшими. Вміст кальцію в готовому металі (проба на МБЛЗ) при цьому в середньому також становив 0,0030% (min-0,0015%, max-0,0035%), ступінь засвоєння - 15,7% (min-7,85%, max-19,4%), вміст неметалевих включень в сталі становив 0,032% - в 4 рази більшим, ніж при випробуванні дроту, що заявляється. Засвоєння кальцію було нестабільним, що іноді призводило до неповної глобуляризації неметалевих включень, що разом з великим вмістом неметалевих включень призводило до браку при розливанні металу на МБЛЗ та погіршенню якості готового металу. 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