Дріт для присадки магнію у розплави на основі заліза

1 Дріт для присадки магнію у розплави на основі заліза, який складається з металевої оболонки і порошкового заповнювача, що містить магній, який відрізняється тим, що магній до складу заповнювача вводять у вигляді сплаву на основі системи магніи-алюмінш, який містить 5 25% алюмінію, а вміст магнію у складі дроту становить 10 35% 2 Дріт за п 1, який відрізняється тим, що порошковий заповнювач дроту додатково містить інертну добавку при співвідношенні до магнійалюмшієвого сплаву (1,5 4,0) 1 3 Дріт за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що як інертну добавку використовують обпечений доломіт або ставролитовий концентрат, або плавиковий шпат, або карбід кремнію, або шлакову суміш із вмістом СаО > 30,0% і основністю 3,0 Винахід відноситься до галузі чорної металурги, зокрема до позапічної десульфурацм чавуну порошкоподібними реагентами Відомий порошковий дріт для позапічної обробки чавуну, який складається з металевої оболонки товщиною менше 1мм, заповненої металевим магнієм [Патент США №4205981, опубліковано 03 06 1980р] Цей дріт не може бути ефективно використаний для обробки чавуну в умовах металургійних підприємств з наступних причин Магній має температуру випаровування 1107°С, а тиск пари магнію при температурах позапічної обробки рідкого чавуну (1250 - 1450°С) становить 2,8 10,6атм Тому знаходячись в складі дроту в чистому вигляді, магній швидко та бурхливо випаровується, залишаючи розплав у вигляді дуже великих бульбашок пари або навіть безперервного струменя Все це супроводжується піроефектом та надмірним пилогазовиділенням над ковшом і призводить до дуже низького ступеня використання магнію на десульфураціюта підвищеним витратам дроту вано 15 06 1991 р ] При його використанні відбувається глибинна пасивація магнію інертною добавкою - обпеченим доломітом, що дає можливість стримувати швидкість випаровування магнію та зменшити КІЛЬКІСТЬ пари магнію, яка надходить у розплав Але цей дріт також не забезпечує ефективного використання поданого у метал магнію При вказаному складі заповнювача дроту магній надходить у метал, що обробляється, у вигляді безперервного струменя пари, дроблення якого на окремі бульбашки відбувається у об'ємі металу У цих умовах розмір бульбашок пари магнію, що виникають у металі, визначається тільки величиною міжфазного натягу на межі поділу пари магнію з чавуном Великий розмір виникаючих при цьому бульбашок приводить до того, що під час руху до поверхні розплаву основна частина магнію не може бути витрачена при протіканні реакції десульфурацм Не прореагувавша пара магнію згорає у атмосфері над ковшом, що супроводжується утворенням великої КІЛЬКОСТІ пилегазових викидів Крім того, значна частина магнію в розплаві витрачається на протікання ХІМІЧНИХ реакцій з киснем та азотом, вміст кожного з яких в чавуні становить 0,006 - 0,012% Все це значно погіршує ступінь використання магнію і також призводить до підвищених витрат дроту Найбільш близьким по технічній суті та досягаемому ефекту до заявляемого є дріт для присадки магнію у розплаві на основі заліза, який складається з металевої оболонки і порошкового заповнювача, що містить механічну суміш 20 - 40% порошку магнію та 80 - 60% обпеченого доломіту [Авторське свідоцтво СРСР №1655996, опубліко В основу заявляемого винаходу поставлена задача удосконалити дріт для присадки магнію у ю (О ю 56524 розплави на основі заліза шляхом зміни складу заповнювача дроту і використанням в ньому магнію не в чистому вигляді, а у вигляді сплаву з алюмінієм та встановленням оптимальних співвідношень і визначених залежностей як між складовими частками заповнювача, так і всього дроту в цілому Рішення цієї задачі дає змогу по мірі надходження дроту в рідкий чавун значно знизити швидкість та інтенсивність випаровування магнію, зменшити розмір бульбашок пари магнію та перешкодити його взаємодії з киснем та азотом, розчинених в чавуні Це дозволить підвищити ступінь використання магнію, забезпечити стабільно високий рівень десульфурації, знизити витрати дроту та значно покращити екологію при позавічній обробці чавуну Суть винаходу полягає в тому, що в дроті для присадки магнію у розплави на основі заліза, який складається з металевої оболонки і порошкового заповнювача, що містить магній, магній до складу заповнювача вводять у вигляді сплаву на основі системи магній - алюміній, який містить 5 - 25% алюмінію, а вміст магнію у складі дроту становить 10 - 35% Дріт може додатково містити в порошковому заповнювачі інертну добавку при співвідношенні до магнійалюмшієвого сплаву(1,5 - 4,0) 1 В якості інертної добавки може використовуватися обпечений доломіт, або ставролитовий концентрат, або плавиковий шпат, або карбід кремнію, або шлакова суміш із вмістом СаО > 30,0% і основніс™(CaO/SiO2) > 3,0 Спільними З прототипом суттєвими ознаками заявляемого винаходу є такі металева оболонка, порошковий заповнювач, що містить магній ВІДМІННИМИ ВІД прототипу суттєвими ознаками заявляемого винаходу є такі магній до складу заповнювача вводять у вигляді сплаву на основі системи магній - алюміній, який містить 5 - 25% алюмінію, вміст магнію у складі дроту становить 10 35% Додатковими ознаками винаходу є такі використання в порошковому заповнювачі дроту інертної добавки при співвідношенні до магнійалюмшієвого сплаву(1,5 - 4,0) 1, використання в якості інертної добавки обпеченого доломіту, або ставролитового концентрату, або плавикового шпату, або карбіду кремнію, або шлакової суміші зі вмістом СаО > 30,0% і основніс™(CaO/SiO2) > 3,0 Наведені ВІДМІННІ ознаки є необхідними й достатніми для всіх випадків, на котрі розповсюджується об'єм правового захисту винаходу Між сукупністю суттєвих ознак заявляемого винаходу та досягаємим технічним результатом підвищенням ступеня використання магнію, забезпеченням стабільно високого рівня десульфурації, зниженням витрат дроту та значним покращенням екології при позапічній обробці чавуну - є причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступним чином Використання в складі заповнювача магнію у сплаві з алюмінієм дозволяє по мірі надходження дроту в рідкий чавун значно знизити швидкість та інтенсивність випаровування магнію, зменшити розмір бульбашок пари магнію та пере шкодити його взаємодії в зоні реакції з киснем та азотом, розчинених в чавуні В локальній зоні взаємодії спочатку відбувається хімічна реакція між алюмінієм та киснем і азотом(ізобарний потенціал (AGT°) ЦИХ реакцій має більш мінусову величину ніж реакцій між магнієм та киснем і азотом), а потім в цій зоні магній частково розчиняється, а частково утворюються маленькі бульбашки пари магнію, які піднімаючись вгору взаємодіють з сіркою і виносять сульфід магнію в шлак Розчинений в чавуні магній також реагує з сіркою, а продукти реакції бульбашки пари магнію виносять в шлак Процес обробки чавуну перебігає спокійно, без викидів та барботажу Все це дозволяє значно підвищити ступінь використання магнію на десульфурацію, зменшуючи пилогазоутворення Вказаний вміст алюмінію у магнійалюмшієвому сплаві обумовлений тим, що якщо його буде менш, ніж 5%, не буде забезпечуватися достатній ступінь зниження тиску пари магнію і зменшення вмісту кисню та азоту в локальній зоні, а якщо вміст алюмінію перевищить 25%, це призведе до підвищених питомих витрат магнію на обробку і, ВІДПОВІДНО дроту Вміст магнію в складі дроту більш, ніж 35% призведе до надмірної інтенсивності його випаровування та зниженню ступеня використання При вмісту магнію в дроті менш, ніж 10% затрати на десульфурацію значно підвищаться Дріт може містити в складі заповнювачу інертну добавку при співвідношенні до магнійалюмінієвого сплаву(1,5 4,0) 1 При такому співвідношенні додатково забезпечується глибинна пасивація магнію і підвищується ступінь його використання В якості інертної добавки можливо використовувати обпечений доломіт, або ставролитовий концентрат, або плавиковий шпат, або карбід кремнію, або шлакову суміш зі вмістом СаО > 30,0% і ocHOBHicno(CaO/SiC2) > 3,0 Проведений аналіз показав, що заявляємий винахід має новизну та винахідницький рівень й саме зазначена сукупність суттєвих ознак забезпечує технічний результат - стабільно високий рівень десульфурації чавуну при низьких витратах магнію й поліпшення екологічного оточення Готують порошковий дріт наступним чином Металеву стрічку профілюють в жолобоподібну оболонку Дозованими порціями з бункеру заповнюють оболонку порошком магнійалюмінієвого сплаву, який рівномірно розподіляється по жолобу оболонки Якщо в складі дроту присутня інертна добавка, то використовують два бункери Потім за допомогою роликових клітей обтискають оболонку і формують замок Готовий дріт намотується на котушку і поставляється у відділення обробки чавуну На одному з металургійних підприємств проведено випробування заявляемого дроту На установку десульфурації чавуну/УДЧ/ подається рідкий чавун в чавуновозних ковшах, які встановлюються на постановочні місця під обробку Порошковий дріт з заповненням магнійалюмінієвим сплавом(10% алюмінію) та ставролитовим концентратом вводиться за допомогою трайбапарату в рідкий чавун з необхідною швидкістю Вміст магнію у складі дроту становить 15%, співвідношення між ставролитовим концентратом та магнійалюмшіє 5 56524 6 вим сплавом складає 2,0 1 Проведено 10 оброобробки чавуну перебігав спокійно, без викидів та бок Початковий вміст сірки в чавуні(Зп) в середбарботажу При використанні в таких же умовах ньому становив 0,030%, кінцевий(Зк) - 0,005%, дроту, виготовленого по способу прототипа кінцевитрати MamiHD(qMg) склали О.^бкгл" Ступінь виковий вміст сірки склав 0,015%, а ступінь викорисристання магнію на десульфурацію тання магнію на десульфурацію - 45,6%, причому 0 76(Sn-Sk)-1000, п процес обробки супроводжувався піроефектом та Тдо/ к ( мд = ) складає /ь/о процес надмірним пилогазовиділенням УМд Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24