Порошковий дротовий модифікатор

Порошковый проволочный модификатор, преимущественно используемый для литых слябов и листового проката, содержащий металлическую оболочку, порошковый наполнитель из кальция и алюминия, отлич а ю щ и й с я тем, что кальций и алюминий взяты в массовом соотношении 0,5...1,0. С > ю о CN Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к обработке стали при ее непрерывной разливке. Известно, что в металлургической промышленности кальций используется не только благодаря своему раскислительному и десул ьфурирующему действию, но и благодаря способности обрабатывать более стабильные недеформируемые сульфиды марганца и кальция и трансформировать вредные включения глинозема в менее вредные алюминаты кальция, которые при температуре выплавки стали находятся в жидком состоянии. Однако растворимость кальция очень мала, в чистом железе она составляет лишь 0,032%, температура кипения 1492°С. что значительно ниже обычных температур производства стали, а его плотность лишь 1,55 г/см3, что составляет 1/5 часть плотности стали. Все это приводит к уменьшению эффективности его ввода и ожидаемой степени использования. Для повышения степени усвоения кальция в мировой практике используются порошковые проволоки, содержащие в качестве наполнителя кальций, силикокальций, кальцийалюминиевые или другие сплавы кальция (п. fsfc 4671820 (США), з. ISfe 5624015 (Япония), з. ЕПВ (ЕР) № 006635). Однако и при применении этих порошковых проволок степень усвоения не превышает 10-20%, что является недостатком известного решения. В качестве прототипа взята кальцийсодержащая стальная проволока, имеющая со о 12969 став: 32% Са, 22% AI, остальное Fe; отношение Ca/AI - 1,5; состав наполнителя 60% Са, 40% AI (Дж. В.Робинсон. Обработка в ковше введением проволоки из металлического кальция, плакированного сталью. - "Инжек- 5 ционная металлургия, 83й. Труды конференции Пер. с англ. M.,s "Металлургия", 1988, с. 365378). Обработка стали этой проволокой, в зависимости от места ее ввода (ковш, центровую при сифонной разливке стали, в из- 10 ложницу), обеспечивает усвоение кальция в пределах 10-25%. Верхний предел относится к вводу кальция в центровую при сифонной разлив.се стали и в изложницу, нижний - в ковш. При расходе кальция в ковш 0,5 15 кг/т среднее содержание Са в стали 0.005%, степень усвоения 10%. Для эффективного использования кальция такая степень недостаточна и является недостатком данной проволоки. Аналогич- 20 ные результаты приведены и в других источниках (В.Карузо и др. Новое применение проволоки с сердечником в непрерывной разливке "Инжекционная металлургия 83". Труды конференции. Пер. с англ. М., "Метал- 25 лургия". 1986, с. 190-202). Ввод порошковой проволоки с силикокальцием в промковш МНЛЗ с расходом SiCa 0,3-0,8 кг/т дает концентрацию кальция в стали (10-17) * 10 %, степень усвоения 9-11%, что также является 30 недостаточным для эффективного использования кальция. Целью изобретения является улучшение качества слябов и листового проката за счет повышения раскисляющей и модифицирую- 35 щей способности кальция. Поставленная цель достигается тем, что порошковый проволочный модификатор для внепечной обработки стали при разливке со держит металлическую оболочку и наполни- 40 тель из кальция и алюминия с массовым соотношением друг к другу Са/Af = 0,5...1,0. В качестве кальцийсодержащего материала вместо кальция может использоваться силикокальций. 45 Состав наполнителя порошковой проволоки определен исходя из того, что конгруэнтноплавящиеся химические соединения сохраняются и в жидком состоянии при значительном перегреве (В.С.Судавцова, 50 Г.И.Баталии. Термодинамические свойства двойных расплавов системы Ca-Si(Sn). -Изв. АН СССР. Неорганические материалы, 1988, т.24, № 9, с. 1578-1580), что способствует повышению усвояемости химически ак- 55 тивных элементов за счет наличия сильной химической связи между компонентами сплава, так как при этом снижается активность и упругость пара кальция и повышается температура его испарения из металлического расплава. Повышение температуры испарения сплавов над точкой кипения чистого кальция (1492°С) зависит от типа химического соединения и его термодинамических характеристик. Соотношение Ca/AI = 0,5-1,0 установлено на основе известной диаграммы состояния Ca-AI. (М.Хансен, Е.Андерко. Структуры двойных сплавов. - Гос. научно-тгхн. изд. лит. по черн. и цветной металлургии, 1962, т.1, с.92), где единственным стабильным конгруэнтноплавящимся соединением является СаАІг, высокотемпературная область существования которого описывается отношением кальция к алюминию в пределах 0,5-1,0. При отклонении от указанного предела в ту или иную сторону согласно диаграмме состояния Са/А1 количество СаАІ2 значительно уменьшается, в случае известного состава наполнителя количество соединения СаАіг уменьшается вдвое. Новым в предлагаемом модификаторе является массовое соотношение компонентов наполнителя друг к другу Са/А1 *= =0,5...1,0. Проведенный патентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих кальций и алюминий в таком массовом соотношении, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый материал обладает существенными отличительными признаками. Реализация предлагаемого материала. Порошковая проволока 08 мм, содержащая кальций, алюминий или силикокальций и алюминий в различных весовых отношениях, изготавливалась на Днепропетровском экспериментально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗОМ). Составы порошковых наполнителей приведены в табл.1. Исследования по определению усвоения кальция и алюминия сталью проводили в промышленных условиях ККЦ МК "Азовсталь" при разливке серии плавок трубной стали 09Г28Т на двухручьевой криволинейной машине непрерывного литья заготовок. Порошковую проволоку вводили с помощью трайбаппарата в зону падающей струи металла из сталеразливочного ковша в приемную камеру промежуточного ковша с перегородками. Кальций и алюминий определяли спектральным анализом в твердых пробах, которые отбирали из кристаллизаторов при разливке стали. Результаты ввода порошковых проволочных модификаторов с различным массовым соотношением приведены в табл.2,3, из которых следует, что при с оотношении 12969 Ca/Al = 0,5...1,0 улучшается усвоение кальция и повышается качество слябов и листового прок ата. Самый эффективный результат получен при соотношении Са/А1 =0,75. Степень усвоения алюминия также увеличилась на 5-25%. Дополнительный ввод в сталь алюминия, а в случае применения си ликокальция и кремния, в составе наполнителя порошкового проволочного модификатора позволят сократить расход элементов раскислителя, а повышение степени усвоения кальция - снизить расход кальцийсодержащих лигатур при внепечной обработке металла. Т а бл иц а 1 наполнителя Са/А1 Са 40 45 50 55 57 60 67 70 30 50 70 80 90 100 90 80 65 100 AI 60 55 50 45 43 40 33 30 22 Прототип 123456 7 8 9* Процент образовавшегося СзАІ2 1,50 1.20 1.00 0.80 0,75 0,67 0,50 0.43 0,75 Содержание в смеси наполнителя ППМ, мае. % *Кальций в наполнителе содержится в виде SiCa марки СК-25. Т а бл и ц а 2 наполнителя * Прототип 123456 7 8 9** Расход наполнителя ППМ, кг/т Содержание в стали, мае. % Са AI Са AI Прирост содержания At, мас. % 0.500 0.110 0,150 0,120 0,120 0,130 0,170 0.100 0,120 0.345 0,130 0,150 0,144 0,162 0.195 0,340 0.250 0.162 0.005 0.001 0,002 0,002 0.003 0,002 0,002 0.001 0,003 0,056 0,046 0,047 0,049 0,052 0,052 0,057 0,052 0,051 0.016 0.006 0.007 0,009 0,012 0,012 0,017 0,012 0,011 Усвоение, % Са А! 10 1113 17 25 15 12 10 25 46 48 50 60 75 60 50 44 70 *Номер наполнителя соответствует номерам табл.1. **Кальций в наполнителе содержится в виде SICa марки СК-25. Расход Si - 0,230 кг/т. Усвоение SI - 90%, прирост содержания 0.020 мас.%. 8 12969 Таб лиц а 3 Резу льтаты обработки с тали 09Г2Б Т порошковым проволочным мод ификатором с наполнителем, с од ержащим кальций и алюминий, и ее качес тво Осевая зона, Содержание балл НБ, % наполнителя * Мех анические с войс тва (5 , % ав , МПа K CV-15^ м 1 2,0 0,35 605 22 1,0 2 3 4 1,5 1,5 1,0 0,3 610 625 630 5 6 0,5 23 23 23 25 24 24 22 25 1,2 1,35 1,4 1,5 1,4 1,3 1,1 1,5 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,1 1,0 1,5 7 8 2,0 0,5 9 630 630 620 610 630 * - номер наполнителя соответс тву ет номерам табл. 1. Таблица fsfc Лигату ра Цена 1 тн Расход лигатуры на 1 измельчен, т. с тали, тн лиг атуры, руб. до внедр. после Стоимос ть расх оду емой лиг ату ры на 1 тн стали, ру б. до внед р. 1 2 3 SlCa Са At Упоряд ник Замовлення 1024,35 1567,85 784,01 0,0020 0,00012 0,00016 2,055 0,19 0,13 Техред М.Моргентал 4092 Экономия в ру б. на тонну после внедрен. внедрен. Коректор Л .Філь Тираж Під писне Державне патентне від омс тво України, 254655, ГСП, К иїв-53, Л ьвівс ька пл., 8 відкрите акціонерне товарис тво " Патент", м. Ужгород, ву л. Гагаріна, 101 4 1,73