Плакований порошковий модифікатор

УКРАЇНА (19) 15754 (13) С1 (5D5 В 22 D 11/10; С 21 С 7/00 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО т НА ВИНАХІД (54) ПЛАКОВАНИЙ ПОРОШКОВИЙ МОДИФІКАТОР 1 (20) 95320389, 30.08.93 (21)4936923/SU (22) 15.05.91 (24) 30.06.97 (46) 30.06.97. Бюл. ГФ З (56) 1. Патент Великобритании № 1585287, кл. С 21 С 7/00, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N* 4867465/02, кл. В 22 D 11/10. 27.03.91 (прототип). (72) Белов Борис Федорович, Троцан Анатолій Іванович, Гулига Дмітрій Володимирович, Сахно Валерій Олександрович, Крейденко ФІра Семенівна, Носоченко Олег Васильович, Куклев Валєнтін Гавріловіч (RU), Поживанов Михайло Олександрович, Губа Микола Борисович (73) Орендне підприємство "Металургійний комбінат "Азовсталь" (UA) (57) Плакированный порошковый модификатор, преимущественно для внепечной обработки чугуна, содержащий стальную оболочку и шлакометаллический наполнитель, о т л и * чающийся тем, что наполнитель содержит магний и хлористый магний при массовом их соотношении 0,22-0,28. С > Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к внепечной обработке чугуна. Известны способы внепечной обработки расплава металлов путем введения плакированных порошковых модификаторов. Эти модификаторы состоят из металлической оболочки и порошкового наполнителя и используются в основном для ввода в металл химически активных злементов. Наиболее широко плакированные порошковые модификаторы используются для ввода в расплав кальция и магния, обладающих высоким давлением пара, низкой растворимостью в жидком железе и высокой склонностью к окислению. В наполнителе эти металлы часто содержатся в виде смесей или сплавов с другими элементами. Известен модификатор, содержащий в качестве наполнителя магний и хлористый магний при массовом их соотношении Мд/МдСІ2-2,5. Степень десульфурации при использовании этого модификатора составляет всего 50%, что является явно недоста точным для полного протекания процессов рафинирования [1]. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является модификатор, содержащий в качестве наполнителя шлакометаллическую смесь кальция и хлористого кальция при массовом соотношении Са/СаС1г - 0,3...0,4 [2]. Эта смесь представляет собой гомогенную структурно разупорядоченную фазу с ненасыщенными валентными связями, которые насыщаются в процессе рафинирования с образованием стабильных фаз. Адсорбционная емкость этого наполнителя оценена по равновесному содержанию в нем вредных примесей и составляет 16,4% S и 9,6% О. Степень десульфурации достигает в этом случае 60%, что также является недостаточным для полного протекания процессов рафинирования. Кроме того, кальций, содержащийся в наполнителе модификатора, * имеет склонность к образованию в чугуне карбидных ел ел О 15754 фаз. что значительно снижает его десульфурирующую способность. Поэтому более предпочтительное применение для чугуна магнийсодержащего наполнителя, так как во-первых, склонность к образованию карбидов у магния меньше и, во-вторых, карбиды магния менее прочные соединения, чем карбиды кальция. Целью изобретения является повыше ние степени рафинирования чугуна за счет увеличения адсорбционной способности модификатора. Поставленная цель достига ется тем, что .плакированный порошковый модификатор, состоящий из металлической оболочки и шлакометаллического порошко вого наполнителя, содержит магний и хлори стый магний в массовом соотношении Mg/МдСІг - 0,22-0,28. Массовое соотноше ние Мд и МдСІг наполнителя выбрано со гласно теория активизированных шлаковых систем. Механизм рафинирования металла от вредных примесей (кислород и сера - х) представляется в виде следующей схемы: МдСІг + Мд -* МдгОг (1) МдгСІ2 + [Х] -*Мд2ХСІ2 (2) МдСІг + Мд + [X] -* МдгХСІг (3) При определенной температуре примесные элементы в виде свободных ионов (О и S'2) насыщают связи промежуточного комплекса CI-Mg:Mg-CI, имеющего два типа химической связи ионную (Cl-Mg) и ковалентную (Мд:Мд), при этом ковалентные связи трансформируются в ионные: СІМд:Мд-СІ+[Х] -• СІ-Мд-Х-Мд-СІ Адсорбционная емкость этого наполнителя составляет 21,2% серы в МдгБСІг и 11,8% кислорода в МдгОСІг, что значительно выше, чем в известном решении (16,4% S и 9,6%О). Теоретически при расходе наполнителя 1 кг на тонну чугуна содержание серы может снизиться на 0,021%, а кислорода 0,012%. Соотношение магния и хлористого магния 0,22-0,28 обусловлено тем, что если оно будет выше или ниже этого соотношения, то не будет полностью происходить химреакция (I) с образованием промежуточного ком* плекса CI-Mg:Mg-CI, в котором при рафинировании ковалентные связи транс5 формируются в ионные и адсорбционная емкость модификатора становится максимальной. Реализация предлагаемого материала. Плакированный порошковый модифика-* 10 тор (порошковая проволока 08,0 мм), содержащий магний и хлористый магний с , различными массовыми соотношениями (см. табл.) проходил испытание в промышленных условиях кислородно-конвертерно15 го цеха МК "Азовсталь" в миксерном отделении при разливке серии плавок чугуна из миксера в заливочный 350-ти тонный ковш. Плакированный порошковый модификатор вврдили с помощью трайбаппарата в 20 жидкий чугун со скоростью, обеспечивающей необходимый его расход. При вводе плакированного порошкового модификатора в жидкий чугун с оптимальным соотношением Mg/MgCb - 0,22-0,28 пылегазо25 выделений не наблюдалось. В результате опытно-промышленного испытания установлено, что ввод плакированного порошкового модификатора с магнием и хлористым магнием с массовым 30 соотношением 0,22-0,28, позволяет иметь наилучший результат по рафинирующему действию. Использование на МК "Азовсталь" предлагаемого плакированного порошкового мо35 дификатора с магнием и хлористым маг^ нием с соотношением 0,22-0,28, позволит получить экономический эффект около 0,64 руб/тонну чугуна за счет снижения расхода затрат, связанных с 40 десульфурацией стали в конвертере, при ее внепечной обработке УДМ. Помимо этого, значительно улучшится экология производства высококачественного чугуна для ответственных марок стали вслед45 стене уменьшения газопылевыделеняй. 15754 Содержание в смеси наполнителя, мае. % пп Мд МдСІг Отношение Содержание серы в чугуне, мемае. % талл/шлак до обработки после обра Степень десульфураЦии, % ботки 123456 прототип 7 аналог 17 18 20 22 23 50 Упорядник Замовлення 4199 83 82 80 78 77 20 0,20 0,22 0,25 0,28 0,30 0,3-0,4 2,5 Техред М.Моргентал 0,020 0,019 0,020 0,018 0,020 0,005 0,018-0,020 0,009 0,007 0,007 0,007 0,009 0,0020,003 0,0090,010 55 63 70 61 55 4060 50 Коректор О.Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101