Порошковий дріт для мікролегування залізовуглецевих розплавів

Реферат: UA 74694 U UA 74694 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до чорної металургії, а саме до позапічної обробки металургійних розплавів порошкоподібними матеріалами. Найбільш близьким за технічною суттю і за ефектом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є порошковий дріт для присадки ванадію в металургійний розплав (см. Патент України на корисну модель № 36615, С21С7/00, опубл. 05.09.2008 p.), що складається з металевої оболонки і порошкового наповнювача зі сплаву ванадію і заліза, який відрізняється тим, що наповнювач додатково містить алюмінієвмісний матеріал, що забезпечує концентрацію загального алюмінію в наповнювачі в межах 1,5-6,0 %. Слід зазначити, що відповідно ДСТ 27130 назви "ферованадій" і "сплав ванадію і заліза" є аналогами і позначають той самий феросплав. Даний порошковий дріт вибраний як прототип. Під час присадки ванадію в металургійний розплав порошковим дротом з наповнювачем з ферованадію досягається більш високе засвоєння ванадію в порівнянні з кусковими матеріалами, однак рівень засвоєння ванадію (82-98 %), що одержується, не дозволяє надійно отримувати вміст ванадію в сталі у вузьких заданих межах, ближче до нижнього значення марочного складу сталі й, відповідно, зменшити витрати на обробку сталі. Це пов'язане з наступним. Ферованадій містить оксидні ванадійвмісні неметалічні включення в кількості від 0,1 до 0,3 %, а під час тривалого зберігання кускового ферованадію сплав енергійно адсорбує вологу повітря, у результаті чого вміст кисню в ньому може додатково збільшитися до 0,6-1,0 %. [Структура и качество промышленных ферросплавов и лигатур, Гасик Л.Н., Игнатьев B.C., Гасик М.Н. "Техніка", 1975, с. 99-101]. У меленому ферованадії вміст кисню може скласти ще більшу величину. Відомо, що температура плавлення ферованадію з вмістом ванадію 40-55 % становить 1470-1570 °C, а високовідсоткового ферованадію (80 % V) становить 1690-1770 °C. Отже, під час обробки сталі порошковим дротом наповнювач із ферованадію переходить у розплав у твердому виді. Тому використання алюмінію, що міститься в різних марках ферованадію в межах від 0 до 1,5-4 % і перебуває у твердому розчині або в складі і інтерметалідних з'єднань для зв'язування кисню й відновлення ванадію в наповнювачі, кінетично важко, незважаючи на його значно більшу спорідненість до кисню в порівнянні з ванадієм, а при його низькому вмісту, близькому до 0 %, з киснем, що перебуває в наповнювачі, в основному буде реагувати ванадій. Тому під час обробки сталі порошковим дротом з наповнювачем з ферованадію частина ванадію буде переходити в розплав у вигляді оксиду ванадію, що знижує ефективність і стабільність використання ванадію для легування сталі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення порошкового дроту для присадки ванадію в металургійний розплав шляхом додаткового введення до складу наповнювача алюмінійвмісного матеріалу, що забезпечує регламентований вміст загального алюмінію в наповнювачі на рівні 20-40 % і додатково (15-30) % кальцію. Регламентований вміст алюмінію гарантовано блокує взаємодію ванадію з киснем і стабілізує використання ванадію за прямим призначенням - легування сталі. Крім того, наявність у наповнювачі вільного алюмінію, що має значно меншу температуру плавлення, ніж ферованадій, додатково забезпечує зв'язування кисню, що є в наповнювачі, й відновлення ванадію. Ці процеси будуть протікати вже всередині порошкового дроту під час його введення в металургійний розплав і нагріванні наповнювача. Розв'язання цього завдання дозволить більш ефективно використовувати ванадій для легування сталі, стабілізувати його засвоєння на високому рівні і надійно одержувати вміст ванадію в сталі у вузьких заданих межах, ближче до нижнього значення марочного складу, зменшити витрати на обробку сталі. Крім того, кальцій з алюмінієм при заданих співвідношеннях створює стабільні інтерметаліди, що існують в рідкому стані, що збільшує ступінь засвоєння кальцію і час його життя для реалізації структурнохімічних реакцій утворення глобулярних неметалевих включень на основі алюмінатів кальцію типу 2СаОАl2О3 - первинної проміжної фази в системі вапно глинозем. Поставлена задача вирішується тим, що порошковий дріт для мікролегування залізовуглецевих розплавів алюмінієм і ванадієм, що відрізняється тим, що додатково містить кальцій при співвідношенні інгредієнтів (мас. %): алюміній 20 - 40 ванадій 40 - 55 кальцій 15 - 30 залізо решта. Порошкоподібні компоненти наповнювача містять металеві алюміній, кальцій і ферованадій за ГОСТ 27130. Співвідношення компонентів V:(Al+Ca)=(l, 0-1,5): 1. 1 UA 74694 U 5 10 Спільними ознаками з прототипом є наявність в якості компонентів наповнювача порошкового дроту ферованадію і алюмінію. Відмінними ознаками є кальцій - додатковий інгредієнт наповнювача. Як позитивні технічні показники, крім високого ступеня засвоєння ванадію (до 100 %) і глобулярізації неметалевих включень - глинозему і силікатів, істотно підвищується ступінь засвоєння кальцію до 40 % проти (10-15 %) при використанні чистого кальцію. Між суттєвими ознаками і технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, висока ступінь засвоєння легуючих елементів і глобулярізація неметалевих включень є основою ресурсозбереження в сталеливарному виробництві та високої якості металопродукції. Порошковий дріт діаметром 13 мм, що містить патентовані компоненти ФВд80, металеві алюміній і кальцій, був використаний для ковшової обробки електросталі типу 20 ГФЛ з розрахунку 1 кг дроту на 1 т сталі. В результаті обробки ступінь засвоєння легуючих елементів склала: ванадію - 98 % (0,015 %), алюмінію - 70 % (0,05 %), кальцію - 30 % (0,003 %), де в дужках концентрація хімічних елементів в готовій сталі. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 1. Порошковий дріт для мікролегування залізовуглецевих розплавів алюмінієм і ванадієм, який відрізняється тим, що додатково містить кальцій при співвідношенні інгредієнтів (мас. %): алюміній 20-40 ванадій 40-55 кальцій 15-30 залізо решта. 2. Порошковий дріт за п. 1, який відрізняється тим, що порошкоподібні компоненти наповнювача містять металеві алюміній, кальцій і ферованадій за ГОСТ 27130. 3. Порошковий дріт за пп. 1-2, відрізняється тим, що співвідношення V : Al  Ca  10  15 : 1. , , Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2