Компакт-матеріал для ківшевої обробки сталі

Реферат: UA 79395 U UA 79395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі чорної металургії, зокрема до ківшевої обробки сталі. Технологія ківшевої обробки сталі включає присадку феросплавів і лігатур для розкиснення і легування залізовуглецевих розплавів. Як присадні матеріали використовують бінарні сплави типу фероалюміній, феротитан, силікокальцій та ін., послідовне введення яких забезпечує комплексне розкиснення сталі. Однак, найбільша ефективність досягається при використанні комплексних сплавів [1, 2] у вигляді кускових або компактованих матеріалів (брикету, порошкових дротів), виробництво яких пов'язане з рядом технологічних труднощів при промисловому виробництві феросплавів. У зв'язку з цим інститут проблем матеріалознавства НАН України розробив науково-технологічні основи одержання синтетичних комплексних сплавів, що включають багатокомпонентні системи з шихтових матеріалів вторинної сировини - металевого брухту і кольорових металів. Інгредієнти, що утворюють хімічний склад сплаву - хімічні елементи, розрізняються на три категорії: матричні, легуючі і домішкові. Матричні елементи створюють базовий склад сплаву, визначають його природу і технологічні властивості в результаті структурно-хімічних перетворень в рідкому і твердому станах. Легуючі елементи покращують, тоді як домішкові елементи знижують фізико-хімічні та механічні властивості сплавів. У зв'язку з цим оптимізація складу сплаву полягає у приведенні раціональних масових співвідношень інгредієнтів, що забезпечують заданий рівень якості сплавів в межах марочного складу. Науковим методом оптимізації складів сплаву є розроблена авторами методика аналізу структурно-хімічного стану вихідних компонентів і проміжних фаз на полігональних діаграмах стану металургійних систем (метал, шлак), побудованих новим графоаналітичним методом [3]. Дана корисної моделі стосується компактованих матеріалів, що містять алюміній, титан, ванадій і залізо у вигляді порошкових сумішей для виготовлення брикетів або наповнювачівсердечників в сталевій оболонці. Для аналізу структурно-хімічного стану рідких і твердих сплавів фероалюмотитанованадію (тіферваналь) побудовані металеві потрійні діаграми Fe-V-Ті, Fe-V-Аl, Аl-V-Ті, що включають базові бінарні системи Fe-V, Fe-Ті, V-Ті, V-Аl, Ті-Аl та окисні діаграми FeO-V2O5, FeO-ТіО2, V2O5ТіО2 та ін., за допомогою яких визначено первинні проміжні фази, як реперні точки тріангуляції концентраційного поля потрійних діаграм. Первинними проміжними фазами бінарних металевих систем є хімічні сполуки інтерметаліди: монованадид заліза FeV, титаніди заліза - Fe2Ti і ванадид титану - VTi, алюмінідів ванадію, алюмінідів титану, на базі яких утворюються подвійні і потрійні сплави. В результаті тріангуляції потрійних систем F отримані чотири області концентраційного поля, що відповідають межам існування чотирьох типів сплавів: проміжні, сплави на основі ванадію, алюмінію та сплави на основі титану. Як найближчий аналог і прототип вибрані патенти України - порошкові дроти: № 37977 (С22С35/00, опубл 10.12.2008 p.), що містить (5-30)% Аl + (5-20)% Ті + Fe (інше), і № 88105 (С21С7/00, опубл. 10.09.2009 p.), що містить сплави ферованадію і фероалюмінію. В основу корисної моделі поставлена задача створення та оптимізації хімічного складу наповнювача, що містить сплави алюмінію, титану, заліза і ванадію або їх сплави феротитану, фероалюмінію, ферованадію, шляхом порівняльного аналізу структурно-хімічного стану металевих і шлакових фаз термодинамічної системи Fe-О-Аl-V-Ті для підвищення ефективності ківшевої обробки залізовуглецевих розплавів. Поставлена задача вирішується тим, що компакт-матеріал для ківшевої обробки сталі в сталевій оболонці заданого типорозміру з порошкоподібним наповнювачем, що містить алюміній, титан і залізо, згідно з корисною моделлю, додатково містить ванадій при співвідношенні інгредієнтів (мас. %): алюміній 20-40 титан 3-15 ванадій 30-60 залізо решта. Склад наповнювача відповідає складу складних інтерметалідів системи Fe-Аl-Ті-V при вмісті основних компонентів в пропорції Fe:Al:Ті:V=(1-2):(1-2):(0,5-1):(3-6). Як вихідні компоненти наповнювача використовують суміші металів заліза, алюмінію, титану, ванадію або їх сплави: фероалюміній (фераль), феротитан (феротин), ферованадій (ферован), фероалюмотитан (тифераль). Згідно з корисною моделлю ванадій використовують як додатковий компонент, а також використання сплавів додатково до фероалюмінію і ферованадію - феротитан, фероалюмотитан. 1 UA 79395 U 5 10 15 Природа сплавів фероалюмотитанованадію і його фізико-хімічні властивості залежать від співвідношення основних компонентів, що визначають конгруентний або евтектичний характер плавлення, відповідальний, зокрема, за термічну стабільність в рідкому і твердому станах. ТОВ "НВО Перспектива" виготовило дослідну партію дротяних компакт-матеріалів, що містять (мас. %): 30,0Аl+10,0Тi+50,0V+10,0Fe, для промислових випробувань в електросталеплавильному цеху ЗАТ "Азовелектросталь". При випуску металу в стальківш як 1,0 кг/т в сталі 20ГТФЛ отримано 0,02 % Аl+0,07 % Ті + 0,04 % V при угарі алюмінію - 30,0 %, титану ~ 30,0 %, ванадію ~ 20,0 % і збільшенні виходу рідкого металу на 0,1 кг/т, що дає економічний ефект до 20-30 % від вартості вихідних сплавів для суміші в наповнювачі. Джерела технічної інформації 1. Кнюпель Г., Раскисление и вакуумная обработка стали, часть 1. – М.: Металлургия, 1973 г. - С. 312. 2. Троцан А.И., Белов Б.Ф., Паренчук И.В., Новые синтетические сплавы вторичного алюминия для черной металлургии, Бизнес-мост, Промышленность и технологии № 8 (63)/2007, стр. 24-25. 3. Белов Б.Ф., Свідоцтво про державну реєстрацію прав автора на твір ПА № 2825 від 29.02.2000 р. (Б.Ф. Белов, А.I. Троцан, П.С. Харлашин, Ф.С. Крейденко). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Компакт-матеріал для ківшевої обробки сталі в сталевій оболонці заданого типорозміру з порошкоподібним наповнювачем, що містить алюміній, титан і залізо, який відрізняється тим, що додатково містить ванадій при співвідношенні інгредієнтів (мас. %): алюміній 20-40 титан 3-15 ванадій 30-60 залізо решта. 2. Компакт-матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що склад наповнювача відповідає складу складних інтерметалідів системи Fe-Аl-Ті-V при вмісті основних компонентів в пропорції Fe:Al:Ті:V=(1-2):(1-2):(0,5-1):(3-6). 3. Компакт-матеріал за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що як вихідні компоненти наповнювача використовують суміші металів заліза, алюмінію, титану, ванадію або їх сплави: фероалюміній (фераль), феротитан (феротин), ферованадій (ферован), фероалюмотитан (тифераль). 30 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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