Порошковий дріт для ківшевої обробки рідкого металу

Реферат: UA 83382 U UA 83382 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до чорної металургії, а саме до позапічної обробки сталі. Відоме застосування порошкових дротів з наповнювачами з мелених сплавів комплексних модифікаторів для обробки сталі, в т.ч. що містять кальцій, алюміній, титан. Проте, виплавка складних комплексних модифікаторів, особливо із заданим вмістом елементів в сплаві і малих обсягах, пов'язана з великими виробничими проблемами і значним подорожчанням продукції. Перспективнішим є використання порошкових дротів з комплексними наповнювачами з механічних сумішей мономатеріалів, простих феросплавів і лігатур, тих, що мають широке виробництво (см. патент України № 46356, С21С 7/00, опубл. 25.12.2009). Найбільш близьким за технічною суттю і ефектом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є порошковий дріт з наповнювачем на основі гранульованого алюмінію, титану і кальцію в співвідношенні основних компонентів наповнювача (мас. %): 15-30 кальцію, 10-30 титану, решта - алюміній (см. ПУ № 45938, С21С 7/00, опубл. 25.11.2003 p.) Використання такого дроту для позапічної обробки металу дозволяє вирішувати комплексні питання модифікування, мікролегування і коректування хімічного складу сталі за алюмінієм. Не дивлячись на те, що при використанні даного дроту досягнуті певні позитивні результати, він має ряд недоліків. Концентрація кальцію і титану в ливарних сталях, як правило, не відноситься в межах до 0,002 % Са і 0,01-0,02 Ті, тоді як алюміній є маркувальним елементом в межах до 0,05-0,07 %. Коригування марочного складу сталі по алюмінію порошковим дротом, що містить до 30 % Ті, призводить до утворення карбонітридів титану, що виділяються при кристалізації на межах зерен металу, що викликає відпускну крихкість і знижує ударну в'язкість [1]. На вимогу споживача до складу наповнювача включають магній, який підвищує ступінь десульфурації і знижує ціну забруднення сталі неметалевими включеннями. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення складу порошкового дроту для позапічної обробки металургійних розплавів з метою забезпечення необхідного рівня розкислювання, десульфурації, модифікування і здобуття заданого вмісту мікролегуючих елементів в сталі, гарантованого рівня службових властивостей металопродукції, зниження витрат на обробку сталі. Поставлена задача вирішується тим, що порошковий дріт для обробки рідкого металу, який складається з металевої (сталевої) оболонки та наповнювача, що містить механічну суміш алюмінію, кальцію і титану, згідно з корисною моделлю, вихідні компоненти наповнювача знаходяться в наступному співвідношенні (мас. %): кальцій 15 - 30 титан 3 - 15 алюміній залишок. Порошковий дріт, крім того, може додатково містити магній і/або його сплави. Загальними з прототипом істотними ознаками є: - металева оболонка; - наповнювач з алюмінію, титану і кальцію. Відмітною від прототипу істотною ознакою є скорочена витрата титану. Додатковими істотними ознаками є: - алюміній в наповнювачі знаходиться у вигляді сплавів алюмінію; - титан в наповнювачі знаходиться у вигляді феротитану, титану губчастого окремо або їх суміші в будь-якому співвідношенні, кальцій застосовують в гранулах і/або сплавах. Приведені істотні ознаки є необхідними і достатніми для всіх випадків, на які поширюється сфера застосування корисної моделі. Між істотними ознаками і технічним результатом забезпечення необхідного рівня розкислювання, модифікування і здобуття заданого вмісту мікролегуючих елементів в сталі, гарантованого рівня службових властивостей металопродукції, зниження витрат на обробку сталі - існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступним чином. Скорочена витрата в наповнювачі титану забезпечує ефективне комплексне розкислювання і мікролегування розплаву алюмінієм і титаном, виключає утворення меж зерен металу, що охрупчуються. Оптимальне співвідношення провідних елементів в наповнювачі вибране з аналізу діаграми алюміній-титан-кальцій і відповідає області існування інтерметалідів. Відомо, що ці з'єднання зберігаються і в рідкому стані і сприяють підвищенню міри засвоєння за рахунок наявності хімічного зв'язку між компонентами інтерметаліду, при цьому знижується активність і пружність пари кальцію, знижується піроефект. В результаті комплексної взаємодії інтерметаліда з розплавом досягається глибше розкислювання сталі і формування легкоплавких глобулярних оксидних комплексних включень, які адсорбуються покровним ківшевим шлаком. Вживання як алюмінію його сплавів розширює діапазон використовуваних і дешевих матеріалів. 1 UA 83382 U 5 10 15 20 25 Використання як титановмісного матеріалу феротитану, титану губчастого окремо або їх суміші дає ширші можливості в забезпеченні необхідного співвідношення провідних елементів наповнювача. Так, щоб значно збільшити розкислюючу і модифікуючу здатність наповнювача, отримати заданий вміст мікролегуючих елементів в сталі, забезпечити необхідний рівень службових властивостей металопродукції, зменшити витрати на обробку рідкого металу необхідно використовувати порошковий дріт з вказаними характеристиками. Пропонований порошковий дріт був випробуваний при виплавці ливарної сталі марки 20Л. Паралельно проводилася обробка сталі порошковим дротом за прототипом. Порошкові дроти вводилися в сталерозливний ківш після попереднього розкислювання металу фероалюмінієм на випуску. Проведено по десять порівняльних плавок. Аналіз проведених випробувань показав наступне. Розливання дослідних і порівняльних плавок проходила без зауважень. На дослідних плавках отриманий стабільніший в заданих вузьких межах вміст мікролегуючих елементів. Середній рівень ударної в'язкості на зразках металу на дослідних плавках був в 1,1-1,3 рази вище в порівнянні з прототипом. За характеристиками міцності весь дослідний метал пройшов атестацію, на порівняльному металі дві плавки не витримали випробувань через знижений вміст титану. Техніко-економічна ефективність пропонованого порошкового дроту полягає у вживанні поширених і дешевих матеріалів у складі наповнювача, підвищення ефективності комплексної дії наповнювача з рідким металом, гарантованого забезпечення необхідного рівня службових властивостей литої металопродукції і склала порядку 10 % в порівнянні з порошковим дротом за прототипом. Джерела технічної інформації 1. И.В. Рябчиков, А.Г. Панов, А.Э. Корниенко. О качественных характеристиках модификаторов. - Сталь, 2007. - № 6. - С. 18-22. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 1. Порошковий дріт для обробки рідкого металу, який складається з металевої (сталевої) оболонки та наповнювача, що містить механічну суміш алюмінію, кальцію і титану, який відрізняється тим, що вихідні компоненти наповнювача знаходяться в наступному співвідношенні (мас. %): кальцій 15-30 титан 3-15 алюміній залишок. 2. Порошковий дріт за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить магній і/або його сплави. Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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