Порошковий дріт для обробки рідкої сталі

Реферат: Порошковий дріт для обробки рідкої сталі, який складається з металевої оболонки і порошкового наповнювача, містить кальцій металевий, суміш залізовуглецевого порошку та матеріалу, що містить кальцію фторид. UA 79622 U (12) UA 79622 U UA 79622 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до чорної металургії, а саме до позапічної обробки рідкої сталі порошковими дротами з кальцієвмісними наповнювачами. Відомий порошковий дріт для обробки рідкої сталі присадки кальцієм ("Металл и литье Украины, 2000, № 1-2), який складається із сталевої оболонки та наповнювача з суміші силікокальцію і кальцію металевого в різному співвідношенні. Ведучими елементами такого наповнювача є кальцій та кремній, які з термодинамічних умов можуть утворювати досить міцні хімічні з'єднання, тим самим знижуючи активність кальцію, завдяки чому підвищується ступінь використання кальцію на взаємодію з рідкою сталлю. Але, не дивлячись на цілий ряд позитивних відмінностей такого дроту, його використання повністю виключається при обробці марок сталі з низьким вмістом кремнію. Найбільш близьким аналогом є порошковий дріт для позапічної обробки сталі з кальцієвмісним шлакометалевим наповнювачем, що складається з кальцію та фториду кальцію при масовому співвідношенні Ca/CaF2=0,4-0,6 (А.С. 1759536 від 20.12.90, Бюл. № 33 від 07.09.92). Такий порошковий дріт може застосуватися для обробки різних марок сталі без обмеження їх хімічного складу. При використанні такого порошкового дроту досягаються певні позитивні результати при обробці рідкої сталі з ціллю модифікування та рафінування розплаву. Проте він має цілий ряд недоліків. Застосування в наповнювачі тільки фториду кальцію не дає можливості використовувати інші дешеві та ефективні матеріали, що містять фторид кальцію. При вибраному співвідношенні компонентів більш вірогідне утворювання в наповнювачі термодинамічно міцного та активного хімічного з'єднання монофториду кальцію (Са+CaF2=2CaF), яке в більшій мірі може брати участь в процесах рафінування сталі зв'язуючи кисень та сірку. Але це знижує активність кальцію металевого, як модифікатора. Також в наповнювачі відсутній матеріал, який може регулювати нагрів наповнювача та стримувати утворення монофториду кальцію. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення порошкового дроту для обробки рідкої сталі кальцієм за рахунок зміни складу додаткового компонента наповнювача та загального співвідношення компонентів, що забезпечить, рівномірне наповнювання по довжині порошкового дроту в заданому співвідношенні компонентів, підвищення ефективності використання кальцію металевого в процесах модифікування, а також наповнювача в цілому в процесах рафінування рідкого металу і, як наслідок, скорочення витрат на позапічну обробку сталі, зниження піроефекту та викидів рідкого металу і шлаку при обробці порошковим дротом, що приведе до стабільності технологічного процесу позапічної обробки металу та підвищення стійкості ковшових вогнетривів, можливість використання дроту для обробки різних марок сталі. Вирішення задачі корисної моделі полягає в тому, що в порошковому дроті для обробки рідкої сталі, що складається з металевої оболонки і порошкового наповнювача, що містить кальцій металевий та додатковий компонент, як додатковий компонент використано суміш залізовуглецевого матеріалу та матеріалу, що містить кальцію фторид, при співвідношенні компонентів наповнювача, % мас.: кальцій металевий 20-60 суміш залізовуглецевого матеріалу та матеріалу, що містить кальцію фторид 40-80. Дольова частина залізовмісного матеріалу в суміші складає 0,03-0,97. А як матеріал, який містить кальцію фторид використовують плавиковий шпат (флюорит), концентрат плавикошпатовий, флюоритова руда, а як залізовуглецевий матеріал використовуються залізний порошок, сталевий, чавунний дріб, гранули, січка, сталевий дріт. Загальними істотними ознаками з аналогом є: - металева оболонка; - порошковий наповнювач, що містить кальцій металевий та додатковий компонент. Відмінними ознаками від аналога є: - використання як додаткового компонента наповнювача суміші залізовуглецевого матеріалу та матеріалу, що містить кальцію фторид; - співвідношення між компонентами наповнювача встановлене наступним, мас. %: кальцій металевий 20-60 суміш залізовуглецевого матеріалу та матеріалу, що містить кальцію фторид 35-80. 1 UA 79622 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, додатковою відмінною ознакою є: - використання як матеріалу, який містить кальцію фторид використовуються плавиковий шпат (флюорит), концентрат плавикошпатовий, флюоритова руда, а як залізовуглецевий матеріал використовують залізний порошок, сталевий, чавунний дріб, гранули, січка, сталевий дріт. Наведені ознаки є необхідними і достатніми для всіх випадків, на які поширюється сфера застосування корисної моделі. Між істотними ознаками і технічним результатом: забезпечення рівномірного наповнювання по довжині порошкового дроту в заданому співвідношенні компонентів, підвищення ефективності використання кальцію металевого в процесах модифікування, а також наповнювача в цілому в процесах рафінування рідкого металу і, як наслідок, скорочення витрат на позапічну обробку сталі, зниження піроефекту та викидів рідкого металу і шлаку при обробці порошковим дротом, що приведе до стабільності технологічного процесу позапічної обробки металу та підвищення стійкості ковшових вогнетривів, можливість використання дроту для обробки різних марок сталі - існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється таким чином. Використання доступного і дешевого шамотного матеріалу, що має більшу текучість і насипну вагу, забезпечує виробництво порошкового дроту з вищим і рівномірним заповненням по довжині дроту. Тому при введенні порошкового дроту в глибині розплаву не створюються локальні зони, які пересичені кальцієм або навпаки. Крім того, завдяки достатньої текучості шамотного матеріалу створюються кращі умови пасивування металевої частини наповнювача (кальцію металевого), що призводить до зниження інтенсивності пароутворення кальцію і розподілу його взаємодії з рідким металом за часом, а в цілому підвищенні ефективності цільового використання кальцію. Це приведе до, практично, виключення піроефекту та викидів рідкого металу і шлаку, безаварійності процесу обробки та підвищенню стійкості ковшових вогнетривів. В цілому скорочуються витрати порошкового дроту. Такий дріт може використовуватись, без обмежень, для обробки різних марок сталі, в тому числі з низьким вмістом кремнію та алюмінію. Вибране співвідношення між кальцієм металевим і сумішшю залізовуглецевого матеріалу з матеріалом, що містить кальцію фторид дозволяє синхронізувати і оптимізувати необхідний режим подачі дроту з вивільненням кальцію та його ефективним реагуванням з рідким металом. Зміна вказаних співвідношень між кальцієм металевим та додатковим компонентом в одному випадку призводить до зниження інтенсивності подачі кальцію на модифікування і, відповідно, перевитратам порошкового дроту, в іншому випадку може збільшуватися інтенсивність пароутворення кальцію, що приводить до збільшення піроефекту і скорочення взаємодії як наповнювача, так і кальцію з рідким металом. В результаті знижується ефективність процесів як модифікування, так і рафінування, що приводить до перевитрат дроту для досягнення необхідного результату. Використання механічної суміші залізовуглецевого матеріалу та матеріалу, що містить фторид кальцію дозволяє в конкретних умовах обробки рідкого металу регулювати в необхідній ступені процеси теплопередачі в системі рідкий метал - порошковий дріт, а також рівень нагріву наповнювача перед його вивільненням в розплав, ізолювати в необхідній мірі контакт частинок кальцію металевого та матеріалу, що містить кальцію фторид в наповнювачі і, тим самим стримувати утворення монофториду кальцію. В цілому це може забезпечити стабільність обробки рідкого металу, більшу ефективність цільового використання кальцію та наповнювача, тим самим знизити піроефект та викиди металу і шлаку, а також скоротити витрати на порошковий дріт. Крім того, використання дешевих матеріалів, що містять фторид кальцію, додатково позитивно впливають на витрати при обробці металу порошковим дротом, а також зменшити вірогідність контакту кальцію металевого та фториду кальцію. Застосування сталевого дроту як залізовуглецевого матеріалу підвищує вертикальну жорсткість дроту в розплаві, що дозволяє реагувати наповнювачу з більшою масою рідкого металу і досягти більш позитивних результатів. При виготовленні порошкового дроту, що заявляється, забезпечувалося стабільне і рівномірне наповнення по довжині дроту з заданим співвідношенням компонентів наповнювача. Порівняльні випробування порошкового дроту, що заявляється, і найближчого аналога проводились при позапічній обробці однієї і тієї ж марки сталі. При еквівалентних (по кальцію) витратах порівнюваних порошкових дротів вміст кальцію в металі на дослідних плавках знаходився на рівні 0,0017-0,0021 %, а з сталевим дротом - 0,0019-0,0022 %, а на порівняльних плавках - на рівні 0,0015-0,0019 %. Процес обробки металу дослідним дротом проходив спокійно без піроефекту та викидів металу і шлаку, що забезпечило безаварійність процесу обробки, навіть при підвищених швидкостях вводу дроту. Обробка металу порівняльним дротом 2 UA 79622 U супроводжувалася підвищеним піроефектом та випадками викидів металу і шлаку при необхідності обробки металу на верхньому режимі швидкості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Порошковий дріт для обробки рідкої сталі, який складається з металевої оболонки і порошкового наповнювача, що містить кальцій металевий та додатковий компонент, який відрізняється тим, що як додатковий компонент використовується суміш залізовуглецевого порошку та матеріалу, що містить кальцію фторид, при співвідношенні компонентів наповнювача, % мас.: кальцій металевий 20-60 суміш залізовуглецевого матеріалу та матеріалу, що містить кальцію фторид 40-80. 2. Порошковий дріт за п. 1, який відрізняється тим, що дольова частина залізовмісного матеріалу в суміші складає 0,03-0,97. 3. Порошковий дріт за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що як матеріал, який містить кальцію фторид, використовуються плавиковий шпат (флюорит), концентрат плавикошпатовий, флюоритова руда, а як залізовуглецевий матеріал використовуються залізний порошок, сталевий, чавунний дріб, гранули, січка, сталевий дріт. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 3