Порошковий дріт для обробки рідкої сталі

Реферат: UA 80669 U UA 80669 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. Широке використання має порошковий дріт для присадки кальцію у металургійні розплави (Металл и литье Украины, 2000, № 1-2), який складається із сталевої оболонки та наповнювача з силікокальцію, або суміші силікокальцію і кальцію металевого в різному співвідношенні. Основою такого наповнювача являються кальцій та кремній, які термодинамічно можуть утворювати досить міцні хімічні з'єднання, завдяки чому підвищується ступінь використання кальцію та знижуються витрати порошкового дроту. Недоліком такого порошкового дроту є те, що він може використовуватись тільки для марок сталі в хімічному вмісті яких є кремній. Найбільш близькою за технічною суттю і отримуваним ефектом до того, що заявляється, є порошковий дріт для позапічної обробки сталі (патент на корисну модель № 16010), що складається із сталевої оболонки та порошкового наповнювача з механічної суміші кальцію металевого і алюмінію в співвідношенні: алюміній 55-80 кальцій 20-45 причому відношення між вмістом кальцію в заповнювачі і вмістом самого заповнювача в дроті складає величину 0,6 ... 1,2. При використанні такого порошкового дроту також може в наповнювачі утворюватись міцні хімічні з'єднання кальцію та алюмінію, що знижує активність кальцію, за рахунок чого досягаються певні позитивні результати по модифікуванню металевого розплаву. Проте він має цілий ряд недоліків. Використанні такого дроту не завжди можливе в повній мірі навіть для сталі з нормованим вмістом алюмінію, якщо його вміст перед обробкою порошковим дротом знаходиться на верхньому значенні. Крім того, при розвитку виробництва марок сталі з низьким вмістом не тільки кремнію, а також і алюмінію використання такого дроту повністю виключаться. В основу корисної моделі покладена задача вдосконалення порошкового дроту для обробки рідкої сталі кальцієм за рахунок зміни складу компонентів наповнювача та їх співвідношення, що забезпечить якісне та стабільне виготовлення порошкового дроту, рівномірне наповнювання по довжині порошкового дроту в заданому співвідношенні компонентів в наповнювачі, підвищення ефективності використання кальцію в процесах модифікування та рафінування при його взаємодії з рідким металом і, як слідство, скорочення витрат на позапічну обробку сталі, зниження піроефекту та викидів рідкого металу і шлаку при обробці порошковим дротом, що приведе до безаварійності технологічного процесу та підвищенню стійкості ковшових вогнетривів, можливість використання дроту для обробки різних марок сталі. Суть корисної моделі полягає в тому, що в порошковому дроті для обробки рідкої сталі, який складається з металевої оболонки і порошкового наповнювача, що містить кальцій та додатковий компонент, який відрізняється тим, що як додатковий компонент використовується шамотний матеріал, при співвідношенні компонентів наповнювача,% мас: кальцій 20-65 шамотний матеріал 35-80 Як матеріал, який містить кальцій, використовується кальцій металевий, силікокальцій або їхня суміш. Як додатковий компонент шамотний матеріал використовується в суміші з залізовуглецевим матеріалом (залізним і чавунним порошком, сталевим, чавунним дробом, гранулами або січкою) в будь-якому співвідношенні, причому шамотного матеріалу в суміші повинно бути не менш 2 %. Загальними з прототипом ознаками є: - металева оболонка; - порошковий наповнювач, що містить кальцій металевий та додатковий компонент. Відмінними ознаками від прототипу є: - використання як додаткового компоненту наповнювача шамотного матеріалу; - співвідношення між компонентами наповнювача встановлене наступним, мас.%: кальцій 20-65 шамотний матеріал 35-80 Крім того, додатковою відмінною ознакою є: - використання як матеріалу, який містить кальцій, кальцію металевого, силікокальція або їх суміші; - використання як додаткового компонента наповнювача шамотного матеріалу в суміші з залізовуглецевим матеріалом, в якості якого може використовуватись залізний порошок, сталевий, чавунний дріб, гранули або січка, причому шамотного матеріалу в суміші повинно бути не менш 2 %. 1 UA 80669 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Приведені ознаки є необхідними і достатніми для всіх випадків, на які поширюється сфера застосування корисної моделі. Між істотними ознаками і технічним результатом: забезпечення якісного та стабільного виготовлення порошкового дроту, рівномірного наповнювання по довжині порошкового дроту в заданому співвідношенні компонентів в наповнювачі, підвищення ефективності використання кальцію в процесах модифікування та рафінування при його взаємодії з рідким металом і, як слідство, скорочення витрат на позапічну обробку сталі, зниження піроефекту та викидів рідкого металу і шлаку при обробці порошковим дротом, що приведе до безаварійності технологічного процесу та підвищенню стійкості ковшових вогнетривів, можливість використання дроту для обробки різних марок сталі - існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється таким чином. Вживання 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. В якості шамотного матеріалу, в основі якого знаходяться оксиди алюмінію і кремнію з різними обов'язково присутніми домішками, можуть використовуватись фракціоновані матеріали первинного вогнетривкого виробництва, або його відходи, в тому числі бій шамотних виробів після його використання в металургії. Вибране співвідношення між кальцієм і шамотним матеріалом дозволяє синхронізувати і оптимізувати необхідний режим подачі дроту з визволенням кальцію та його ефективним реагуванням з рідким металом. При цьому процес обробки Зміна вказаних співвідношень між кальцієм та шамотним матеріалом в одному випадку призводить до зниження інтенсивності подачі кальцію на модифікування і, відповідно, перевитратам порошкового дроту, в іншому випадку збільшується інтенсивність пароутворення кальцію, що приводить до збільшення піроефекту і скороченню взаємодії наповнювача з металом. В результаті знижується ефективність процесів як модифікування, так і рафінування, що приводить до перевитрат дроту для досягнення необхідного результату. Крім того використання як додаткового компонента наповнювача механічної суміші шамотного матеріалу та залізовуглецевого матеріалу 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 визволенням в розплав, що може забезпечити більшу ефективність цільового використання кальцію. 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 прийнятого за прототип проводились при позапічній обробці однієї і тієї ж марки сталі на якій можливе використання зрівняльного дроту. При еквівалентних (по кальцію) витратах порівнюваних порошкових дротів вміст кальцію в металі на дослідних плавках знаходився на рівні 0,0017 - 0,0021 %, а на порівняльних плавках на рівні 0,0012 - 0,0016 %. Процес обробки металу дослідним дротом проходив спокійно без піроефекту та викидів металу і шлаку, що забезпечило безаварійність процесу обробки та стійкість ковшових вогнетривів. Обробка металу порівняльним дротом супроводжувалася підвищеним піроефектом та випадками викидів металу і шлаку. Крім того на окремих плавках, що не входили в порівняння, з високим вмістом алюмінію в сталі до обробки неможливо було ввести необхідну кількість порівняльного дроту. Це приводило до ливарних проблем на МНЛЗ. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Порошковий дріт для обробки рідкої сталі, який складається з металевої оболонки і порошкового наповнювача, що містить кальцій та додатковий компонент, який відрізняється тим, що як додатковий компонент використовується шамотний матеріал, при співвідношенні компонентів наповнювача, % мас.: кальцій 20-65 2 UA 80669 U 5 шамотний матеріал 35-80 2. Порошковий дріт за п. 1, який відрізняється тим, що як матеріал, який містить кальцій, використовується кальцій металевий, силікокальцій або їхня суміш. 3. Порошковий дріт за п. 1, який відрізняється тим, що як додатковий компонент шамотний матеріал використовується в суміші з залізовуглецевим матеріалом (залізним і чавунним порошком, сталевим, чавунним дробом, гранулами або січкою) в будь-якому співвідношенні, причому шамотного матеріалу в суміші повинно бути не менш 2 %. Комп’ютерна верстка С. Чулій 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