Плакований порошковий модифікатор

Планированный порошковый модификатор для обработки жидкой стали, сом^ржзщий стальную оболочку и порошковый кальцийсодержащий наполнитель, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что наполнитель дополнительно содержит бор, титан, алюминий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%1 Бор 4,0-6,0 Титан 17,0-22,0 Алюминий 32,0-37,0 Кальций 15.0-20,0 Железо 15,0-32,0 Целью настоящего изобретения является повышение Степани усвоения химически активных элементов, комплексное микролегирование и глубокое рафинирование металлических расплавов. Поставленная цель достигается тем, что плакированный порошковый модификатор состоящий из стальной оболочки и порошкового кальцийсодержащего наполнителя, дополнительно в наполнителе содержат бор, титан, алюминий, железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бор 4-6 Титан 17-22 Алюминий 32-37 Кальций 15-20 Железо 22-25 12971 Наполни тель может также с од ержать бор в вид е 20% -ного ферробора, титан - в вид е 68%-ного ферротитана, кальций - в ви де 30% -ного силикокальция. Сос тав плаки ро ва нн ог о п ор ош ко вог о м од и фик а тор а 5 выбран ис х од я из того, что феррос плавы, применяемые д ля обработки жидкой с тали, должны иметь температу ру начала крис тал лизации поряд ка 1400~ 1450°С. Такое ус ло вие вытекает из запас а тепла жидкой с тали, 10 температура которой на выпуске с ос тавляет 1580-1620°С. Поэтому с ос тав тугоплавких ферросплавов с выс ококипящими расплава ми, в час тнос ти ферробора и ферротитака, должны отвечать низкотемперату рной э в- 15 тектике или низкотемперату рным инконгру энтным интерметаллид ам, разлагающимися до точки плавления в тверд ом с ос тоянии. С другой с тороны, д ля повыш ения с тепени ус воения таких легколетуч их э лементов, как 20 кальций, пред почтительнее применять с о с тавы, отвечающ ие конгруэ нтноплавящимся его соед инениям, которые сох раняютс я и в жидком с ос тоянии при значительном пере греве и с пос обс твуют повыш ению с тепени 25 усвоения за с чет наличия х имическ ой связи межд у компонентами интерметаллид а, так как при э том с нижается активнос ть и у пру гос ть пара кальция и повышается темпера ту ра его ис парения из металличес кого 30 расплава (В. С.Судавцова. Т.Н.Б аталии. Тер мод инамические свойс тва д войных распла вов с ис темы Ca-S i-S n - Изв АН СССР Неорганические материалы. 1988, т. 24, № 9, с 1578-1580). 35 Из анализа д войных д иаграмм сос тояния Fe-Ti, Fe-B, Fe-A I и Ca-A I [ М. Ханс ен, Е.Андерко. Структуры двойных с плавов. Гос. науч. техн. изд.. 1962, с.91, 106.271, 769] следует, что в системе Fe-Ti эвтектика образует- 40 ся при 1085°Си68 мас.%, что соответс тву ет сос таву FeTi2. в сис теме Fe-B обнаружена э втектика при ~ 1400°С и ~ 30 мас. % В (с ос тав FeBz ), в с ис теме Fe-A I эвтектика при 1158°С и 50 мас.% AI (сос тав FeAlz), в сис те- 45 ме Са-А1 единс твенным с табильным конгруэнтноплавящимс я соед инением является СаАІ, образующееся при 1079°С и 57 мас.% AI. Поэтому в качес тве наполнителя был выбран сос тав, соответс твующий тройной эв- 50 тектике и конгруэ нтному с оед инению СзА Іг: {FeB + FeTi2 + FeAl2} + 2СаАІ2 Для с оответс твия выш епривед енному 55 составу наполнитель плакированной порош ково й п ров о лок и д о лж ен с од е ржа ть в мае,%, 4,6 В; 20,1 Т». 33.9АІ; 16.7 Са; 24.7 Fe. Исх одя из вышеизложенных принципов выбора сос тава наполнителя, облас ти гомоген нос ти с оединения СаА Іг, температур образования и сос тавов эвтектических сплавов содержание в смес и наполнителя менее 4 и более 6 мас.% бора, менее 17 и более 22 мас.% титана, менее 32 и более 37 мас. % алюминия, более 15 и менее 20 мас.% кальция нецелес ообразно, так как в э том случае состав наполнителя значительно отклоняется от облас тей сущес твования тройной э в тек тики и конг руэ нтного соед инения СаАіг, что в с вою очеред ь отрицательно скажетс я на с тепени усвоения перечис ленных химически активных э лементов металлическим расплавом (табл.1,2). Пред лагаемый сос тав наполнителя позволит провес ти комплекс ное микролегирова н и е и г лу б о к ое р а фи н и р о в а н и е металлического расплава такими х имически ак тивными э лементами, к ак кальций, алюминий, бор и титан. Кальций в металлургичес к ой промыш ленн ос ти ис по льзу е тс я не только как х орош ий раскис литель и д есу ль фуратор, но и благодаря своей способнос ти изменять природу оксид ов и су льфидов ос тавш их с я а зак рис таллизованн ой с та ли, микролегиру ет и очищает границы зерен от ох рупчивающих гетеро фазных выделений. Оптимальное комплекс ное микролегирование металлического расплава титаном, бором и алюмин ием, наряд у с кальцием, позволит ок азать положительное влияние на прочнос ть, плас тичнос ть, уд арну ю вязкос ть и д ругие с войс тва металла При выборе с ос тава наполнителя учитывалось также то, что с од ержание бора в с тали не д олжно превыш ать 0. 001-0. 003%. При у величении д обавк и выш е оп тима льной п роис х од и т ухудшение свойс тв с тали, ч то связано с выделением либо нитрид ов, либо крупных боридов по граням зерен (Стомах ин А. Я. К вопросу об оптимальном легировании стали нитрид ообразующ ими э лементами. - Изв. высш. учебн. завед. черн. мет., 1979, N5 1, с. 47-51). Новым в пред лагаемой заявке является сос тав наполнителя, сос тоящ ий (мас.% ) из: бора - 4-6, ти тана - 17 -22; а люмин ия 32-37;кальция - 15-20. железа - 22-25. Реализация пред лагаемого материала. Плак ированный порошковый моди фикатор (предс тавляющий с обой с тальну ю обол о чку и н ап о л н и те л ь , с од е рж ащ и й од нород ную смес ь у плотненных порошков бора, титана, алюминия, кальция, железа) изготовляли пос редс твом с ворачивания в тру бку (желобок ) с тальной ленты и протяж кой ее через фильеры (или прокаткой ролик ам и ) с од но вр ем е нн ы м з ап о лн е ни е м вну тренней полос ти проволоки заранее под 6 12971 готовленной порошкообразной шихтой требуемого состава (табл.1). Исследования по изучению действия вводимых лигатур (элементов) на сталь про- 5 водили в промышленных условиях кисло родно-конвертерного цеха МК "Азовсталь" при разливке серии плавок трубной стали 09(10) Г2БТ на двухручьевой МНЛЗ. Плаки рованный порошковый модификатор в виде 10 порошковой проволоки 08 мм вводили по направляющей трубе в жидкий металл промковша с помощью трайбаппарата. Для ана лиза содержания элементов отбирали пробы металла из кристаллизатора и в те ер- 15 дых пробах определяли спектральным и хи мическим методами. Слябы на стане 3600 прокатывали на листы, от которых отбира лись карты металла для изготовления образ цов на мехиспытания. 20 В качестве базового объекта принята технология получения непрерыанолитой стали на МК "Азовсталь". Результаты исследований и испытаний действия плакированных порошковых модификаторов на качество металла, содержания неметаллических включений и механические свойства листовой стали 09Г2БТ приведены в табл.1,2, из которой следует, что значительное улучшение многих показателей достигается при составах наполнителей 2-5, соответствующих заявляемому плакированному порошковому модификатору. Самый эффективный результат получен при применении наполнителя с составом Nfc 3 а мае. % Са-17, А!-34, Ti-20, B-5, Fe-24, соответствующего тройной эвтектике и конгруэнтному соединению {FeB2 + FeTl2 2СаАІ2. Таблица Состав наполнителя № Состав наполнителей, мае % Са AI Ті В Fe Расхо д наполнителей, кг/т Всего Са 1 2 22 в том числе AI Т! 1 Содерж. эл-тов в стали, мае % Са В AI ТІ В Fe ГО1 [ні. 3 см /100г 25 22 3 4 18 22 0,444 0.500 0,100 0.100 0,136 0,160 0,114 0.110 0.014 0.020 0 080 0.110 0,001 0.009 0.007 0,002 0,012 0,008 0.001 0.009 0,007 6,8 20 30 32 3 17 34 20 24 0.580 0.100 0,200 0,118 0,029 0,133 0.003 0,017 0.010 0.003 0.005 4,0 4 15 37 17 5 6 25 0,667 0.100 0,247 0 11 3 0.040 0.167 0.002 0,020 0,009 0,003 0,006 4.5 5 13 40 15 7 25 0.769 0,100 0,308 0,115 0,050 0.196 0,001 0,016 0.007 0.004 0,008 6,2 30 0,3301,000 0.1000,300 0,0010 0,0017 4,5 (прототип) го Сос тав наполнителя Са Степень усвоения эл-тов. %_ АІ Ті 1 2 10 20 66 3 4 В Содержание НВ. % Осевая ликвация, балл Расслой прок ата, % т э б л и ца 2 Механические свойс тва с тали KCV £7в . МПа V. % 15мдж м 50 0,036 0,022 2.0 1.0 2,0 '1,5 590 22 0,9 75 61 73 605 23 1,1 30 85 85 100 0,017 0,5 1,5 620 24 1,6 20 81 80 75 0.020 1,0 1,5 615 24 1,4 5 10 52 61 74 0.034 1,5 2.0 610 23 1,2 6 прототип 9-11 0,043 2.5 3,0 600 22 0.9 7 /J баз о вый I объек т 10 65 60 70 со 12971 Упорядник Замовлення Техред М.Моргентая 4092 Коректор Л.Ф иль Тираж Підписне Державн е патен тн е відомств о Україн и, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101