RU169359U1

RU169359U1 - Combined Injection Wire

Info

Publication number: RU169359U1
Application number: RU2015153314U
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Неретин; Арам Михайлович Караханянц
Original assignee: Александр Алексеевич Неретин; Арам Михайлович Караханянц
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-03-15

Abstract

Полезная модель относится к черной металлургии, а именно к инжекционным проволокам для обработки чугуна и стали. Технический результат заключается в высокой эффективности активных реагентов инжекционной проволоки при внепечной обработке металлургических расплавов. Для достижения технического результата инжекционная проволока содержит комбинированный наполнитель, расположенный внутри стальной оболочки, причем наполнитель имеет в своем составе несколько реагентов и как минимум один из реагентов имеет форму монолитной проволоки.The utility model relates to ferrous metallurgy, namely, injection wires for the treatment of cast iron and steel. The technical result consists in the high efficiency of the active reagents of the injection wire during out-of-furnace processing of metallurgical melts. To achieve a technical result, the injection wire contains a combined filler located inside the steel shell, the filler having several reagents and at least one of the reagents is in the form of a monolithic wire.

Description

Заявленное техническое решение относится к черной металлургии, в частности к инжекционным проволокам для обработки стали и чугуна. Данные проволоки вводятся в расплав с помощью специального инжекционного оборудования с целью его рафинирования, а также модифицирования неметаллических включений и состоят из стальной оболочки и наполнителя, при этом наполнитель находится внутри замкнутого объема, образуемого оболочкой.The claimed technical solution relates to ferrous metallurgy, in particular to injection wires for processing steel and cast iron. These wires are introduced into the melt using special injection equipment for the purpose of refining it, as well as modifying non-metallic inclusions and consist of a steel shell and a filler, while the filler is inside a closed volume formed by the shell.

Различные виды инжекционных проволок для обработки металлургических расплавов известны достаточно длительное время, а их основное назначение состоит в том, чтобы вводить в расплав строго необходимое количество требуемых реагентов. Стальная оболочка инжекционной проволоки служит, в том числе и для того, чтобы доставлять реагенты в расплав посредством инжекционного оборудования [1]. Потребительские же свойства инжекционных проволок определяются конструкцией (дизайном) и качественными характеристиками наполнителя.Various types of injection wires for processing metallurgical melts have been known for quite a long time, and their main purpose is to introduce into the melt the strictly required amount of the required reagents. The steel sheath of the injection wire serves, inter alia, to deliver reagents to the melt by means of injection equipment [1]. Consumer properties of injection wires are determined by the design (design) and quality characteristics of the filler.

Из существующего уровня техники известна инжекционная проволока, состоящая из стальной оболочки и наполнителя, причем наполнитель состоит из двух и более порошковых реагентов [2], расположенных внутри замкнутого объема, образуемого оболочкой. Данное техническое решение имеет ряд существенных недостатков, основные среди которых:An injection wire consisting of a steel sheath and a filler is known from the prior art, the filler consisting of two or more powder reagents [2] located inside a closed volume formed by the sheath. This technical solution has several significant drawbacks, the main ones of which are:

- неравномерный химический состав наполнителя по длине проволоки. При физическом смешении двух и более реагентов и проведении с наполнителем дальнейших технологических операций, таких как транспортировка, дозировка и других, происходит расслоение реагентов в объеме наполнителя вследствие их различного гранулометрического состава и плотности, что, в конечном счете, отрицательно сказывается на потребительских характеристиках и эффективности применения инжекционной проволоки;- uneven chemical composition of the filler along the length of the wire. When physically mixing two or more reagents and carrying out further technological operations with the filler, such as transportation, dosage and others, the reagents are stratified in the volume of the filler due to their different particle size distribution and density, which ultimately negatively affects consumer characteristics and efficiency injection wire applications;

- низкая плотность наполнителя. При изготовлении инжекционной проволоки порошковый наполнитель уплотняется как правило до 60-75% своей физической плотности, в результате чего во внутреннем объеме проволоки имеются микрообъемы - пустоты, заполненные воздухом. Со временем, при взаимодействии воздуха с наполнителем, например при хранении проволоки, происходит снижение качественных характеристик активных реагентов, входящих в состав порошкового наполнителя, в частности, за счет реакций окисления между находящимся в микропустотах кислородом воздуха. Это приводит к тому, что потребители инжекционных проволок, особенно с активными реагентами, должны ограничивать сроки их хранения и применения;- low density filler. In the manufacture of injection wire, the powder filler is usually compacted up to 60-75% of its physical density, as a result of which there are microvolumes in the inner volume of the wire - voids filled with air. Over time, during the interaction of air with the filler, for example, during storage of the wire, the qualitative characteristics of the active reagents that make up the powder filler decrease, in particular, due to oxidation reactions between the oxygen in the microvoids. This leads to the fact that consumers of injection wires, especially with active reagents, must limit their storage and use;

- дополнительные затраты при изготовлении инжекционной проволоки, направленные на снижение активности кислорода в объеме наполнителя. С этой целью дозировку порошкового наполнителя ведут в атмосфере инертного газа, в результате чего микропустоты наполнителя имеют пониженную концентрацию воздуха и снижается скорость реакции взаимодействия активных реагентов с кислородом.- additional costs in the manufacture of injection wire, aimed at reducing the activity of oxygen in the volume of the filler. To this end, the dosage of the powder filler is carried out in an inert gas atmosphere, as a result of which the filler microvoids have a reduced air concentration and the reaction rate of the interaction of the active reagents with oxygen is reduced.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является инжекционная проволока, содержащая наполнитель из двух порошковых реагентов, причем первый порошковый реагент размещен в осевой зоне и заключен в промежуточную металлическую оболочку, а второй порошковый реагент расположен в кольцевой зоне между промежуточной и внешней оболочкой инжекционной проволоки [3]. При этом осевая зона преимущественно содержит наиболее активные, по сродству к кислороду, реагенты.The closest in technical essence to the claimed technical solution is an injection wire containing a filler of two powder reagents, the first powder reagent placed in the axial zone and enclosed in an intermediate metal shell, and the second powder reagent located in the annular zone between the intermediate and outer shell of the injection wire [3]. In this case, the axial zone mainly contains the most active reagents according to their affinity for oxygen.

Такое устройство инжекционной проволоки обеспечивает относительную защиту активного и легкоплавкого реагента, например кальция или его сплава, от взаимодействия его с кислородом воздуха, находящегося в микропустотах наполнителя, позволяет равномерно распределять активный реагент в объеме инжекционной проволоки, а также увеличивает жизненный цикл проволоки в результате более позднего ее расплавления в жидкой стали. Данное обстоятельство положительно сказывается на эффективности обработки стали, так как реагенты взаимодействуют с расплавом в глубине ковша.Such an injection wire device provides relative protection of the active and low-melting reagent, for example calcium or its alloy, from its interaction with oxygen in the micro-voids of the filler, allows even distribution of the active reagent in the volume of the injection wire, and also increases the life cycle of the wire as a result of a later its melting in liquid steel. This fact has a positive effect on the efficiency of steel processing, since the reagents interact with the melt in the depths of the bucket.

Однако данное техническое решение имеет также ряд существенных недостатков, в частности:However, this technical solution also has a number of significant drawbacks, in particular:

- порошковый наполнитель, содержащий активные реагенты, например кальций или его сплавы, имеет развитую удельную поверхность;- a powder filler containing active reagents, such as calcium or its alloys, has a developed specific surface area;

- активные реагенты, входящие в состав порошкового наполнителя, имеют повышенное содержание кислорода и азота на своей поверхности;- the active reagents that make up the powder filler have a high content of oxygen and nitrogen on their surface;

- закатка активных реагентов в промежуточную металлическую оболочку, расположенную внутри инжекционной проволоки, является весьма затратной технологической операцией.- rolling the active reagents into the intermediate metal sheath located inside the injection wire is a very expensive technological operation.

Назначение заявленного технического решения заключается в сохранении качественных характеристик активных реагентов, равномерном их распределении по длине инжекционной проволоки, а также в повышении эффективности обработки металлургических расплавов активными реагентами.The purpose of the claimed technical solution is to maintain the qualitative characteristics of the active reagents, their uniform distribution along the length of the injection wire, as well as to increase the efficiency of processing metallurgical melts with active reagents.

Данная задача решается за счет того, что инжекционная проволока состоит из стальной оболочки и расположенного внутри нее комбинированного наполнителя имеющем в своем составе несколько реагентов, один из которых является порошковым и как минимум один из реагентов имеет форму монолитной проволоки, причем реагент в виде монолитной проволоки расположен внутри порошкового реагента по центру сечения и на одной оси инжекционной проволоки. Наполнитель комбинированной инжекционной проволоки может состоять из имеющих более высокую температуру плавления порошковых реагентов, таких как кремний или кремний - барийсодержащие сплавы или плавиковый шпат с размером частиц до 2,5 мм и из активных, легкоплавких реагентов, таких как кальций, магний и их сплавы. Диаметр комбинированной инжекционной проволоки может составлять 11-18 мм, а отношение диаметров комбинированной инжекционной и монолитной проволок может находиться в диапазоне 1:2,1-3,6.This problem is solved due to the fact that the injection wire consists of a steel sheath and a combined filler located inside it containing several reagents, one of which is powder and at least one of the reagents has the form of a monolithic wire, and the reagent in the form of a monolithic wire is located inside the reagent powder in the center of the cross section and on the same axis of the injection wire. The filler of a combined injection wire may consist of powder reagents having a higher melting point, such as silicon or silicon - barium-containing alloys or fluorspar with a particle size of up to 2.5 mm, and active, low-melting reagents such as calcium, magnesium and their alloys. The diameter of the combined injection wire can be 11-18 mm, and the ratio of the diameters of the combined injection and monolithic wires can be in the range 1: 2.1-3.6.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение потребительских характеристик комбинированной инжекционной проволоки за счет использования активных реагентов в виде монолитной проволоки, а также высокая эффективность активных реагентов при рафинировании металлургических расплавов, модифицировании неметаллических включений и повышении чистоты стали.The technical result provided by the given set of features is to improve the consumer characteristics of the combined injection wire through the use of active reagents in the form of a monolithic wire, as well as the high efficiency of the active reagents when refining metallurgical melts, modifying non-metallic inclusions and increasing the purity of steel.

Устройство комбинированной инжекционной проволоки в ее поперечном разрезе представлено на фигуре.The device of the combined injection wire in its cross section is shown in the figure.

Комбинированная инжекционная проволока включает стальную оболочку 1 толщиной S, внутри замкнутого объема которой находится наполнитель 2, состоящий из порошкового реагента 3, например ферросилиция, и активного реагента в форме монолитной проволоки 4, например из металлического кальция [4]. Края стальной оболочки соединены с помощью фальцевого замка 5, высота которого равна 4S. Отношение диаметров комбинированной инжекционной и монолитной проволок обеспечивает оптимальный объем для заполнения его порошковым реагентом 3. Необходимое количество порошкового реагента 3, например ферросилиция, имеющего температуру плавления около 1300°С, обеспечивает более позднее расплавление легкоплавкого реагента в форме проволоки 4 в нижних горизонтах ковша. Данная конструкция позволяет использовать стальную ленту толщиной S, равной 0,3-0,6 мм, при этом фальцевый замок 5, конструктивно расположен внутри объема, заполняемого порошковым реагентом 3 и не оказывает негативного влияния на потребительские свойства комбинированной инжекционной проволоки. Комбинированная инжекционная проволока может быть смотана в бунты, размеры которых наряду с диаметром проволоки определяют ее длину.Combined injection wire includes a steel sheath 1 of thickness S, inside the closed volume of which there is a filler 2, consisting of a powder reagent 3, for example ferrosilicon, and an active reagent in the form of a monolithic wire 4, for example, of calcium metal [4]. The edges of the steel shell are connected using a folding lock 5, the height of which is 4S. The ratio of the diameters of the combined injection and monolithic wires provides the optimum volume for filling it with powder reagent 3. The required amount of powder reagent 3, for example ferrosilicon, having a melting point of about 1300 ° C, provides later melting of the low-melting reagent in the form of wire 4 in the lower horizons of the bucket. This design allows the use of steel tape with a thickness of S equal to 0.3-0.6 mm, while the rebate lock 5 is structurally located inside the volume filled with powder reagent 3 and does not adversely affect the consumer properties of the combined injection wire. Combined injection wire can be wound into riots, the dimensions of which, along with the diameter of the wire, determine its length.

Полезная модель работает следующим образом. Стационарно комбинированная инжекционная проволока находится в форме бунта, один конец которой заправлен в тянущий механизм инжекционной машины. Перед разливкой, после завершения основных технологических операций, сталь обрабатывается кальцийсодержащими реагентами. В этом случае на пульте управления инжекционной машины программируются длина и скорость ввода проволоки, затем включается привод и проволока по направляющей проводке инжектируется в ковш. Результаты применения комбинированной инжекционной проволоки и их сравнение представлены в таблице 1.The utility model works as follows. The stationary combined injection wire is in the form of a riot, one end of which is tucked into the pulling mechanism of the injection machine. Before casting, after completion of the basic technological operations, the steel is treated with calcium-containing reagents. In this case, the length and speed of the wire entry are programmed on the control panel of the injection machine, then the drive is turned on and the wire is injected into the bucket along the guide wire. The results of the use of a combined injection wire and their comparison are presented in table 1.

Из таблицы видно, что обусловленная новизной конструкции, эффективность рафинирования стали комбинированной инжекционной проволокой выше, чем у прототипа практически в четыре раза.The table shows that due to the novelty of the design, the efficiency of steel refining with a combined injection wire is almost four times higher than that of the prototype.

[1] М.В. Дзудза "Анализ видов металлургической порошковой проволоки", Известия ВУЗов. Серия Машиностроение. №5, 2011.[1] M.V. Dzudza "Analysis of the types of metallurgical cored wire", Izvestiya VUZov. Series Engineering. No. 5, 2011.

[2] DE 102006048028 В3 2008.03.27[2] DE 102006048028 B3 2008.03.27

[3] FR 2610331[3] FR 2610331

[4] RU 2152834[4] RU 2152834

Claims

1. Injection wire for processing metallurgical melts, consisting of a steel sheath and a combined filler located inside it, consisting of powder reagents having a higher melting point, and a low-melting and oxygen-reactive reactant, characterized in that it is low-melting and active in affinity to oxygen, the reagent in the form of a monolithic wire is located inside the powder filler in the center of the injection wire.

2. The injection wire according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameters of the monolithic and injection wires is in the range of 1: 2.1-3.6.

3. The injection wire according to claim 1, characterized in that the powder filler reagents are selected from the group consisting of silicon, silicon-barium-containing alloy or fluorspar.

4. The injection wire according to claim 1, characterized in that the monolithic wire is made of calcium, magnesium or calcium-magnesium alloy.

5. The injection wire according to claim 1, characterized in that the reactants of the powder filler have a particle size of not more than 2.5 mm

6. The injection wire according to claim 1, characterized in that the diameter of the injection wire is 11-18 mm