RU2011685C1

RU2011685C1 - Method of producing refining calcium additive wire

Info

Publication number: RU2011685C1
Application number: RU93002936/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Неретин; Юрий Прохорович Кутузов; Вадим Леонидович Бережной; Валентин Алексеевич Глинкин
Original assignee: Александр Алексеевич Неретин; Юрий Прохорович Кутузов; Вадим Леонидович Бережной; Валентин Алексеевич Глинкин
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: manufacture of refining calcium additive. SUBSTANCE: refining calcium additive wire of unlimited length was manufactured by pressing blank of distilled calcium in two steps, that is, by drawing at least 7 in the first step and up to 270 in the second one. Deformation temperature was maintained in the first step within 0.3 to 0.45 and within 0.25 to 0.35 of calcium melting point in the second step. Desired product was also manufactured by deformation from cast blank under conditions involved in the similar second step processing of blanks prepared from druse. EFFECT: more advanced technique.

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для рафинирования и модифицирования черных металлов на основе железа. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used for refining and modifying ferrous metals based on iron.

Кальций и рафинирующие добавки на его основе вводятся в жидкий металл для придания специальных свойств сплавам на основе железа. Calcium and refining additives based on it are introduced into liquid metal to impart special properties to iron-based alloys.

Низкая плотность, пониженная температура испарения и плохая растворимость кальция затрудняют его применение при выплавке стали и других металлургических расплавов. Поэтому вследствие ограниченной растворимости кальция в железе и высокой упругости паров кальция при температуре жидкой стали, определенную концентрацию кальция в стали можно получить лишь в том случае, если реагент, содержащий кальций, вводится в жидкую сталь непосредственно при ее затвердевании. Кальциевые присадки вводятся в жидкий металл в различных видах, в том числе в виде проволоки, что позволяет автоматизировать трудоемкие процессы загрузки лигатуры, снизить ее расход, повысить качество выплавляемого металла. Low density, low evaporation temperature and poor solubility of calcium make it difficult to use in the smelting of steel and other metallurgical melts. Therefore, due to the limited solubility of calcium in iron and the high elasticity of calcium vapors at the temperature of liquid steel, a certain concentration of calcium in steel can be obtained only if the reagent containing calcium is introduced into liquid steel directly when it hardens. Calcium additives are introduced into the liquid metal in various forms, including in the form of a wire, which allows automating the labor-intensive processes of loading the ligature, reducing its consumption, and improving the quality of the smelted metal.

Pазработано много технологических приемов по вводу кальция и содержащих кальций материалов в металлургические расплавы с использованием разного вида рафинирующих добавок. Many technological methods have been developed for introducing calcium and calcium-containing materials into metallurgical melts using various types of refining additives.

Известен способ производства присадочного материала в форме проволоки, состоящей из стальной оболочки и сердечника из порошкообразных добавок SiCa или СаС₂, включающий непрерывное поступление стальное ленты в гибочные ролики, где ей придается U-образная форма. В образовавшийся желоб непрерывно подается порошок SiCa или CaC₂. Затем U-образный желоб формируется в трубку со взаимным перекрытием сторон, после чего трубка обжимается еще раз с целью усиления перекрытия и уплотнения содержащегося в нем порошка.A known method for the production of filler material in the form of a wire, consisting of a steel sheath and a core of powdered additives SiCa or CaC ₂ , including the continuous flow of steel tape into the bending rollers, where it is given a U-shape. SiCa or CaC ₂ powder is continuously fed into the formed trough. Then the U-shaped groove is formed into a tube with mutual overlapping of the sides, after which the tube is crimped again in order to strengthen the overlap and seal the powder contained in it.

Но получаемый таким образом присадочный материал имеет низкий коэффициент заполнения порошкообразными добавками (для легких добавок, таких как кальций и его соединения, коэффициент заполнения не превышает 30-40% ), что приводит к увеличению необходимой для рафинирования длины проволоки и, как следствие, к увеличению продолжительности обработки металлургических расплавов. Кроме того, в промышленных условиях ограничены возможности контроля качества такого вида присадочного материала. But the filler material obtained in this way has a low fill factor for powder additives (for light additives such as calcium and its compounds, the fill factor does not exceed 30-40%), which leads to an increase in the length of wire required for refining and, as a consequence, to an increase the duration of the processing of metallurgical melts. In addition, under industrial conditions, the quality control of this type of filler material is limited.

Известен способ производства присадочного материала в форме прутка для обработки металлургических расплавов. Поставленная цель достигается тем, что металлическую трубку, например из стали, нагревают и вводят в нее расплав, температура плавления которого ниже температуры плавления металла, из которого сделана трубка. Расплав содержит реакционноспособный металл, например магний. Затем трубку охлаждают с целью затвердевания расплава. A known method of producing filler material in the form of a rod for processing metallurgical melts. This goal is achieved by the fact that a metal tube, for example of steel, is heated and a melt is introduced into it, the melting temperature of which is lower than the melting temperature of the metal of which the tube is made. The melt contains a reactive metal, for example magnesium. Then the tube is cooled in order to solidify the melt.

Однако присадочный материал, изготовленный по данному способу, имеет ограниченную длину и узкий спектр реакционноспособных материалов (металлов и сплавов), которые могут быть введены в трубку подобным образом, что резко сужает область дальнейшего применения этого присадочного материала. However, the filler material manufactured by this method has a limited length and a narrow range of reactive materials (metals and alloys) that can be introduced into the tube in a similar way, which drastically narrows the scope of further application of this filler material.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления рафинирующей добавки из кальция для обработки металлургических расплавов, включающий прессование заготовки, состоящей из алюминиевого наконечника, изготовленного из проволоки длиной 5-30 мм и порошкового кальция. Closest to the proposed technical essence is a method of manufacturing a refining additive from calcium for processing metallurgical melts, comprising pressing a workpiece consisting of an aluminum tip made of wire 5-30 mm long and calcium powder.

Осуществление данного способа предусматривает наличие трудоемких операций изготовления измельченной фракции кальция в виде порошка или стружки и загрузки ее в контейнер для прессования. К тому же прессование кальциевого материала в измельченном виде не гарантирует получение проволоки без разрывов, особенной тонкой, диаметром менее 8 мм, то есть не обеспечивает требуемое качество присадки. Длина проволоки, полученной по указанному способу, регламентируется объемом загруженного в контейнер материала. The implementation of this method involves the presence of laborious operations for the manufacture of crushed calcium fractions in the form of powder or chips and loading it into a pressing container. In addition, the pressing of the calcium material in powdered form does not guarantee the production of wire without breaks, especially thin, with a diameter of less than 8 mm, that is, it does not provide the required quality of the additive. The length of the wire obtained by the specified method is governed by the volume of material loaded into the container.

Целью изобретения является создание способа изготовления рафинирующей добавки из кальция в форме проволоки неограниченной длины, обеспечивающего высокое качество добавки и характеризующегося одновременно простотой ее изготовления за счет исключения трудоемких операций по измельчению кальция и загрузки его в контейнер. The aim of the invention is to provide a method for the manufacture of refining additives from calcium in the form of a wire of unlimited length, providing high quality additives and characterized by the simplicity of its manufacture by eliminating the time-consuming operations of grinding calcium and loading it into a container.

Согласно изобретению материал получают в виде друзы дистиллированного кальция без механической обработки или в виде литой заготовки. Заготовку - друзу нагревают и подвергают прессованию в два этапа. На первом этапе получают промежуточную заготовку прессованием через одноканальную матрицу при вытяжке не менее 7. На втором этапе из промежуточной заготовки получают кальциевую проволоку неограниченной длины непрерывным прессованием через одно- или многоканальную матрицу со сваркой последовательно подаваемых заготовок при вытяжке до 270. При этом поддерживается температура деформирования заготовок на первом этапе в интервале 0,3-0,45, а на втором этапе 0,2-0,35 температуры плавления кальция. Литую заготовку из кальция деформируют по режимам второго этапа обработки заготовок, полученных из друзы. According to the invention, the material is obtained in the form of a druse of distilled calcium without mechanical processing or in the form of a cast billet. Harvesting - druse is heated and pressed in two stages. At the first stage, an intermediate billet is obtained by pressing through a single-channel matrix with a drawing of at least 7. At the second stage, an unlimited length calcium wire is obtained from the intermediate billet by continuous pressing through a single or multi-channel matrix with welding of sequentially supplied billets during drawing to 270. The deformation temperature is maintained blanks in the first stage in the range of 0.3-0.45, and in the second stage of 0.2-0.35 melting point of calcium. Cast calcium billet is deformed according to the regimes of the second stage of processing billets obtained from druse.

При осуществлении предлагаемого способа используемая заготовка в виде друзы ко времени прессования может быть частично окислена, как и осевая воронка в ней, имеющая бугристую поверхность. Поэтому по данному способу предлагается прессование в два этапа. На первом этапе прессование ведется через одноканальную матрицу с круглым отверстием при вытяжке не менее 7, что обеспечивает изготовление промежуточной прутковой заготовки с достаточно монолитной структурой за счет сварки под давлением со сдвигом. Затем прутковая заготовка распределяется на мерные заготовки. Прессование мерных заготовок на втором этапе и литых заготовок ведется с вытяжкой до 270, то есть в условиях, близких к предельным, что обеспечивает устранение любых возможных пор и мест несварки в готовом продукте - проволоке. Этим целям отвечают и температурные параметры, оптимально выбранные по факторам "производительность" и "качество проволоки". In the implementation of the proposed method, the billet used in the form of a druse can be partially oxidized by the time of pressing, as well as an axial funnel in it having a tuberous surface. Therefore, this method proposes pressing in two stages. At the first stage, pressing is carried out through a single-channel matrix with a round hole with a drawing of at least 7, which ensures the manufacture of an intermediate bar stock with a sufficiently monolithic structure due to shear pressure welding. Then the bar stock is distributed on measured blanks. The pressing of measured billets at the second stage and cast billets is carried out with a hood up to 270, that is, in conditions close to the limit, which eliminates any possible pores and places of non-welding in the finished product - wire. The temperature parameters optimally selected according to the factors “productivity” and “wire quality” also meet these goals.

П р и м е р. Опробование способа проведено на горизонтальных гидравлических прессах усилием 35 и 15 МН, оснащенных соответственно контейнерами диаметром 360 и 130 мм. Использованы наборы матриц обеспечивающих при первом прессовании вытяжку λ₁, равную 5 и 7 (две матрицы) и при втором прессовании вытяжку λ₂ от 100 до 300 (четыре матрицы), охватывающих принятые интервалы с превышением их для приводимого ниже анализа и технологическим запасом для учета погрешностей измерений. Методически аналогично установлены температурные интервалы: для первого прессования 230-400^оС и для второго прессования 150-320^оС. Для опробования использованы кальциевые друзы диаметром 354 мм с осевой воронкой глубиной от 140 до 300 мм и литые заготовки из дистиллированного кальция диаметром 120 мм.PRI me R. The method was tested on horizontal hydraulic presses with an effort of 35 and 15 MN, equipped respectively with containers with a diameter of 360 and 130 mm. Sets of matrices were used that ensure, at the first pressing, the hood λ ₁ equal to 5 and 7 (two matrices) and at the second pressing, the hood λ ₂ from 100 to 300 (four matrices), covering the accepted intervals with exceeding them for the analysis below and the technological margin for accounting measurement errors. Methodologically similar set temperature ranges: the first pressing 230-400 ^{° C} and for the second compression 150-320 ^C. For assay used calcium drusen diameter of 354 mm with an axial funnel depth of 140 to 300 mm and a cast billet distilled from calcium 120mm .

Опробованы следующие технологические схемы прессования. The following technological schemes of pressing were tested.

На прессе 35 МН с контейнером диаметром 360 мм отпрессованные из друзы серии прутков разного диаметра через матрицы при вытяжках λ₁, равных 5 и 7. Определена часовая производительность и проверены вырезанные темплеты на сплошность. Полученные прутки, разрезанные на мерные заготовки длиной 350 мм, отпрессованы на прессе 15 МН из контейнера диаметром 130 мм через матрицы с вытяжками λ₂, равными 100, 120, 270, 300. Проволока неограниченной длины получена за счет сварки металла предыдущей и последующей мерной заготовки. Определена часовая производительность и сплошность полученной проволоки испытанием на растяжение вырезанных из нее образцов. Уменьшение показателя предела прочностиδσ_Bобразцов, вырезанных на участке проволоки длиной 10 метров, указывает на появление и увеличение участков с несплошностью.On a press of 35 MN with a container with a diameter of 360 mm, series of bars of different diameters pressed from drusen through matrices with hoods λ ₁ equal to 5 and 7. The hourly productivity was determined and the cut templates for continuity were checked. The resulting rods cut into 350 mm long billets were pressed on a 15 MN press from a container with a diameter of 130 mm through dies with hoods λ ₂ equal to 100, 120, 270, 300. An unlimited length wire was obtained by welding metal from the previous and subsequent measured billets . The hourly productivity and continuity of the obtained wire were determined by tensile testing of samples cut from it. A decrease in the tensile strength δσ _{B of} specimens cut out on a 10-meter-long section of wire indicates the appearance and increase of areas with discontinuity.

Результаты измерений и испытаний приведены в таблице. The results of measurements and tests are given in the table.

Эксперимент подтверждает правильность выбранных интервалов вытяжки для первого и второго этапов прессования. Оптимальными значениями вытяжки, исходя из эксперимента, приняты: на первом этапе не менее 7 на втором до 270. The experiment confirms the correctness of the selected drawing intervals for the first and second stages of pressing. The optimal exhaust values, based on the experiment, are accepted: at the first stage, at least 7 at the second, up to 270.

Прессование литых заготовок из кальция из контейнера диаметром 130 мм с вытяжками 100, 120, 270, 300 показало, что необходимое качество проволоки также обеспечивается при вытяжке до 270. Pressing cast calcium blanks from a container with a diameter of 130 mm with hoods 100, 120, 270, 300 showed that the required quality of the wire is also ensured with hoods up to 270.

Это обеспечивает выполнение задач изобретения по производительности и качеству, что свидетельствует о технико-экономических преимуществах предлагаемого способа. This ensures the fulfillment of the objectives of the invention in terms of productivity and quality, which indicates the technical and economic advantages of the proposed method.

Claims

METHOD FOR PRODUCING REFINING ADDITIVE FROM CALCIUM IN THE FORM OF WIRE for processing metallurgical melts, including preparing the material and producing wire from it, characterized in that the calcium wire is obtained by deformation of the distilled calcium billet in the form of a druse in two stages, and in the first stage an intermediate billet is obtained by pressing through a single-channel matrix with a drawing of at least 7, and in the second stage, a calcium wire of unlimited length is obtained by continuous pressing with an arch of sequentially fed intermediate preforms through a single or multi-channel matrix with an exhaust up to 270, while providing a deformation temperature of the preforms in the range of 0.2 - 0.45 in the first stage of pressing, and in the second stage of 0.2 - 0.35 melting points of calcium or deformation of the cast billet of calcium according to the regimes of similar treatments in the second stage of the billets obtained from druse.