RU2055906C1

RU2055906C1 - Tube wire for treating cast iron

Info

Publication number: RU2055906C1
Application number: RU93025303A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Каблуковский; А.Р. Камалов; С.И. Ябуров; А.Н. Никулин; В.А. Ермаченков; В.В. Стрелецкий; А.И. Агарышев; О.Е. Молчанов; В.Я. Тишков; С.М. Чумаков; В.Д. Кулешов; М.В. Филатов; Г.П. Урюпин; В.А. Котрехов; В.С. Фомин; Ю.А. Анисимов; Н.К. Дулесов
Original assignee: Институт новой металлургической технологии
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: tube wire has metal shell and magnesium (calcium)-containing filler made in the form of pellets with sizes of 0.4-2.0 mm. Calcium and magnesium content in filler is 30-70% and 70-30% by weight, respectively. Filler may be made in the form of mechanical mixture of magnesium and calcium pellets or magnesium- calcium alloy pellets. EFFECT: increased efficiency and improved quality of metal. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к рафинированию чугуна обработкой расплава порошковой проволокой. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the refining of cast iron by melt processing by cored wire.

Известна порошковая проволока для обработки чугуна, содержащая гранулированный или порошковый магний фракции менее 1,6 мм в количестве 7-35% и ферросилиций [1]
Низкое содержание активного реагента магния в проволоке требует большого расхода проволоки, увеличивает время обработки расплава, приводит к существенному снижению температуры обрабатываемого расплава.Known flux-cored wire for processing cast iron containing granular or powdered magnesium fractions of less than 1.6 mm in an amount of 7-35% and ferrosilicon [1]
The low content of active magnesium reagent in the wire requires a large consumption of wire, increases the processing time of the melt, leads to a significant decrease in the temperature of the processed melt.

Известна порошковая проволока для модифицирования чугуна, состоящая из металлической оболочки и порошкообразной шихты, содержащей магний 22,9-78,4% силикобарий и железокремниевомагниевокальцией сплав [2] Эта порошковая проволока имеет более высокое содержание активных реагентов магния и кальция, что повышает эффективность обработки расплава. Однако и в этой порошковой проволоке содержание активного реагента кальций невысокое. Если же повышать содержание кальция в железокремниевомагниевокальциевом сплаве за счет железа или кремния, то, с одной стороны, сплав будет преждевременно окисляться и всплывать на поверхность расплава, а, с другой стороны, возникнут трудности с хранением богатых кальцием сплавов, поскольку сплавы кальция, не содержащие кремний, распадаются при комнатной температуре (Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали. М. Металлургиздат, 1961, с. 90). Known flux-cored wire for modifying cast iron, consisting of a metal shell and a powder mixture containing magnesium 22.9-78.4% silicobarium and iron-silicon-magnesium-calcium alloy [2] This flux-cored wire has a higher content of active magnesium and calcium reagents, which increases the efficiency of melt processing . However, the content of the active calcium reagent in this flux-cored wire is low. If you increase the calcium content in the iron-silicon-magnesium-calcium alloy due to iron or silicon, then, on the one hand, the alloy will prematurely oxidize and float to the surface of the melt, and, on the other hand, it will be difficult to store calcium-rich alloys, since calcium alloys that do not contain silicon, decompose at room temperature (Boron, calcium, niobium and zirconium in cast iron and steel. M. Metallurgizdat, 1961, p. 90).

Предлагаемая порошковая проволока позволяет устранить недостатки, присущие известной порошковой проволоке [2] а именно повысить содержание активных реагентов в проволоке и, вследствие этого снизить время обработки расплава, что особенно важно при обработке больших объемов расплава, снизить степень понижения температуры расплава за время обработки и расход порошковой проволоки. Предлагаемая порошковая проволока состоит из металлической оболочки и наполнителя, состоящего из гранул магния с гранулами кальция, или из гранул сплава магния и кальция, взятых 30-70 мас. магния и 70-30 мас. кальция, причем размер гранул должен составлять 0,4-2,0 мм. The proposed flux-cored wire allows to eliminate the disadvantages inherent in the known flux-cored wire [2], namely, to increase the content of active reagents in the wire and, therefore, to reduce the processing time of the melt, which is especially important when processing large volumes of the melt, to reduce the degree of decrease in the temperature of the melt during processing and consumption cored wire. The proposed flux-cored wire consists of a metal shell and a filler, consisting of granules of magnesium with granules of calcium, or granules of an alloy of magnesium and calcium, taken 30-70 wt. magnesium and 70-30 wt. calcium, and the size of the granules should be 0.4-2.0 mm

Ввод в жидкий чугун оболочковой порошковой кальций-магниевой проволоки на глубину более 1,5 м от поверхности расплава характеризуется наиболее благоприятными кинетическими характеристиками процесса взаимодействия кальция и магния с растворенной в чугуне серой. При этом одновременно осуществляются реакции: гомогенная между растворенными в чугуне магнием, кальцием и серой, и гетерогенные между серой и всплывающими каплями кальция, магния, а также их парами в виде пузырьков. The introduction into the molten cast iron of a sheathed calcium-magnesium wire to a depth of more than 1.5 m from the surface of the melt is characterized by the most favorable kinetic characteristics of the interaction of calcium and magnesium with sulfur dissolved in the cast iron. At the same time, reactions are carried out simultaneously: homogeneous between magnesium, calcium and sulfur dissolved in cast iron, and heterogeneous between sulfur and pop-up drops of calcium, magnesium, as well as their vapor in the form of bubbles.

До выравнивания упругости паров магния и кальция с ферростатическим давлением металла кальций и магний находятся в виде капель, активно взаимодействующих с серой, затем они превращаются в парообразное состояние, что также ускоряет процесс десульфурации чугуна за счет значительного увеличения поверхности реагирования и более интенсивного перемешивания расплава. Before the vapor pressure of magnesium and calcium is equalized with the ferrostatic pressure of the metal, calcium and magnesium are in the form of droplets that actively interact with sulfur, then they turn into a vaporous state, which also accelerates the process of desulfurization of cast iron due to a significant increase in the reaction surface and more intensive mixing of the melt.

Совместное введение кальция и магния в расплав в соотношении 30-70 мас. магния и 70-30 мас. кальция обусловлено тем, что кальций, являясь раскислителем, снижает содержание кислорода в расплаве и тем самым способствует эффективной десульфурации расплава, кроме того, разбавление магния кальцием снижает количество выплесков металла из ковша за счет снижения скорости ввода магния в расплав, а магний, в свою очередь, снижая содержание серы, способствует эффективному модифицирующему воздействию кальция на чугун, а также обеспечивает интенсивное перемешивание расплава, что необходимо для работы кальциевого реагента. The combined introduction of calcium and magnesium into the melt in a ratio of 30-70 wt. magnesium and 70-30 wt. calcium is due to the fact that calcium, being a deoxidizing agent, reduces the oxygen content in the melt and thereby contributes to the effective desulfurization of the melt, in addition, dilution of magnesium with calcium reduces the number of metal surges from the ladle by reducing the rate of introduction of magnesium into the melt, and magnesium, in turn By reducing the sulfur content, it contributes to the effective modifying effect of calcium on cast iron, and also provides intensive mixing of the melt, which is necessary for the operation of the calcium reagent.

При содержании магния выше 70 мас. в смеси ввод проволоки сопровождается бурными выплесками металла и снижается модифицирующее воздействие проволоки. При снижении содержания магния ниже 30 мас. также резко снижается степень десульфурации, интенсивность перемешивания и как следствие модифицирующее воздействие проволоки. В обеих случаях для достижения необходимых свойств чугуна потребуется увеличить расход проволоки, время обработки, что приведет и к существенному снижению температуры расплава и дополнительным энергозатратам на его нагрев. When the magnesium content is above 70 wt. in the mixture, the input of the wire is accompanied by violent surges of metal and the modifying effect of the wire is reduced. With a decrease in magnesium content below 30 wt. the degree of desulfurization, the intensity of mixing and, as a consequence, the modifying effect of the wire are also sharply reduced. In both cases, to achieve the necessary properties of cast iron, it will be necessary to increase the consumption of wire, processing time, which will lead to a significant decrease in the temperature of the melt and additional energy consumption for its heating.

Размеры гранул магния и кальция или их сплавы в пределах 0,4-2,0 мм, с одной стороны, обеспечивают наиболее благоприятные размеры пузырьков реагента в расплаве с точки зрения скорости расплавления частиц и их всплывании, а, с другой стороны, являются оптимальными при производстве порошковой проволоки. При выходе размеров частиц за указанные пределы повышается расход проволоки за счет снижения эффективности обработки расплава и неравномерности распределения частиц магния и кальция по сечению и длине порошковой проволоки. The sizes of granules of magnesium and calcium or their alloys in the range of 0.4-2.0 mm, on the one hand, provide the most favorable sizes of reagent bubbles in the melt from the point of view of the rate of melting of particles and their emergence, and, on the other hand, are optimal for cored wire production. When the particle sizes exceed these limits, the wire consumption increases due to a decrease in the melt processing efficiency and uneven distribution of magnesium and calcium particles over the cross section and length of the cored wire.

В таблице приведены составы использованных в производстве порошковых проволок и результаты обработки чугуна с исходным содержанием серы 0,030% The table shows the compositions used in the production of cored wires and the results of processing cast iron with an initial sulfur content of 0.030%

Claims

1. POWDER WIRE FOR TREATMENT OF IRON, consisting of a metal shell and a magnesium-calcium filler, characterized in that the filler is made in the form of granules with sizes of 0.4 - 2.0 mm, and the content of calcium and magnesium in the filler is 30 - 70 and 70, respectively - 30% by weight.

2. The wire according to claim 1, characterized in that the filler is made in the form of a mechanical mixture of magnesium granules and calcium granules.

3. The wire according to claim 1, characterized in that the filler is made in the form of granules of an alloy of magnesium with calcium.