RU2148657C1 - Капсула для легирования металлических расплавов - Google Patents
Капсула для легирования металлических расплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2148657C1 RU2148657C1 RU98122471/02A RU98122471A RU2148657C1 RU 2148657 C1 RU2148657 C1 RU 2148657C1 RU 98122471/02 A RU98122471/02 A RU 98122471/02A RU 98122471 A RU98122471 A RU 98122471A RU 2148657 C1 RU2148657 C1 RU 2148657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capsule
- melt
- density
- metal
- alloying
- Prior art date
Links
- 239000002775 capsule Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 title claims description 26
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к конструкции капсулы, наполненной легкоплавкими и быстроокисляющимися легирующими компонентами или присадками, имеющими температуру плавления ниже температуры расплава. Оболочка капсулы (К) выполнена из металла - основы расплава или из металлов, входящих в состав металлического расплава (МР). К имеет груз, корректирующий ее общую плотность до значения, превышающего плотность (МР) на 0,5 - 1,0 г/см3. Стенки оболочки К выполнены с толщиной, обеспечивающей полное расплавление капсулы в МР, и могут иметь осевые, радиальные и тангенциальные отверстия диаметром 1,0-3,0 мм. Технический результат - обеспечение самопроизвольного погружения К в расплав, равномерное распределение легирующих компонентов или присадок и их полное расплавление или диссоциацию. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности, к вопросу обработки металлических расплавов и их легирования.
Нередко при изготовлении сплавов возникает необходимость введения в расплав легкоплавких и быстро окисляющихся компонентов, имеющих температуру плавления и плотность, которые отличаются от соответствующих характеристик расплава. Так, введение свинца в расплав железа при выплавке конструкционных автоматных сталей, содержащих свинец (например, АС35Г2), является крайне затруднительным, так как свинец мало растворим в железе даже при высоких температурах и расплавы свинца и железа не смешиваются [1], значительная часть свинца, еще не успев достигнуть расплава, испаряется и окисляется с образованием окиси свинца, отравляющей окружающую атмосферу.
Еще большие трудности в условиях открытой плавки вызывает введение силикокальция (плотность 2 г/см3 при 30 мас.% Ca) в стали типа АЦ 35 ГАФ; АЦ 35 ГАФТ и др.
Известен способ введение магния в расплав жаропрочной стали [2], заключающийся в изготовлении методами порошковой металлургии из вольфрама и гранулированного магния лигатуры W - 4% Mg (плотность ≥ 12 г/см3) и введении лигатуры в расплав. Высокая плотность лигатуры обеспечивает плавление магния в расплаве без контакта с кислородом воздуха. Этот способ применим только для легирующих компонентов в виде порошка и при наличии в составе сплава или стали элемента с высокой плотностью (плотность вольфрама - 19,3 г/см3). Известен также способ [3] введения присадок с низкой температурой кипения (по отношению к температуре расплава), когда присадку покрывают оболочкой из тугоплавкого пористого материала и принудительно погружают в расплав.
По окончании процесса испарения защитная оболочка всплывает и ее удаляют. Принудительное погружение присадки в оболочке в расплав, удержание ее в течение процесса легирования и удаление всплывшей оболочки делают этот способ неприемлемым в массовом производстве. Этот способ совершенно непригоден для использования в установках непрерывной разливки стали.
Наиболее близким решением задачи введения в раствор компонентов с указанными выше особенностями логично считать использование капсулы по патенту JP-61-177313A, C 21 C 7/00, C 22 O 33/00, 09.08.1986 г. [6]. В капсулу по этому патенту помещают Ca, Pb, Bi, Те и доводят ее кажущуюся плотность до ≥ 8 г/см3. Наполненную капсулу погружают в жидкую сталь. Использование такой капсулы неприменимо к случаю введения Pb в расплав железа, при изготовлении, например, автоматных сталей типа АС35Г2, так как капсула быстро утонет на дно емкости с расплавом и весь свинец, плотность которого значительно выше плотности расплава, окажется внизу.
Целью настоящего изобретения является разработка конструкции капсулы, наполненной легирующими компонентами или присадками, обеспечивающей самопроизвольное погружение ее в расплав, равномерное распределение легирующих компонентов или присадок и их полное расплавление или диссоциацию.
Это достигается тем, что известная капсула, наполненная легирующими компонентами, имеющая плотность, выше плотности расплава, и стенки из железа, по изобретению снабжена грузом, корректирующим ее общую плотность до значения, превышающего плотность расплава на 0,5-1,0 г/см3 и имеет толщину стенок, обеспечивающую полное ее расплавление. Кроме того, для дополнительного равномерного распределения легирующих компонентов стенки капсулы имеют отверстия ⌀ 1,0-3,0 мм.
Самопроизвольное погружение наполненной капсулы обеспечивается корректирующими ее вес (при заданных внешних размерах) грузами (4, 5). При известной навеске легирующих компонентов или присадок определяют расчетным или опытным путем занимаемый ими объем и, соответственно, размеры внутреннего пространства капсулы. Толщина торцевой (1) и корпуса (2) стенки капсулы обусловлена временем, необходимым для полного расплавления или разложения легирующих компонентов или присадок, и определяется расчетным или опытным путем. Иначе говоря, время, необходимое для расплавления стенки капсулы, не должно превышать время, необходимое для расплавления или разложения содержимого капсулы (3, 7), находящейся внутри расплава.
Определив внутренние и наружные размеры капсулы и ее вес, с помощью корректирующих грузов (4, 5) добиваются общей плотности капсулы, превосходящей плотность расплава на 0,5-2 г/см3 Равномерное распределение легирующих элементов обеспечивается поступлением в раствор легкоплавких и легкоокисляющихся компонентов капсулы в виде жидкой фазы, и применением большого количества капсул, погружаемых в разные части емкости с расплавом и содержащих в сумме заданное количество легирующих компонентов. Дополнительно улучшение равномерности распределения легирующих компонентов достигается благодаря отверстиям (8, 9) ⌀ 1-3 мм в стенке капсулы, "разбрызгивающим" легирующие элементы. Эффект "разбрызгивания" усиливается при наличии тангенциальных отверстий (10) ⌀ 1-3 мм, за счет реактивной силы капсула вращается.
На чертеже приведена схема конструкции капсулы.
Капсула содержит оболочку из металла, соответствующего основе расплава или металлов, входящих в его состав, состоящую из корпуса капсулы (2), торцевых стенок (1) и (4) и корректирующего груза (5). В корпусе капсулы могут присутствовать отверстия (8, 9 и 10), закрываемые при необходимости (например, для предотвращения высыпания порошковых легирующих компонентов при транспортировке) пробками (6) из легкоплавкого легирующего компонента. Легирующие компоненты в виде монолита (3), стружки, порошка (7) и т.п. в произвольном порядке размещаются внутри капсулы и, при необходимости, спрессовываются.
Пример предлагаемой капсулы.
Были изготовлены капсулы, содержащие свинец (монолит и порошок), сернистое железо (порошок), алюминий (стружка), магний (стружка и монолит). Капсулы имели плотность 6,5 г/см3; 6,6 г/см3; 6,7 г/см3; 6,8 г/см3; 6,9 г/см3; 7,0 г/см3; 7,1 г/см3; 7,3 г/см3. Капсулы имели четыре осевых (8) отверстия ⌀ 2 мм, четыре тангенциальных отверстия ⌀ 1 мм и два радиальных отверстия ⌀ 2 мм. Корпус (2), торцевая стенка (1) и груз - он же торцевая стенка (4) были изготовлены из стали Ст.3.
Капсулы вводили в расплав стали А 12 за 5-6 мин до выпуска в ковш. Капсулы с плотностью 6,5 г/см3 в расплав не погрузились и плавали сверху. Капсулы с плотностью ≥ 6,6 г/см3 погрузились в расплав.
Были отлиты слитки с применением капсул с плотностью 7,1 г/см3. При выплавке слитков заметного выделения в виде окиси свинца не отмечалось. Среднеарифметическое содержание свинца в слитках составляло 0,18 мас.%. при равномерном его распределении (пределы колебания содержания свинца соответствовали 0,13-0,18 мас.%), слитки имели химический состав, соответствующий составу стали марки АС 14 по ГОСТ 1414-75 (5).
Литература
1. Диаграммы, состоящие из двойных и тройных систем на основе железа. Сб. под ред. О.А. Банных, П.Б. Будберга и др. М.: Металлургия, 1986.
1. Диаграммы, состоящие из двойных и тройных систем на основе железа. Сб. под ред. О.А. Банных, П.Б. Будберга и др. М.: Металлургия, 1986.
2. В.Г. Паршиков, Л.Н. Комиссарова и др. Авт. св. N 1821037 МКИ4 C 21 C 7/00.
3. Д.Н. Худокормов, В.К. Винокуров и др. Авт. св. N 367157, МКИ4 C 21 C 7/00.
4. А.А. Вертман, А.В. Новодворский и др. Авт. св. N 503928, МКИ2 C 21 C 7/00
5. ГОСТ 1414-75. Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия.
5. ГОСТ 1414-75. Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия.
6. Патент Японии JP 61-177313A, C 21 C 7/00, C 22 O 33/04, 09.08.1986 г.
Claims (2)
1. Капсула для легирования металлических расплавов, содержащая оболочку со стенками из металла, являющегося основной расплава, или из металлов, входящих в состав металлического расплава, наполненную легирующими компонентами, при этом капсула выполнена с возможностью корректировки ее плотности до значения, превышающего плотность металлического расплава, отличающаяся тем, что она снабжена грузом, корректирующим ее общую плотность до значения, превышающего плотность расплава на 0,5-1,0 г/см3, а стенки оболочки выполнены толщиной, обеспечивающей полное расплавление капсулы в металлическом расплаве.
2. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что стенки оболочки выполнены с осевыми, радиальными и тангенциальными отверстиями диаметром 1,0 - 3,0 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98122471/02A RU2148657C1 (ru) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | Капсула для легирования металлических расплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98122471/02A RU2148657C1 (ru) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | Капсула для легирования металлических расплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2148657C1 true RU2148657C1 (ru) | 2000-05-10 |
Family
ID=20213328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98122471/02A RU2148657C1 (ru) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | Капсула для легирования металлических расплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2148657C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2195503C1 (ru) * | 2001-05-25 | 2002-12-27 | ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН" | Способ подогрева жидкой стали |
| WO2003106717A1 (en) * | 2002-06-12 | 2003-12-24 | Sergiy Chepel | Method of reagents injection into the melt, metal melt stirring and device for its implementation |
| AT412159B (de) * | 2003-01-30 | 2004-10-25 | Konstantin Technologies Gmbh | Verfahren zum dotieren von schmelzen mit hilfe von metallkapseln |
| RU2318877C2 (ru) * | 2003-04-21 | 2008-03-10 | Александр Афанасьевич Звездин | Устройство для ввода реагентов в расплав металла и его перемешивания /варианты/ |
| RU2351659C2 (ru) * | 2007-01-30 | 2009-04-10 | Виктор Иванович Стадничук | Способ формирования защитной оболочки на поверхности раскислителя жидкой стали |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1598931A (en) * | 1977-01-18 | 1981-09-23 | Canron Inc | Capsule for use in treatment of molten metal |
| EP0092764A1 (en) * | 1982-04-22 | 1983-11-02 | Inland Steel Company | Method of adding ingredient to steel as shot |
| US4564390A (en) * | 1984-12-21 | 1986-01-14 | Olin Corporation | Decarburizing a metal or metal alloy melt |
| RU2001960C1 (ru) * | 1991-07-16 | 1993-10-30 | Конструкторское бюро приборостроени | Устройство дл ввода капсул с добавками в металлический расплав |
| RU2004599C1 (ru) * | 1991-06-13 | 1993-12-15 | Александр Юрьевич Никулин | Смесь дл легировани расплава |
| RU2118377C1 (ru) * | 1994-11-21 | 1998-08-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технологическая фирма "Кальтэкс" | Присадка для комплексной обработки металлургических расплавов |
-
1998
- 1998-12-11 RU RU98122471/02A patent/RU2148657C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1598931A (en) * | 1977-01-18 | 1981-09-23 | Canron Inc | Capsule for use in treatment of molten metal |
| EP0092764A1 (en) * | 1982-04-22 | 1983-11-02 | Inland Steel Company | Method of adding ingredient to steel as shot |
| US4564390A (en) * | 1984-12-21 | 1986-01-14 | Olin Corporation | Decarburizing a metal or metal alloy melt |
| RU2004599C1 (ru) * | 1991-06-13 | 1993-12-15 | Александр Юрьевич Никулин | Смесь дл легировани расплава |
| RU2001960C1 (ru) * | 1991-07-16 | 1993-10-30 | Конструкторское бюро приборостроени | Устройство дл ввода капсул с добавками в металлический расплав |
| RU2118377C1 (ru) * | 1994-11-21 | 1998-08-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технологическая фирма "Кальтэкс" | Присадка для комплексной обработки металлургических расплавов |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2195503C1 (ru) * | 2001-05-25 | 2002-12-27 | ЗАО Научно-производственное объединение "АЛГОН" | Способ подогрева жидкой стали |
| WO2003106717A1 (en) * | 2002-06-12 | 2003-12-24 | Sergiy Chepel | Method of reagents injection into the melt, metal melt stirring and device for its implementation |
| RU2247157C2 (ru) * | 2002-06-12 | 2005-02-27 | Сергей Николаевич Чепель | Способ ввода реагентов в расплав, перемешивания расплава металла и устройство для его осуществления |
| AT412159B (de) * | 2003-01-30 | 2004-10-25 | Konstantin Technologies Gmbh | Verfahren zum dotieren von schmelzen mit hilfe von metallkapseln |
| RU2318877C2 (ru) * | 2003-04-21 | 2008-03-10 | Александр Афанасьевич Звездин | Устройство для ввода реагентов в расплав металла и его перемешивания /варианты/ |
| RU2351659C2 (ru) * | 2007-01-30 | 2009-04-10 | Виктор Иванович Стадничук | Способ формирования защитной оболочки на поверхности раскислителя жидкой стали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2771128C2 (ru) | Модификатор чугуна и способ получения модификатора чугуна | |
| US4705561A (en) | Magnesium calcium oxide composite | |
| US4174962A (en) | Filled tubular article for controlled insertion into molten metal | |
| RU2148657C1 (ru) | Капсула для легирования металлических расплавов | |
| US4652299A (en) | Process for treating metals and alloys for the purpose of refining them | |
| FI63258C (fi) | Vid framstaellning av segjaern anvaendbart behandlingsmedel | |
| US3604494A (en) | Process for the production of composite ingots of magnesium containing prealloys | |
| JP4162875B2 (ja) | マグネシウム合金鋳造品の結晶粒微細化方法 | |
| RU2244025C2 (ru) | Спеченные агломераты и способ их изготовления | |
| US6818075B1 (en) | Non-combustible magnesium alloy | |
| US3321304A (en) | Materials for and methods of treating molten ferrous metals to produce nodular iron | |
| GB2078785A (en) | Adding Volatile Refining Agents to Molten Steel | |
| US4420460A (en) | Grain refinement of titanium alloys | |
| US5370726A (en) | Metallothermal reaction mixture | |
| US4188210A (en) | Iron and/or steel treatment with magnesium and refractory coated composite shot | |
| CA2147265A1 (en) | Methods for producing high purity magnesium alloys | |
| RU2139354C1 (ru) | Способ легирования висмутом конструкционных сталей высокой обрабатываемости резанием | |
| RU2601718C1 (ru) | Способ плавки и литья магниево-циркониевых сплавов | |
| RU2772147C2 (ru) | Модификатор чугуна и способ получения модификатора чугуна | |
| RU2772150C2 (ru) | Модификатор чугуна и способ получения модификатора чугуна | |
| SU431255A1 (ru) | Лигатура | |
| SU1071655A1 (ru) | Способ приготовлени алюминиевомагниевых сплавов | |
| EP0246356A1 (en) | Method for adding bismuth to steel in a ladle | |
| JPS56122663A (en) | Method for manufacturing thick walled casting of spheroidal graphite cast iron containing high nickel | |
| WO2017176155A1 (ru) | Проволока для обработки металлургических расплавов и способ её изготовления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051212 |