RU2456349C1 - Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt - Google Patents

Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt Download PDF

Info

Publication number
RU2456349C1
RU2456349C1 RU2011102117/02A RU2011102117A RU2456349C1 RU 2456349 C1 RU2456349 C1 RU 2456349C1 RU 2011102117/02 A RU2011102117/02 A RU 2011102117/02A RU 2011102117 A RU2011102117 A RU 2011102117A RU 2456349 C1 RU2456349 C1 RU 2456349C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
calcium
melt
iron
alkaline
Prior art date
Application number
RU2011102117/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Ферзинович Исхаков (RU)
Альберт Ферзинович Исхаков
Сергей Иванович Малько (RU)
Сергей Иванович Малько
Владимир Яковлевич Гольдштейн (RU)
Владимир Яковлевич Гольдштейн
Владимир Николаевич Григорьев (RU)
Владимир Николаевич Григорьев
Сергей Витальевич Пащенко (RU)
Сергей Витальевич Пащенко
Юрий Анатольевич Радченко (RU)
Юрий Анатольевич Радченко
Виталий Прохорович Онищук (UA)
Виталий Прохорович Онищук
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ"
Priority to RU2011102117/02A priority Critical patent/RU2456349C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456349C1 publication Critical patent/RU2456349C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: cored wire is introduced into the melt in two stages, during the first of which the wire is introduced with a modifying composition and during the second one the wire is introduced with a refining composition, also the wire with the modifying composition contains iron and calcium in the form of a silicon alloy and/or in the metallic phase with the following ratio of the components, wt %: the total content of calcium and silicocalcium is 30-95, iron is the rest, and the wire with a refining composition contains lime, carbonate salts of alkaline-earth metals (AEM) and/or alkaline metals (AM), haloid salts of alkaline-earth metals (AEM) and/or alkaline metals (AM) with the following ratio of components, wt %: lime is 1-50, carbonate salts of alkaline-earth metals and/or alkaline metals are 1-25, halide salts of alkaline-earth metals and/or alkaline metals are the rest, when the wire with the modifying composition is introduced with calcium consumption of 0.1-0.3 kg per ton of melt, and the wire with the refining composition is introduced at a consumption rate of 0.5-5 kg per ton of melt.
EFFECT: invention enables to improve strength, ductility and impact hardness of the finished metal by reducing the amount of oxide and sulfide inclusions.
5 cl, 1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве для раскисления, модифицирования и рафинирования различных сталей, сплавов и чугунов, применяемых в транспортном машиностроении, металлургии, энергетике, стройиндустрии, при изготовлении изделий в «северном исполнении» и т.д.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in steelmaking for deoxidation, modification and refining of various steels, alloys and cast irons used in transport engineering, metallurgy, energy, construction industry, in the manufacture of products in the "northern version", etc.

Известен способ обработки стали модифицирующей смесью, содержащей, мас.%: 10-30 силикомишметалла, 10-29 силикокальция, 10-30 силикобария, 1-5 магния, 15-30 извести, 5-10 корунда, 5-10 плавикового шпата (см. а.с. СССР №740837, С21С 1/00, заявл. 16.12.1977, опубл. 15.06.1980 « Модифицирующая смесь»). Согласно указанному способу рафинирование и модифицирование стали осуществляют шлаком системы СаО-Al2O3-CaF2 и сплавами с активными элементами.A known method of processing steel with a modifying mixture containing, wt.%: 10-30 silicomishmetal, 10-29 silicocalcium, 10-30 silicobarium, 1-5 magnesium, 15-30 lime, 5-10 corundum, 5-10 fluorspar (cm USSR AS No. 740837, C21C 1/00, declared December 16, 1977, publ. 06/15/1980 “Modifying mixture”). According to the specified method, steel refinement and modification is carried out by the slag of the CaO-Al 2 O 3 -CaF 2 system and alloys with active elements.

Недостатком способа является малая эффективность данной смеси, вводимой непорошковой проволокой, обусловленная низким усвоением расплавом активных легкоплавких модифицирующих элементов из-за их раннего плавления и испарения до образования защитного жидкоподвижного шлака из тугоплавких компонентов смеси.The disadvantage of this method is the low efficiency of this mixture, introduced by a flux-cored wire, due to the low absorption by the melt of active low-melting modifying elements due to their early melting and evaporation to form protective liquid-moving slag from refractory components of the mixture.

Известен мофикатор для стали на основе алюминия, содержащий, мас %: магний 10-15, кальций 12-15, барий 8-10, алюминий - остальное, который изготавливается в виде плотных гранул фракции 1-1,5 мм (патент РФ №2228384, по кл. С22С 35/00, заявл. 24.12.2002, опубл. 10.05.2004 «Модификатор для стали»). К недостаткам использования такого сплава следует отнести низкое модифицирующее воздействие Са, Mg и Ва на неметаллические включения при введении их в расплав одновременно с алюминием, т.к. большая часть их расходуется на раскисление стали. Кроме того, введение модификатора в форме гранул без использования защитной оболочки приводит к частичной утрате их эффективности ввиду взаимодействия щелочноземельных элементов со шлаком.Known modifier for steel based on aluminum, containing, wt%: magnesium 10-15, calcium 12-15, barium 8-10, aluminum - the rest, which is made in the form of dense granules of a fraction of 1-1.5 mm (RF patent No. 2228384 , according to class C22C 35/00, declared December 24, 2002, published May 10, 2004 “Modifier for steel”). The disadvantages of using such an alloy include the low modifying effect of Ca, Mg, and Ba on nonmetallic inclusions when they are introduced into the melt simultaneously with aluminum, since most of them are spent on steel deoxidation. In addition, the introduction of a modifier in the form of granules without the use of a protective shell leads to a partial loss of their effectiveness due to the interaction of alkaline earth elements with slag.

Известен также способ обработки железоуглеродистого расплава, включающий введение в него рафинирующей и модифицирующей смеси, состоящей из материалов, содержащих барий, кальций, магний, редкоземельные металлы, кремний, а также боратовую руду и алюминий. В качестве материалов, содержащих барий, кальций, магний и редкоземельные металлы, используют оксиды и/или карбонаты бария, кальция, магния и оксиды редкоземельных металлов. Смесь вводят при температуре расплава не менее 1300°С в количестве 0,5-5 кг/т при следующем содержании компонентов, мас.%: оксиды и/или карбонаты бария, кальция, магния 50-70, оксиды редкоземельных металлов 1-10, боратовая руда 2-5, алюминий 5-20, кремний 20-35. Указанную смесь вводят непрерывно на дно емкости, заполненной железоуглеродистым расплавом (см. патент РФ №2192479, по кл. С21С 1/00, С21С 7/06, заявл. 16.07.2001, опубл. 10.11.2002 «Способ рафинирования и модифицирования железоуглеродистого расплава»).There is also known a method of processing an iron-carbon melt, comprising introducing into it a refining and modifying mixture consisting of materials containing barium, calcium, magnesium, rare earth metals, silicon, as well as borate ore and aluminum. As materials containing barium, calcium, magnesium and rare earth metals, oxides and / or carbonates of barium, calcium, magnesium and rare earth oxides are used. The mixture is introduced at a melt temperature of at least 1300 ° C in an amount of 0.5-5 kg / t with the following components, wt.%: Oxides and / or carbonates of barium, calcium, magnesium 50-70, rare earth oxides 1-10, borate ore 2-5, aluminum 5-20, silicon 20-35. The specified mixture is introduced continuously to the bottom of the tank filled with iron-carbon melt (see RF patent No. 2192479, class C21C 1/00, C21C 7/06, decl. July 16, 2001, publ. 10.11.2002 "Method for refining and modifying iron-carbon melt ").

Недостатком данного способа является его низкая эффективность модифицирования и рафинирирования, что обусловлено как применением активных элементов в смеси только в виде окислов и карбонатов, так и одновременным вводом в расплав и модифицирующих, и рафинирующих составляющих компонентов смеси. Результатом является снижение прочностных, пластических и вязкостных свойств металлопроката, изготовленного в соответствии с прототипом. Кроме того, введение такой смеси в расплав в промышленных условиях невозможно без использования порошковой проволоки.The disadvantage of this method is its low efficiency of modification and refining, which is due to both the use of active elements in the mixture only in the form of oxides and carbonates, and the simultaneous introduction of both modifying and refining components of the mixture into the melt. The result is a decrease in the strength, plastic and viscous properties of metal, manufactured in accordance with the prototype. In addition, the introduction of such a mixture into the melt under industrial conditions is impossible without the use of cored wire.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому результату и выбранным в качестве прототипа является способ внепечной обработки железоуглеродистого расплава путем введения в расплав порошковой проволоки с наполнителем, содержащим кальций и кремний, причем содержание кальция составляет 36-56 мас.%, отношение между кальцием и кремнием находится в пределах (0,6-1,3):1, а соотношение между содержанием кальция в наполнителе и содержанием самого наполнителя в проволоке составляет величину 0,7:1,2 (см. п. РФ №2234541, по кл. С21С 7/00, заявл.23.05.2003, опубл. 20.08.2004 «Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов»).The closest in technical essence, the achieved result and selected as a prototype is a method for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt by introducing a flux-cored wire with a filler containing calcium and silicon into the melt, the calcium content being 36-56 wt.%, The ratio between calcium and silicon is within (0.6-1.3): 1, and the ratio between the calcium content in the filler and the content of the filler in the wire is 0.7: 1.2 (see paragraphs of the Russian Federation No. 2234541, class C21C 7 / 00, declared May 23, 2003, publ. 08/20/2004 "A wire for out-of-furnace processing of metallurgical melts").

Введение материалов в расплав в виде порошковой проволоки обеспечивает их более эффективное применение, поскольку предотвращает преждевременное взаимодействие со шлаком и металлом. Однако состав наполнителя порошковой проволоки, изготовленной в соответствии с прототипом, не позволяет удовлетворительно рафинировать расплав и обеспечить в металлоизделиях высокие показатели по прочности, пластичности и ударной вязкости. Кроме того, недостатком кальция как модификатора является его низкая живучесть в расплаве. Находясь в виде фазы CaSi2 или металлического кальция, он имеет низкие температуры кипения (1487°С) и плавления (980°С), высокую упругость паров при температурах внепечной обработки стальных расплавов. Вследствие этого кальций в составе такого наполнителя подвержен значительному угару и имеет короткий температурно-временной интервал нахождения в расплаве. Кроме того, в прототипе не предусмотрено рафинирование расплава после модифицирующей обработки.The introduction of materials into the melt in the form of flux-cored wire ensures their more efficient use, since it prevents premature interaction with slag and metal. However, the composition of the filler cored wire, made in accordance with the prototype, does not satisfactorily refine the melt and provide high metal strength, ductility and toughness in metal products. In addition, the disadvantage of calcium as a modifier is its low survivability in the melt. Being in the form of a CaSi 2 phase or calcium metal, it has low boiling points (1487 ° С) and melting points (980 ° С), high vapor pressure at temperatures of out-of-furnace treatment of steel melts. As a result, calcium in the composition of such a filler is subject to considerable fumes and has a short temperature-time interval in the melt. In addition, the prototype does not provide refining of the melt after the modifying treatment.

Задачей настоящего изобретения является повышение прочности, пластичности и ударной вязкости металла.The objective of the present invention is to increase the strength, ductility and toughness of the metal.

Техническим результатом, полученным при реализации изобретения, является повышение эффективности модифицирования и рафинирования за счет снижения количества оксидных и сульфидных включений в готовом металле.The technical result obtained during the implementation of the invention is to increase the efficiency of modification and refinement by reducing the amount of oxide and sulfide inclusions in the finished metal.

Указанная задача решается за счет того, что в известном способе внепечной обработки железоуглеродистого расплава путем введения в расплав порошковой проволоки согласно изобретению порошковую проволоку вводят в два приема, в первый из которых вводят проволоку с модифицирующим составом, а во второй - проволоку с рафинирующим составом, при этом проволока с модифицирующим составом содержит железо и кальций в виде сплава с кремнием и/или в металлической фазе при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, железо - остальное, а проволока с рафинирующим составом содержит известь, карбонатные соли щелочноземельных и/или щелочных металлов, галоидные соли щелочноземельных и/или щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь 1-50, карбонатные соли щелочноземельных и/или щелочных металлов 1-25, галоидные соли щелочноземельных и/или щелочных металлов - остальное, причем проволоку с модифицирующим составом вводят с расходом кальция 0,1-0,3 кг на тонну расплава, а проволоку с рафинирующим составом вводят с расходом 0,5-5 кг состава на тонну расплава.This problem is solved due to the fact that in the known method of out-of-furnace treatment of an iron-carbon melt by introducing a flux-cored wire according to the invention into the melt, the flux-cored wire is introduced in two steps, the first of which introduces a wire with a modifying composition, and the second a wire with a refining composition this wire with a modifying composition contains iron and calcium in the form of an alloy with silicon and / or in the metal phase in the following ratio of components, wt.%: the total content of calcium and silicone altsia 30-95, iron - the rest, and the wire with a refining composition contains lime, carbonate salts of alkaline earth and / or alkali metals, halide salts of alkaline earth and / or alkali metals in the following ratio of components, wt.%: lime 1-50, carbonate salts alkaline earth and / or alkali metals 1-25, halide salts of alkaline earth and / or alkali metals - the rest, and a wire with a modifying composition is introduced with a flow rate of calcium of 0.1-0.3 kg per ton of melt, and a wire with a refining composition is introduced at a rate 0.5-5 g of the composition per ton of melt.

Проволока с модифицирующим составом может дополнительно содержать силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, силикобарий 1-40, железо - остальное; или сплавы и окислы редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, суммарное содержание сплавов и окислов РМЗ 1-25, железо - остальное; или одновременно силикобарий, а также сплавы и окислы редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, силикобарий 1-40, суммарное содержание сплавов и окислов РМЗ 1-25, железо - остальное.The wire with the modifying composition may additionally contain silicobarium in the following ratio of components, wt.%: Total calcium and silicocalcium content 30-95, silicobarium 1-40, iron - the rest; or alloys and oxides of rare-earth metals in the following ratio of components, wt.%: total content of calcium and silicocalcium 30-95, total content of alloys and oxides RMZ 1-25, iron - the rest; or simultaneously silicobarium, as well as rare-earth metal alloys and oxides in the following ratio of components, wt.%: total calcium and silicocalcium content 30-95, silicobarium 1-40, total content of alloys and oxides RMZ 1-25, iron - the rest.

Проволока с рафинирующим составом может дополнительно содержать карбиды при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь 1-50, карбонатные соли щелочноземельных и/или щелочных металлов 1-25, карбиды 1-10, галоидные соли щелочноземельных и/или щелочных металлов - остальное.A wire with a refining composition may additionally contain carbides in the following ratio of components, wt.%: Lime 1-50, carbonate salts of alkaline earth and / or alkali metals 1-25, carbides 1-10, halide salts of alkaline earth and / or alkali metals - the rest.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый способ не известен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.Studies conducted on the sources of patent and scientific and technical information have shown that the claimed method is not known and should not be explicitly learned from the prior art, i.e. meets the criteria of novelty and inventive step.

Заявляемый способ может быть реализован на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использован при производстве стальных и чугунных изделий, т.е. является промышленно применимым.The inventive method can be implemented at any enterprise specializing in this industry, because this requires well-known materials and standard equipment, and is widely used in the production of steel and cast iron products, i.e. is industrially applicable.

Введение модификатора в сталь ставит своей целью улучшение структурных характеристик и повышение механических свойств металла. В результате модифицирования происходит:The introduction of the modifier in steel aims to improve the structural characteristics and increase the mechanical properties of the metal. As a result of the modification occurs:

а) дополнительное раскисление и десульфурация стали;a) additional deoxidation and desulfurization of steel;

б) сокращение количества оксидов, оксисульфидов, сульфидов, а также изменение и состава образующихся неметаллических включений;b) reduction in the amount of oxides, oxysulfides, sulfides, as well as a change in the composition of the resulting non-metallic inclusions;

в) очищение границ зерен и околограничных участков от частиц, эвтектик и сегрегации, приводящих к охрупчиванию металла;c) purification of grain boundaries and near-boundary sections of particles, eutectics and segregation, leading to embrittlement of the metal;

г) измельчение дендритной структуры, а также формирование мелкозернистой структуры на последующих технологических операциях получения готовых изделий.d) grinding of the dendritic structure, as well as the formation of a fine-grained structure in subsequent technological operations to obtain finished products.

После завершения модифицирования остающиеся в металле включения, фазы, эвтектики и пр. должны быть максимально возможно удалены из расплава в результате рафинирующей обработки, т.к. их присутствие в металле снижает качество готовых изделий.After completion of the modification, the inclusions, phases, eutectics, etc., remaining in the metal should be removed from the melt as much as possible as a result of refining, since their presence in the metal reduces the quality of the finished product.

Эффективность решения каждой из задач зависит от состава используемых модифицирующих и рафинирующих материалов, а также технологии внепечной обработки расплава. Введение модифицирующих и рафинирующих материалов в расплав в виде порошковой проволоки обеспечивает их более эффективное применение, поскольку предотвращает преждевременное взаимодействие этих химически активных веществ со шлаком и металлом.The effectiveness of each of the tasks depends on the composition of the modifying and refining materials used, as well as the technology of out-of-furnace melt processing. The introduction of modifying and refining materials into the melt in the form of a flux-cored wire ensures their more efficient use, since it prevents the premature interaction of these chemically active substances with slag and metal.

Экспериментально установлено, что для получения максимально чистого по газам, неметаллическим включениям, фазам и т.д. металла операции модифицирования и рафинирования должны выполняться последовательно и, в соответствии с дифференциацией их задач, с применением различных материалов, вводимых порошковой проволокой. Так, для модифицирования расплава должны использоваться материалы, содержащие щелочноземельные металлы (далее ЩЗМ) и редкоземельные металлы (далее РЗМ), в частности кальций в виде силикокальция и металлического кальция, барий в виде силикобария, сплавы или соли РЗМ. Применение материалов, имеющих различные температуры плавления и кипения, снижает упругость паров кальция и расширяет температурно-временной интервал взаимодействия модифицирующего материала с расплавом и, соответственно, повышает эффективность модифицирования. Кальций в пролонгированной форме является ведущим элементом в данном материале, а количество вводимого модификатора обычно составляет 0,1-0,3 кг (в пересчете на кальций) на тонну расплава. При меньших количествах модифицирование включений оказывается недостаточным, при больших - увеличивается количество не удалившихся из металла фаз, включений и т.д., а также неоправданно возрастает стоимость обработки. При суммарном содержании металлического кальция и силикокальция в материале менее 30 и более 95 мас.% в силу вышеизложенного имеет место недо- или перемодифицирование расплава.It was experimentally established that to obtain the most pure in gases, non-metallic inclusions, phases, etc. metal modification and refining operations must be performed sequentially and, in accordance with the differentiation of their tasks, using various materials introduced by flux-cored wire. Thus, materials containing alkaline earth metals (hereinafter referred to as RZM) and rare-earth metals (hereinafter REM), in particular calcium in the form of silicocalcium and metallic calcium, barium in the form of silicobarium, alloys or salts of REM should be used to modify the melt. The use of materials having different melting and boiling points reduces the elasticity of calcium vapor and extends the temperature-time interval of the interaction of the modifying material with the melt and, accordingly, increases the efficiency of the modification. Calcium in prolonged form is the leading element in this material, and the amount of input modifier is usually 0.1-0.3 kg (in terms of calcium) per ton of melt. With smaller amounts, the modification of inclusions is insufficient, with large quantities, the number of phases, inclusions, etc., which have not been removed from the metal, increases, and the cost of processing unreasonably increases. When the total content of metallic calcium and silicocalcium in the material is less than 30 and more than 95 wt.%, Due to the foregoing, under- or over-modification of the melt takes place.

При увеличении содержания силикобария более 40 мас.% снижается доля вводимого материалом кальция и необходимо использование большего количества порошковой проволоки, что экономически нецелесообразно.With an increase in silicobarium content of more than 40 wt.%, The proportion of calcium introduced by the material decreases and the use of a larger amount of flux-cored wire is necessary, which is not economically feasible.

С увеличением содержания РЗМ в материале модификатора более 25 мас.% может иметь место образование «цериевой неоднородности» и образования большого количества высокотемпературных включений, препятствующих разливке металла на машине непрерывной разливки стали.With an increase in the REM content in the modifier material by more than 25 wt.%, The formation of “cerium inhomogeneity” and the formation of a large number of high-temperature inclusions that impede the casting of metal on a continuous steel casting machine can occur.

Для рафинирования расплава эффективно применение нерастворимых соединений, имеющих удельную плотность существенно меньше плотности расплава, способных к высокой химической сорбции оксидных и сульфидных фаз, образующих с ними легкоудаляемые из расплава комплексные включения. Установлено, что такими соединениями могут быть известь, карбонатные и галоидные соли ЩЗМ, а также карбиды (кальция и др.).For refining the melt, it is effective to use insoluble compounds having a specific gravity substantially lower than the melt density, capable of high chemical sorption of the oxide and sulfide phases, forming complex inclusions with them easily removable from the melt. It has been established that such compounds can be lime, carbonate and halide salts of alkaline earth metals, as well as carbides (calcium, etc.).

При введении их в расплав в виде смесевых наполнителей порошковой проволоки наилучшая рафинирующая эффективность достигается, когда соотношение этих соединений между собой близко к эвтектическому, что обеспечивает образование в расплаве низкотемпературных флотационно-рафинирующих жидких фаз.When they are introduced into the melt in the form of mixed filler flux-cored wires, the best refining efficiency is achieved when the ratio of these compounds to each other is close to eutectic, which ensures the formation of low-temperature flotation-refining liquid phases in the melt.

Экспериментально установлено, что количество вводимого рафинировочного материала должно быть в пределах 0,5-5 кг/т расплава. Увеличение его более 5 кг/т расплава экономически нецелесообразно.It was experimentally established that the amount of refining material introduced should be in the range of 0.5-5 kg / t of melt. An increase of more than 5 kg / t of melt is not economically feasible.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Способ использовали при изготовлении металлопроката из стали 25, имевшей перед модифицированием в ковше состав, мас.%: 0,22-0,24 С, 0,52-0,55 Mn, 0,2-0,23 Si, 0,026-0,028 S, 0,013-0,014 Р, 0,11-0,12 Cr, 0,08-0,09 Ni, 0,022-0,024 Al, Fe - остальное.The method was used in the manufacture of rolled metal from steel 25, which had a composition before mass modification in the ladle, wt.%: 0.22-0.24 C, 0.52-0.55 Mn, 0.2-0.23 Si, 0.026-0.028 S, 0.013-0.014 P, 0.11-0.12 Cr, 0.08-0.09 Ni, 0.022-0.024 Al, Fe - the rest.

Материал наполнителей порошковой проволоки для модифицирования и рафинирования получали смешением в различных соотношениях фаз и сплавов: силикокальция (30 мас.% Са), кальция металлического, силикобария (22 мас.% Ва), ферросиликоРЗМ (30 мас.% РЗМ), окислов РЗМ (79 мас.% РЗМ), извести, карбоната натрия (Na2CO3), карбоната кальция (СаСО3), карбида кальция (CaC2), плавикого шпата (CaF2), карбида кремния (SiC), хлоридов кальция (CaCl2), натрия (NaCl) и магния (MgCl2). Составы и расходы материалов на обработку расплава приведены в таблице 2.The material of the flux-cored wire fillers for modification and refining was obtained by mixing in various ratios of phases and alloys: silicocalcium (30 wt.% Ca), metallic calcium, silicobarium (22 wt.% Ba), ferrosilicon REM (30 wt.% REM), REM oxides ( 79 wt.% REM), lime, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium carbide (CaC 2 ), fluorspar (CaF 2 ), silicon carbide (SiC), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium (NaCl) and magnesium (MgCl 2 ). The compositions and costs of materials for processing the melt are shown in table 2.

Материал по прототипу имел в составе силикокальций (30 мас.% Са).The material of the prototype was composed of silicocalcium (30 wt.% Ca).

Изготовленные смеси различного состава и материал по прототипу дробили до получения фракции 0-2 мм и закатывали в стальную оболочку толщиной 0,4 мм, получая порошковую проволоку диаметром 14 мм.The prepared mixtures of various compositions and material according to the prototype were crushed to obtain a fraction of 0-2 mm and rolled into a steel shell 0.4 mm thick, obtaining a flux-cored wire with a diameter of 14 mm

При проведении экспериментов расплав из электропечи выпускали в 15 т ковш и после раскисления ферросилицием и алюминием последовательно обрабатывали порошковой проволокой с модифицирующим, а затем рафинирующим материалами. Каждый ковш обрабатывали проволокой с отличающимся составом наполнителей. Расход (см. таблицу 2) модифицирующего наполнителя (в пересчете на кальций) составлял 0,01-0,3 кг/т стали, расход рафинирующего 0,1-5,0 кг/т стали.During the experiments, the melt from the electric furnace was discharged into a 15 t ladle and after deoxidation with ferrosilicon and aluminum, it was successively treated with cored wire with modifying and then refining materials. Each bucket was treated with a wire with a different composition of fillers. The consumption (see table 2) of the modifying filler (in terms of calcium) was 0.01-0.3 kg / t of steel, the refining consumption of 0.1-5.0 kg / t of steel.

При обработке по прототипу расплав из электропечи выпускали в 15 т ковш и после раскисления ферросилицием и алюминием обрабатывали порошковой проволокой с СК 30 с расходом 0,1 кг/т стали.When processing the prototype, the melt from the electric furnace was produced in 15 tons of a ladle and after deoxidation with ferrosilicon and aluminum, it was treated with flux-cored wire with SK 30 with a flow rate of 0.1 kg / t of steel.

В процессе обработки по всем вариантам расплав продували аргоном.During processing in all cases, the melt was purged with argon.

Далее металл разливали в 7-8 т слитки, которые прокатывали на прутки диаметром 20 мм. Финишная термообработка металлопроката включала нормализацию при 880°С.Next, the metal was poured into 7-8 tons of ingots, which were rolled into bars with a diameter of 20 mm. The final heat treatment of rolled metal included normalization at 880 ° C.

Загрязненность неметаллическими включениями, а также механические свойства оценивали в готовом металле.Contamination with non-metallic inclusions, as well as mechanical properties were evaluated in the finished metal.

В таблице 1 представлены результаты определения содержания оксидов и сульфидов, а также временного сопротивления - σВ, относительного удлинения - δ и ударной вязкости (KCV) при -60°С - аН в металле, обработанном по прототипу и по вариантам, представленным в таблице 1.Table 1 presents the results of determining the content of oxides and sulfides, as well as the temporary resistance σ B , elongation δ and impact strength (KCV) at -60 ° C - and N in the metal processed according to the prototype and according to the options presented in the table one.

Из приведенных в таблицах 1 и 2 данных видно, что:From the data in tables 1 and 2, it is seen that:

1) обработка расплава согласно прототипу (вариант 0), приводит к высокой загрязненности металла оксидными и оксисульфидными (1,5 балла), а также сульфидными (1,2 балла) включениями, низким временному сопротивлению (56 кгс/см2), относительному удлинению (менее 28%) и низкотемпературной ударной вязкости (1,7 кгс*м/см2);1) the processing of the melt according to the prototype (option 0) leads to high contamination of the metal with oxide and oxysulfide (1.5 points), as well as sulfide (1.2 points) inclusions, low temporary resistance (56 kgf / cm 2 ), relative elongation (less than 28%) and low temperature impact strength (1.7 kgf * m / cm 2 );

2) обработка металла по заявляемому способу (варианты 3-14), т.е. при последовательном применении порошковых проволок с модифицирующими, (имеющими составы, мас.%: суммарное содержание кальция металлического и силикокальция 30-95, силикобарий 1-40, сумма сплавов и окислов РЗМ 1-25) и рафинирующими (имеющими составы, мас.%: известь 1-50, карбонатные соли ЩЗМ и ЩМ 1-25, карбиды 0-10, галоидные соли ЩЗМ и ЩМ - остальное) материалами с расходом соответственно 0,10-0,30 кг /т в пересчете на кальций и 0,5-5 кг/т обеспечивает снижение загрязненности по оксидным, оксисульфидным (0,9-1,0 балла) и сульфидным (0,5-0,6 балла) включениям, а также повышение временного сопротивления (более 61 кгс/см2), относительного удлинения (более 32%) и ударной вязкости (более 2,2 кгс*м/ см2);2) metal processing by the present method (options 3-14), i.e. in the sequential use of flux-cored wires with modifying (having compositions, wt.%: total content of metallic calcium and silicocalcium 30-95, silicobarium 1-40, the sum of alloys and oxides of rare-earth metals 1-25) and refining (having compositions, wt.%: lime 1-50, carbonate salts of ЩЗМ and ЩМ 1-25, carbides 0-10, halide salts of ЩЗМ and ЩМ - the rest) with materials with a flow rate of 0.10-0.30 kg / t, respectively, in terms of calcium and 0.5- 5 kg / t reduces pollution by oxide, oxysulfide (0.9-1.0 points) and sulfide (0.5-0.6 points) inclusions, as well as the increase in temporary resistance (more than 61 kgf / cm 2 ), elongation (more than 32%) and impact strength (more than 2.2 kgf * m / cm 2 );

3) обработка расплава по вариантам, отличающимся от заявленных (варианты 1 и 2) не приводит к повышению чистоты стали по неметаллическим включениям и уровня механических свойств по сравнению с прототипом.3) the processing of the melt according to options different from the declared (options 1 and 2) does not lead to an increase in the purity of steel by non-metallic inclusions and the level of mechanical properties compared to the prototype.

Таким образом, из представленных в таблицах 1 и 2 данных следует, что снижение количества оксидных, оксисульфидных и сульфидных включений в готовом металле и высокие значения временного сопротивления, относительного удлинения и ударной вязкости имеют место лишь в металле, обработанном по заявляемому способу.Thus, from the data presented in tables 1 and 2, it follows that a decrease in the number of oxide, oxysulfide and sulfide inclusions in the finished metal and high values of temporary resistance, elongation and toughness occur only in the metal processed by the present method.

Таблица 1Table 1 Загрязненность и механические свойства металла, прошедшего внепечную обработку по различным технологиямContamination and mechanical properties of metal that has undergone after-furnace treatment using various technologies № варианта (табл.1)Option No. (Table 1) Загрязненность включениями, баллInclusion pollution, point Механические свойстваMechanical properties Оксиды + ОксисульфидыOxides + Oxisulfides СульфидыSulfides σB, кгс/см2 σ B , kgf / cm 2 δ, %δ,% аН, кгс*м/см2 a N , kgf * m / cm 2 0 (прототип)0 (prototype) 1,51,5 1,21,2 5757 2828 1,61,6 1one 1,451.45 1,11,1 5757 2929th 1,61,6 22 1,351.35 1,21,2 5656 2828 1,51,5 33 1,001.00 0,60.6 6161 3333 2,32,3 4four 0,900.90 0,50.5 6262 3232 2,42,4 55 0,950.95 0,50.5 6161 3434 2,32,3 66 1,001.00 0,60.6 6161 3232 2,32,3 77 1,001.00 0,50.5 6262 3232 2,42,4 88 0,900.90 0,50.5 6262 3232 2,42,4 99 0,950.95 0,550.55 6363 3333 2,42,4 1010 1,001.00 0,60.6 6262 3232 2,42,4 11eleven 1,001.00 0,550.55 6262 3232 2,22.2 1212 1,001.00 0,550.55 6363 3333 2,42,4 1313 0,950.95 0,60.6 6464 3434 2,32,3 14fourteen 0,90.9 0,550.55 6363 3333 2,32,3

Таблица 2table 2 Составы и расход модифицирующих и рафинирующих материаловCompositions and consumption of modifying and refining materials No. Модифицирующий материал*Modifying material * Рафинирующий материалRefining material Состав, мас.%Composition, wt.% Расход, кг Са/тConsumption, kg Ca / t Состав, мас.%Composition, wt.% Расход, кг/тConsumption, kg / t СК30SK30 ФСБаFSB Кальций мет.Calcium Met FeSiPЗM + окислы РЗМFeSiPЗM + REM oxides CaOCao Карбонатные солиCarbonate salts КарбидыCarbides Галоидные солиHalide salts СаСО3 CaCO 3 Na2CO3 Na 2 CO 3 СаС2 CaS 2 SiCSiC CaCl2 CaCl 2 NaClNaCl MgCl2 MgCl 2 1one 20twenty -- -- -- 0,010.01 15fifteen 55 55 -- -- 30thirty 2525 20twenty 0,10.1 22 15fifteen -- 15fifteen -- 0,050.05 1one 15fifteen 1010 -- -- 5454 20twenty -- 0,30.3 33 15fifteen -- 15fifteen -- 0,10.1 1one 15fifteen 1010 -- -- 7474 -- -- 0,50.5 4four 50fifty -- 20twenty -- 0,10.1 50fifty -- 1010 -- -- 4040 -- -- 5,05,0 55 50fifty -- 20twenty -- 0,30.3 2525 1010 55 -- -- -- 30thirty 30thirty 1,01,0 66 9595 -- -- -- 0,20.2 15fifteen 1010 1010 -- -- 30thirty 30thirty 55 1,01,0 77 8080 1one 15fifteen -- 0,30.3 15fifteen 1010 1010 -- -- 30thirty 30thirty 55 1,01,0 88 30thirty 4040 -- -- 0,10.1 2525 1010 55 -- -- 2525 30thirty 55 3,03.0 99 8585 -- 1010 1one 0,10.1 20twenty 1010 15fifteen -- -- 3535 1010 1010 1,01,0 1010 30thirty -- -- 2525 0,20.2 50fifty 1one -- -- -- 4949 -- -- 2,02.0 11eleven 30thirty 4040 -- 2525 0,10.1 1one 15fifteen 1010 1one -- 5353 20twenty -- 2,02.0 1212 20twenty 2525 1010 77 0,20.2 1010 1010 1010 55 55 2525 2525 1010 1,01,0 1313 4040 4040 1010 1one 0,30.3 15fifteen 1010 1010 55 55 2525 30thirty -- 3,03.0 14fourteen 7575 1one 20twenty 55 0,20.2 50fifty 55 55 1one 66 3333 -- -- 1,01,0 Примечание: * В составе модифицирующего материала не указано содержание железа, на долю которого приходится остальное.Note: * The composition of the modifying material does not indicate the iron content, which accounts for the rest.

Claims (5)

1. Способ внепечной обработки железоуглеродистого расплава путем введения в расплав порошковой проволоки, отличающийся тем, что порошковую проволоку вводят в два приема, в первый из которых вводят проволоку с модифицирующим составом, а во второй - проволоку с рафинирующим составом, при этом проволока с модифицирующим составом содержит железо и кальций в виде сплава с кремнием и/или в металлической фазе при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, железо - остальное, а проволока с рафинирующим составом содержит известь, карбонатные соли щелочноземельных (ЩЗМ) и/или щелочных металлов (ЩМ), галоидные соли щелочноземельных (ЩЗМ) и/или щелочных металлов (ЩМ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь 1-50, карбонатные соли ЩЗМ и/или ЩМ 1-25, галоидные соли ЩЗМ и/или ЩМ - остальное, причем проволоку с модифицирующим составом вводят с расходом кальция 0,1-0,3 кг на тонну расплава, а проволоку с рафинирующим составом вводят с расходом 0,5-5 кг состава на тонну расплава.1. A method for out-of-furnace treatment of an iron-carbon melt by introducing a flux-cored wire into the melt, characterized in that the flux-cored wire is introduced in two steps, the first of which is introduced a wire with a modifying composition, and the second - a wire with a refining composition, while a wire with a modifying composition contains iron and calcium in the form of an alloy with silicon and / or in the metal phase in the following ratio of components, wt.%: the total content of calcium and silicocalcium is 30-95, iron is the rest, and the wire is refined it contains lime, carbonate salts of alkaline earth (alkaline earth metal) and / or alkali metals (alkali metal), halide salts of alkaline earth (alkaline earth metal) and / or alkali metals (alkaline metal) in the following ratio, wt.%: lime 1-50, carbonate salts ShchZM and / or ShchM 1-25, halide salts ShchZM and / or ShchM - the rest, and a wire with a modifying composition is introduced with a flow rate of calcium of 0.1-0.3 kg per ton of melt, and a wire with a refining composition is introduced at a rate of 0, 5-5 kg of composition per ton of melt. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проволока с модифицирующим составом дополнительно содержит силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, силикобарий 1-40, железо - остальное.2. The method according to claim 1, characterized in that the wire with the modifying composition further comprises silicobarium in the following ratio of components, wt.%: Total calcium and silicocalcium content 30-95, silicobarium 1-40, iron - the rest. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что проволока с модифицирующим составом дополнительно содержит сплавы и окислы редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, суммарное содержание сплавов и окислов РМЗ 1-25, железо - остальное.3. The method according to claim 1, characterized in that the wire with a modifying composition further comprises rare earth metal alloys and oxides in the following ratio of components, wt.%: Total calcium and silicocalcium content 30-95, total content of alloys and oxides RMZ 1-25 , iron - the rest. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что проволока с модифицирующим составом дополнительно содержит сплавы и окислы редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: суммарное содержание кальция и силикокальция 30-95, силикобарий 1-40, суммарное содержание сплавов и окислов РМЗ 1-25, железо - остальное.4. The method according to claim 2, characterized in that the wire with the modifying composition further comprises rare earth metal alloys and oxides in the following ratio of components, wt.%: Total calcium and silicocalcium content 30-95, silicobarium 1-40, total alloy content and oxides RMZ 1-25, iron - the rest. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что проволока с рафинирующим составом дополнительно содержит карбиды при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь 1-50, карбонатные соли ЩЗМ и ЩМ 1-25, карбиды 1-10, галоидные соли ЩЗМ и ЩМ - остальное. 5. The method according to claim 1, characterized in that the wire with a refining composition additionally contains carbides in the following ratio of components, wt.%: Lime 1-50, carbonate salts of ЩЗМ and ЩМ 1-25, carbides 1-10, halide salts of ЩЗМ and SchM - the rest.
RU2011102117/02A 2011-01-20 2011-01-20 Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt RU2456349C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102117/02A RU2456349C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102117/02A RU2456349C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2456349C1 true RU2456349C1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102117/02A RU2456349C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456349C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114635013A (en) * 2022-03-21 2022-06-17 上海大学 Rare earth metal wire core-spun yarn and application thereof
CN114959176A (en) * 2022-04-29 2022-08-30 宁波日月精华精密制造有限公司 Composite pellet for purifying molten steel and method for purifying molten steel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2192479C1 (en) * 2001-07-16 2002-11-10 ООО "НПП "Технология" Method of refining and modifying carbon-iron melt
RU2234541C1 (en) * 2003-05-23 2004-08-20 ОАО "Завод "Универсальное оборудование" Wire for beyond-surface processing of metallurgical melts
UA8335U (en) * 2005-06-06 2005-07-15 A WIRE FOR THE OUT-OF ûFURNACE TREATMENT OF STEEL
US7776253B2 (en) * 2005-02-07 2010-08-17 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu “Issledovatelsko-Tekhnologichesky Tsentr Ausferr” Installation for supplying materials into metallurgical unit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2192479C1 (en) * 2001-07-16 2002-11-10 ООО "НПП "Технология" Method of refining and modifying carbon-iron melt
RU2234541C1 (en) * 2003-05-23 2004-08-20 ОАО "Завод "Универсальное оборудование" Wire for beyond-surface processing of metallurgical melts
US7776253B2 (en) * 2005-02-07 2010-08-17 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu “Issledovatelsko-Tekhnologichesky Tsentr Ausferr” Installation for supplying materials into metallurgical unit
UA8335U (en) * 2005-06-06 2005-07-15 A WIRE FOR THE OUT-OF ûFURNACE TREATMENT OF STEEL

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114635013A (en) * 2022-03-21 2022-06-17 上海大学 Rare earth metal wire core-spun yarn and application thereof
CN114959176A (en) * 2022-04-29 2022-08-30 宁波日月精华精密制造有限公司 Composite pellet for purifying molten steel and method for purifying molten steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105821178B (en) The smelting process of ultra-low-carbon steel
CN102199684B (en) Production method of ultralow-oxygen titanium-containing ferrite stainless steel
CN102248142B (en) Method for producing medium and low carbon aluminum killed steel
CN102268513B (en) Method for improving castability of molten steel of medium and low carbon steel
KR20220008897A (en) Ca Addition Method to Molten Steel
EP2692874B1 (en) Environmentally friendly flux for desulfurization of molten steel
RU2456349C1 (en) Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt
RU2375462C2 (en) Wire for out-of-furnace treatment of metallurgical melts
JP5891826B2 (en) Desulfurization method for molten steel
JP7273306B2 (en) Melting method of high Al content steel
RU2443785C1 (en) Flux cored wire filler for out-of-furnace treatment of metallurgical melts
CN102477472A (en) Mild steel desulfurization refining method
RU2533263C1 (en) Method of dry steel production
RU2545856C2 (en) High-strength cryogenic austenite weldable structural steel and steel obtainment method
KR102282018B1 (en) Composite deoxidizer for steel making and cast steel and manufacturing method
RU2396359C2 (en) Powder wire for out-of-furnace treatment of melts on iron base (versions)
RU2375463C2 (en) Wire for out-of-furnace treatment of metallurgical melts
CN100376707C (en) Ferrotitanium with low silicon and its preparation method
US20220170124A1 (en) Method for recycling chromium oxide and forming chromium-alloy steel
RU2569621C1 (en) Method of producing niobium-containing steel
RU2779272C1 (en) Modifier for iron-carbon melts and method for its production
JP2004346402A (en) Method of refining steel material for spring
JP7031634B2 (en) Manufacturing method of sour resistant steel
CN101463413A (en) Composite type ladle top slag modifier and production method thereof
RU2491354C2 (en) Powder wire for secondary refining of iron-carbon melt (versions)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130121

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170121