UA91486C2 - Дріт для легування рідкої сталі ванадієм - Google Patents

Description

Мо 83444. Дріт для легування сталі ванадієм). Цей Суть винаходу полягає в тому, що в дроті для дріт вибрано в якості прототипу. Як відомо, в про- легування рідкої сталі ванадієм, який складається мислових умовах отримати сплав ванадію тільки с зі сталевої оболонки та порошкового заповнювача, залізом (без домішок) надзвичайно важко та й за- що містить ванадій та залізо, заповнювач дроту надто дорого, що призведе до значного подорож- додатково містить кремній, алюміній, вуглець, ма- чання дроту й підвищеним витратам на легування рганець, нікель, фосфор, сірку, мідь та миш'як при сталі. Невизначеність у вмісті, домішок, які можуть наступному співвідношенні компонентів, мас.9о: бути присутніми в сплаві, призведе до погіршення ванадій 70-85; якості сталі, що легується дротом, й навіть до тех- кремній не більше 2,0; нологічного браку при виробництві сталі. В той же алюміній не більше 4,0; час відсутність в складі заповнювача елементів, вуглець не більше 0,30; що знижують температуру розплавлення сплаву марганець не більше 0,50; ванадію с залізом та сприяють кращому розчинен- нікель не більше 0,15; ню ванадію в рідкому розплаві сталі (вуглець, мар- фосфор не більше 0,10; ганець, кремній, алюміній) призводить до того, що сірка не більше 0,10; при використанні дроту зі сплавом ванадію с залі- мідь не більше 0,10; зом, порошковий заповнювач буде мати темпера- миш'як не більше 0,10; туру розплавлення вищу за температуру рідкої залізо решта, сталі й ванадій також не буде встигати розчиняти- при цьому відношення між вмістом ванадію та ся в локальному об'ємі розплаву, що призведе до вмістом заліза в складі заповнювача становить виносу його на поверхню, підвищеному вигару й величину (2,8-10,53:1, а співвідношення між тов- зниженню ефективності процесу легування рідкої щиною сталевої оболонки дроту (мм) та кількістю сталі ванадієм. В заповнювачі дроту також не ви- порошкового заповнювача в дроті (долі) знахо- значено співвідношення між ванадієм та залізом, диться в межах (0,4-0,9)71. а, як відомо, залізо є основою для отримання Загальними з прототипом суттєвими ознаками сплаву ванадію та заліза і в разі недотримання Є: означених меж співвідношення між цими елемен- - сталева оболонка; тами сплав буде неоднорідним, окремі його частки - порошковий заповнювач, що містить ванадій можуть бути перенасичені ванадієм, а інші містити та залізо. його недостатньо, що призводить до нестабільних Суттєвими ознаками, що відрізняються від результатів при використанні дроту. Відсутність прототипу, є: регламентації в товщині сталевої оболонки та кі- - заповнювач дроту додатково містить кремній, лькістю заповнювача в дроті, призведе при вико- алюміній, вуглець, марганець, нікель, фосфор, ристанні такого коштовного легуючого матеріалу сірку, мідь та миш'як при наступному співвідно- як ванадій до того, що після розплавлення стале- шенні компонентів, мас.9о: вої оболонки в локальному об'ємі розплаву може ванадій 70-85; вивільнитися така кількість ванадію, що не встигне кремній не більше 2,0; розчинитися в сталі, або навпаки, його буде за- алюміній не більше 4.0; надто мало, що призведе до підвищених витрат вуглець не більше 0,30; при використанні дроту й зниженню ефективності марганець не більше 0,50; його використання. нікель не більше 0,15;

В основу винаходу поставлена задача удоско- фосфор не більше 0,10; налення дроту для легування рідкої сталі ванадієм сірка не більше 0,10; шляхом зміни складу заповнювача введенням до мідь не більше 0,10; нього додаткових елементів та встановленням миш'як не більше 0,10; означених меж співвідношення як між окремими залізо решта, складовими частками дроту між собою, так і всього - відношення між вмістом ванадію та вмістом дроту в цілому. Рішення цієї задачі дає змогу при заліза в складі заповнювача становить величину використанні дроту стабільно отримувати в сере- (2,8-10,5):11; дині дроту однорідний заповнювач з рівномірним - співвідношення між товщиною сталевої обо- розподілом всіх складових елементів як в перерізі, лонки дроту (мм) та кількістю порошкового запов- так і по довжині дроту з необхідною температурою нювача в дроті (долі) знаходиться в межах (0,4- розплавлення й підвищеними властивостями до 0,9). швидкого розчинення ванадію в рідкому розплаві Наведені вище ознаки є необхідними й доста- сталі, синхронізувати в часі процеси розплавлення тніми для всіх випадків, на які розповсюджується сталевої оболонки в локальній зоні, нагріву поро- область застосування винаходу. шкового заповнювача до температури навколиш- Між суттєвими ознаками і технічним результа- нього металу та вивільнення саме зазначеної кіль- том - підвищенням та стабілізацією на високому кості ванадію в розплав, що значно прискорює рівні ступеня засвоєння ванадію, зменшенням тех- процес розчинення ванадію в сталі. Це дозволяє нологічного браку металу, зниженням витрат дроту підвищити та стабілізувати на високому рівні сту- та підвищенням ефективності використання вана- пінь засвоєння ванадію, зменшити технологічний дію - існує причинно-наслідковий зв'язок, який по- брак металу, знизити витрати дроту та підвищити яснюється наступним чином. Дріт зі всіма означе- ефективність використання ванадію. ними межами співвідношення як між окремими складовими частками, так і в цілому, стабільно занурюється в ківш з рідкою сталлю на достатню тивності використання ванадію. До того ж запов- глибину. В локальній зоні взаємодії з розплавом нювача буде занадто мало, що призведе до під- сталева оболонка розплавляється, порошковий вищених витрат при використанні дроту й знижен- заповнювач вивільняється й ванадій починає роз- ню ефективності його використання. Якщо ж чинятися в об'ємі рідкої сталі, підвищуючи вміст до вказане співвідношення буде менше, ніж 0,40:1, це необхідної величини хімічного аналізу заданої призведе до виготовлення дроту з тонкою оболон- марки сталі. Присутність в складі заповнювача в кою й при його використанні оболонка розплавля- зазначених межах таких елементів як вуглець, тиметься на недостатній глибині, порошковий за- марганець, кремній, алюміній дозволяє знизити повнювач вивільнятиметься в розплав в надмірній температуру розплавлення сплаву ванадію с залі- кількості в верхніх шарах металу, ванадій не всти- зом й сприяє більш швидкому розчиненню ванадію гатиме розчинитися в сталі, що призведе до зни- в локальній зоні рідкого розплаву сталі. В разі від- ження ступеня засвоєння ванадію і, як слід, зни- сутності вказаних елементів в зазначених межах женню ефективності використання ванадію, порошковий заповнювач буде мати температуру підвищеним витратам дроту. Процес обробки рід- розплавлення вищу за температуру рідкої сталі й кої сталі дротом зі всіма вказаними параметрами ванадій не буде встигати розчинятися в локально- перебігає спокійно, без викидів та виносу порошку му об'ємі розплаву, що призведе до виносу його на на поверхню, стабільно забезпечуючи високий поверхню, підвищеному вигару й зниженню ефек- рівень засвоєння ванадію й необхідний його вміст тивності процесу легування рідкої сталі ванадієм. в сталі на заданій нижній межі.

Як відомо, в промислових умовах отримати сплав Проведений аналіз показав, що винахід, який ванадію тільки с залізом (без домішок) надзвичай- заявляється, має новизну та винахідницький рі- но важко та й занадто дорого, що призведе до вень й саме зазначена сукупність суттєвих ознак значного подорожчання дроту й підвищеним ви- забезпечує технічний результат - підвищення та тратам на легування сталі. Наявність та визначені стабілізація на високому рівні ступеня засвоєння межі вмісту в складі заповнювача таких домішок як ванадію, зменшення технологічного браку металу, нікель, фосфор, сірка, мідь та миш'як з одного бо- зниження витрат дроту та підвищення ефективно- ку дозволяє використовувати при виробництві сті використання ванадію. дроту недефіцитні матеріали як (наприклад - фе- Готують порошковий дріт наступним чином. рованадій), а з другого використовувати дріт при Сталеву стрічку профілюють в жолобоподібну легуванні спеціальних марок сталі з дуже низьким оболонку. Дозованими порціями з бункеру запов- вмістом домішок (сірки «0,00395, загальний вміст нюють оболонку порошком, що містить ванадій, нікелю, фосфору, сірки, міді та миш'яку «0,05965). залізо та інші зазначені елементи, який рівномірно

Невизначеність у вмісті вказаних домішок може розподіляється по жолобу оболонки. Потім за до- призвести до погіршення якості сталі, що легуєть- помогою роликових клітей обтискають оболонку і ся дротом по вмісту ванадію, й навіть до техноло- формують замок. Готовий дріт намотується на гічного браку при виробництві сталі. Визначене котушку і поставляється у відділення обробки ста- відношення між вмістом ванадію та вмістом заліза лі. в складі заповнювача в межах (2,8-10,5):1 дозво- На одному з металургійних підприємств в ста- ляє стабільно отримувати в середині дроту одно- леплавильному цеху проведено випробування рідний заповнювач з рівномірним розподілом всіх запропонованого дроту. В кисневому конверторі складових елементів як в перерізі, так і по довжині виплавляють сталь 10Г2ФБ (межі вмісту ванадію - дроту. В разі недотримання означених меж спів- 0,05-0,09905), випускають в 150-тонний ківш та пе- відношення між цими елементами сплав буде не- редають на установку позапічної обробки, яка об- однорідним, окремі його частки можуть бути пере- ладнана трайбапаратами для введення дроту, де насичені ванадієм, а інші містити його проводять розкислення, усереднювальну продувку недостатньо, що призводить до нестабільних ре- та інші необхідні технологічні дії. Потім відбирають зультатів при використанні дроту. Співвідношення пробу металу, визначають вміст в металі ванадію між товщиною сталевої оболонки дроту (мм) та й розраховують ту кількість ванадію, що необхідно кількістю порошкового заповнювача в дроті (долі) ввести у ківш у вигляді порошкового дроту. Після в межах (0,4-0,99:1 обумовлене синхронізацією цього за допомогою трайбапарату вводять порош- процесу розплавлення сталевої оболонки, нагріву ковий дріт 1Змм в оболонці із сталі О0впс (товщи- порошкового заповнювача до температури навко- на оболонки 0,45 мм) із заповненням матеріалом, лишнього металу й вивільненням в локальній зоні що містить наступні елементи, мас. 9о: ванадій - розплаву саме такої кількості ванадію, що встигне 81,0, кремній - 1,5, алюміній - 1,5, вуглець - 0,3, розчинитися в сталі. Все це дозволяє значно під- марганець - 0,4, нікель - 0,10, фосфор - 0,05, сірка вищити й стабілізувати на високому рівні ступінь - 0,05, мідь - 0,05, миш'як - 0,05, залізо - 15,0. За- засвоєння ванадію, зменшуючи його вигар. Якщо повнення дроту складає 420 г/м, вміст заповнюва- відношення між товщиною сталевої оболонки дро- ча в дроті - 0,75 (долі) або 75 95, вміст ванадію - ту (мм) та кількістю порошкового заповнювача в 60,8 95. Співвідношення між товщиною сталевої дроті (долі) буде більше, ніж 0,91, порошковий оболонки дроту (мм) та кількістю порошкового за- заповнювач вивільнятиметься в розплав з темпе- повнювача в дроті (долі) становило 0,6:1. Відно- ратурою нижчою, ніж у навколишнього металу і шення між вмістом ванадію та вмістом заліза в будуть додаткові втрати на підігрів та розчинення складі заповнювача складало величину 5,4:1. матеріалу, що містить ванадій, зниження темпера- Вводять 200 м дроту (0,75 кг/т). Перед введенням тури сталі в ковші, та, як наслідок, зниження ефек- дроту вміст ванадію в сталі був 0,007 95 Приріст вмісту ванадію в готовому металі склав 0,0448 95 й левої оболонки дроту (мм) та кількістю порошково- вміст ванадію в готовому металі становив 0,0518 го заповнювача в дроті (долі) становило 0,38:1. до, причому випадів по вмісту ванадію на нижній Ступінь засвоєння ванадію на порівнювальних межі не було. Проведено 20 обробок. Мінімальний обробках складав 77-100 95, що призвело в трьох ступінь засвоєння ванадію склав 95 95, середній - випадках до випаду по вмісту ванадію від заданої 98,8 9о, технологічний брак був відсутній. нижньої межі й технологічного браку металу - 2,4

На цій же установці позапічної обробки металу Уо. Для внесення в готовий метал такої ж кількості обробляли сталь 10Г2ФБ порошковим дротом з ванадію, як і у винаходу, що заявляється, із гаран- заповненням сплавом ванадію (72 9о) та заліза (28 тованим забезпеченням заданого вмісту ванадію в до), відношення між вмістом ванадію та вмістом сталі витрати цього дроту становили 0,98 кг/т, або заліза - 2,6:1. Заповнення дроту Є 13 мм (товщина були вищими на 30,7 95. До того вартість дроту оболонки 0,33 мм) складало 460 г/м, вміст запов- внаслідок використання в заповнювачі коштовного нювача в дроті - 0,87 (долі) або 87 95, вміст вана- сплаву ванадію та заліза (без домішок) була на 45 дію - 62,6 95. Співвідношення між товщиною ста- до вищою.

Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601