ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
FLUX CORED WIRE FOR OUT-OF-FURNACE TREATMENT OF IRON-BASED MOLTEN METALS

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для внепечной обработки и модифицирования стали, получения стали с высоким уровнем механических свойств и повышенной чистотой по содержанию неметаллических включений, в частности алюминатов и сульфидов кальция.
Известна порошковая проволока для внепечной обработки расплавов на основе железа, содержащая полую металлическую оболочку и наполнитель в виде смеси, содержащей порошок металлического магния и ферритосиликокальциевую добавку (см. патент RU 2396359, кл. C21C 7/04, опубл. 10.08.2010). Недостатками известной проволоки являются низкая динамика насыщения расплава компонентами проволоки и заметное проявление пироэффекта, что приводит к низкой степени использования магния и повышенному расходу проволоки.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении степени усвоения кальция и магния. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что порошковая проволока для внепечной обработки расплавов на основе железа содержит полую металлическую оболочку и наполнитель в виде смеси, содержащей порошок металлического магния и ферросиликокальциевую добавку, при этом наполнитель дополнительно содержит плавиковый шпат и металлический барий или смесь металлического бария и силицида бария, в качестве ферросиликокальциевой добавки используют смесь порошков кальция, железа и сплава кальция и кремния при следующем соотношении компонентов в наполнителе, мас.%: металлический магний 30-50, кальций 10-15, сплав кальция и кремния 30-50, плавиковый шпат - до 5, суммарное содержание металлического бария или смесь металлического бария и силицида бария 10-20, железо - остальное, суммарное количество кальция составляет 20-50% от всего наполнителя.
пр
Предлагаемая порошковая проволока представляет собой полую тонкостенную стальную оболочку 1 диаметром d=10÷20 мм, в которой расположен наполнитель 2. Наполнитель состоит из порошка металлического магния, ферросиликокальциевой добавки, барийсодержащего компонента и плавикового шпата.
В качестве ферросиликокальциевой добавки используют смесь порошков при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кальций
10-15
сплав кальция и кремния
30-50
железо
остальное
причем суммарное количество кальция составляет 20-50% от всего наполнителя.
В то время, как использование кальция в чистом виде способствует эффективной десульфации расплава, сплав кальция и кремния является активным комплексным раскислителем, дегазатором стали и эффективным десульфатором, а его использование при высокой степени раскисления обеспечивает минимальное количество и оптимальную форму неметаллических включений. При испытаниях было показано, что модификация сплавом кальция и кремния оказывает большее влияние на улучшение прочностных свойства проката, проволок и отливок, чем модификация смесью порошков кальция и кремния. Дозировка кальция и сплава кальция и кремния, а также их подача в оболочку осуществляются раздельно, что обеспечивает послойную укладку и исключает необходимость перемешивания. Металлический магний обеспечивает снижение содержания серы и повышает эффективность модифицирующего воздействия кальция в расплаве, а также способствует перемешиванию, что необходимо для эффективной работы кальциевого реагента. При указанном соотношении суммарное рафинирующее влияние магния и кальция на расплав увеличивается. Опытным путем было установлено, что именно предлагаемый состав позволяет наиболее эффективно проводить внепечную обработку расплавов на основе железа.
Эффективность десульфирующего воздействия добавки на расплав мультиплицируется при добавлении барийсодержащего компонента. Барийсодержащий компонент может быть представлен в виде металлического бария или смеси металлического бария и силицида бария. Включение в наполнитель бария позволяет повысить температуру плавления и эффективность усвоения расплавом кальция и магния. Экспериментально было установлено, что суммарное количество бария в размере 10-20% от массы наполнителя является оптимальным для максимального повышения степени усвоения кальция и магния. При этом введение плавикового шпата улучшает пассивацию щелочноземельных металлов (кальция, бария, магния), что также улучшает усвоение.