FR2796398A1

FR2796398A1 - Coating for calcium particle wire treating molten steel, comprises mineral powder with solid microparticles amounting to small percentage of final mixture

Info

Publication number: FR2796398A1
Application number: FR9909199A
Authority: FR
Inventors: Philippe Grassi
Original assignee: Pechiney Electrometallurgie SAS
Current assignee: Ferropem SAS
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2001-01-19
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: FR2796398B1

Abstract

The inert material is a mineral powder comprising solid microparticles, amounting to only 0 - 5 weight % of the final mixture. An Independent claim is included for the coated wire.

Description

GRENAILLE DE CALCIUM METAL POURLE TRAITEMENTDE L'ACIER PARLA TECHNIQUE DU FIL FOURRE DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne une grenaille de calcium métal typiquement destinéeà la fabrication de fil fourré pour traitement de l'acier en fusion. CALCIUM GRENESE METAL FOR PROCESS TECHNIQUE TECHNICAL FIELD The invention relates to a metal calcium shot typically intended for the production of cored wire for the treatment of molten steel. .

ETAT DE LA TECHNIQUE Le calcium métal est utilisé en sidérurgie sous forme de grenailles conditionnées en fil fourré, pour le traitement inclusionnaire de l'acier en fusion. Ce fil est notamment utilisé pour permettreà l'acier de couler librement en fin d'opérationà travers une busette de faible diamètre sans que celle-ci ne soit encrassée, voire bouchée, par le laitier alumineux. STATE OF THE TECHNIQUE Calcium metal is used in the steel industry in the form of shots packed in flux-cored wire, for the inclusion processing of molten steel. This wire is used in particular to allow to the steel to flow freely at the end of operation to through a small diameter nozzle without it being fouled or blocked by aluminous slag.

La tension de vapeur du calciumà la température de l'acier liquide est d'environ0,7 MPa et pour éviter une réaction trop violente lorsque le calcium est introduit dans l'acier liquide, on chercheà immerger rapidement ce dernier dans l'acier fondu pour que l'accroissement dela pression métallostatique compense au moins partiellement la montée en pression de la vapeur de calcium dueà sa montée en température. The vapor pressure of calcium at the temperature of the liquid steel is about 0.7 MPa and to avoid a too violent reaction when calcium is introduced into the liquid steel, it is sought to quickly immerse the latter in the molten steel so that the increase in metallostatic pressure at least partially offsets the rise in pressure of the steam. of calcium due to its rise in temperature.

Les solutions utilisées dans l'art antérieur consistentà mélangerà la grenaille de calcium un produit inerte qui constitue un ballast thermique. Le plus courant de ces ballasts thermiques est la poudre de fer. Mais il faut une grande quantité de ballast thermique pour que celui-ci soit efficace: en général, on conditionne en fil fourré un mélange de70% de poudre de fer et de30% de grenaille de calcium métal. Ces mélanges contiennent une grande proportion de produits inertes. Pour effectuer le traitement inclusionnaire avec une quantité donnée de calcium, il faut donc introduire une quantité de mélange d'autant plus grande quela proportion d'inertes est importante et ceci grève le coût du traitement de l'acier, le conditionnement en fil fourré étant une technique particulièrement coûteuse. The solutions used in the prior art consist of mixing calcium carbonate shot with an inert product which constitutes a thermal ballast. The most common of these thermal ballasts is iron powder. But a large quantity of thermal ballast is needed for this to be effective: in general, a mixture of 70% iron powder and 30% calcium metal shot. These mixtures contain a large proportion of inert products. To perform the inclusion treatment with a given amount of calcium, it is necessary to introduce a quantity of mixture all the greater than the proportion of inert is important and this strike the cost of the treatment of the steel, the filling of cored wire being a particularly expensive technique.

PROBLEME POSE L'inventiona pour but d'obtenir une grenaille de calcium présentant visà vis de l'acier liquide une réactivité ralentie sans avoir recoursà l'ajout d'inertes en quantités notables. PROBLEM POSE The invention has purpose to obtain a shot of calcium with screws to screws of liquid steel a slowed reactivity without having use to the addition of inertes in significant quantities.

OBJET DE L'INVENTION L'objet de l'invention est un mélange pour garnissage defil fourré, typiquement destiné au traitement de l'acier en fusion, comprenant dela grenaille de calcium métal et un produit inerte, caractérisé en ce que ledit produit inerte est une poudre minérale constituée de microparticules solides dont la masse totale ne représente que0 à 5 % de la masse du mélange final. Il s'agit donc d'une grenaille de calcium contenant plus de95 % de calcium métal et dont la conductibilité thermiqueà haute température est notablement diminuée par ajout d'une faible quantité de micro particules solides. BRIEF OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is a stuffed-fill packing mixture, typically for treating molten steel, comprising the metal calcium grit and an inert product, characterized in that said inert product is a mineral powder consisting of solid microparticles whose total mass represents only 0 to 5% of the mass of the final mixture. It is therefore a calcium shot containing more than 95 % calcium metal and whose thermal conductivity to high temperature is significantly decreased by adding a small amount of micro solid particles.

L'idée de départ de la demanderesse était de fixerà la surface du calcium une couche de produit minéral inerte capable de formerà la surface du calcium une barrière thermique capable de ralentir de façon significative la montée en température de la grenaille lorsque, logée en fil fourré, elle était introduite dans l'acier en fusion. The original idea of the Applicant was to fix to the surface of calcium a layer of inert mineral product capable of forming at the surface of calcium a thermal barrier capable of slowing down significantly increased the temperature of the shot when, housed in flux-cored wire, it was introduced into the molten steel.

L'expériencea montré que cette façon d'opérer était peu performante; elle implique en effet pour obtenir un résultat significatif, la mise en oeuvre d'une fraction importante de produit minéral inerte, ce qui ne résout pas le problème du coût du traitement de l'acier. Experience has shown that this way of operating was inefficient ; it implies indeed to obtain a significant result, the implementation of a large fraction of product inert mineral, which does not solve the problem of the cost of steel processing.

De façon inattendue, ila été constaté au contraire

Unexpectedly, it has been found on the contrary

- <SEP> que <SEP> les <SEP> résultats <SEP> étaient <SEP> bien <SEP> meilleurs <SEP> si <SEP> la <SEP> poudre <SEP> minérale <SEP> était <SEP> mélangée <SEP> à
<tb> la <SEP> grenaille <SEP> de <SEP> calcium <SEP> sans <SEP> être <SEP> fixée <SEP> à <SEP> sa <SEP> surface.
<tb> - <SEP> que <SEP> le <SEP> talc <SEP> et <SEP> la <SEP> silice, <SEP> produits <SEP> non <SEP> inertes <SEP> vis <SEP> à <SEP> vis <SEP> du <SEP> calcium, <SEP> donnaient <SEP> de
<tb> bien <SEP> meilleurs <SEP> résultats <SEP> que <SEP> les <SEP> autres <SEP> produits <SEP> minéraux. De plus, il a été constaté que ces produits étaient d'autant plus performants qu'ils se présentaient avec une granulométrie fine. Pour le talc, le diamètre médian ne doit pas dépasser50 pm, et de préférence rester inférieurà 20 pm. Pour la silice, le diamètre médian ne doit pas dépasser10 pm, et de préférence rester inférieurà 5 pm. - <SEP> that <SEP> the <SEP> results <SEP> were <SEP> well <SEP> better <SEP> if <SEP> the <SEP> powder <SEP> mineral <SEP > was <SEP> mixed <SEP> to 
<tb> the <SEP> shot <SEP> of <SEP> calcium <SEP> without <SEP> being <SEP> fixed <SEP> at <SEP> its <SEP> surface.
<tb> - <SEP><SEP><SEP> talc <SEP> and <SEP><SEP> silica, <SEP> products <SEP> no <SEP> inert <SEP > screw <SEP> to <SEP> screws <SEP> of <SEP> calcium, <SEP> gave <SEP> of
<tb> well <SEP> better <SEP> results <SEP> than <SEP><SEP> other <SEP> products <SEP> minerals. In addition, it was found that these products were all the more effective they were presented with a fine grain size. For talc, the median diameter shall not exceed 50 pm, and preferably remain at <20 μm. For silica, the median diameter shall not exceed 10 pm, and preferably remain below at 5 pm.

EXEMPLES Exemple1 Un échantillon de 4g de grenaille de calcium en01,6 mm est logé dans un tube en quartz (diamètre intérieur5 mm, épaisseur Imm, longueur35 cm ferméà l'une de ses extrémités. La hauteur initiale du calcium est de100 mm. Le tube, présenté en position verticale, est introduit pendant15 minutes dans un four réguléà 1450'C, sur toutela zone contenant la grenaille de calcium. On constate que le calcium se volatilise et vu se condenser sur la partie froide du tube située au-dessus de la zone chaude du four. EXAMPLES Example 1 A sample of 4 g of calcium shot in 01.6 > mm is housed in a quartz tube (inside diameter 5 mm, thickness Imm, length 35 cm closed at one of its ends The initial height of the calcium is 100 mm The tube, presented in a vertical position, is introduced for 15 minutes in a controlled oven to 1450'C, over any area containing the calcium shot.It is found that the calcium is volatilized and condensed on the cold part of the tube above the hot zone of the oven.

Dans la présente opération, le dépôt de calcium sur le tube émergeantdu four, se produit sur une longueur de100 mm. In the present operation, calcium deposition on the emerging tube of the furnace occurs over a length of 100 mm.

Exemple 2: L'expérience du premier exemple est refaite avec un mélange de 1,2g de grenaille de calcium et de2,8 g de poudre de fer en granulométrie 0200 pm. Dans la présente opération, le dépôt de calcium sur le tube émergeant du four, se produit sur une longueur de90 mm. Example 2: The experiment of the first example is repeated with a mixture of 1.2 g calcium granules and 2.8 g of iron powder in particle size 0200 μm. In the present operation, calcium deposition on the tube emerging from the furnace occurs over a length of 90 mm.

Exemple3 - L'expérience du premier exemple est refaite avec un mélange de 4g de grenaille de calcium et de 0,12g de poudre d'aluminate de chaux en particules de diamètre médian D5o <B≥ 20 pm. Example 3 - The experience of the first example is redone with a mixture of 4 g of calcium shot and of 0.12 g of lime aluminate powder in particles of median diameter D5o <B≥ 20 μm.

Dans la présente opération, le dépôt de calcium sur le tube émergeant du four, se produit sur une longueur de80 mm. In the present operation, calcium deposition on the tube emerging from the furnace occurs over a length of 80 mm.

Exemple 4: L'expérience du premier exemple est refaite avec un mélange de 4g de grenaille de calcium et de0, 12g de talc en granulométrie D5o <B≥ 20 pm. Example 4: The experiment of the first example is repeated with a mixture of 4 g of calcium shot and 0, 1 2 g of talcum granulometry D5o <B≥ 20 pm.

Dansla présente opération, le dépôt de calcium sur le tube émergeantdu four, se produit sur une longueur de 10mm. Exemple5 : L'expérience du premier exemple est refaite avec un mélange de 4g de grenaille de calcium et de 0,12g de silice en particules sphériques de granulométrie D,5o <B≥ 5 pm. In the present operation, calcium deposition on the emerging tube of the furnace, occurs over a length of 10mm. Example 5 : The experience of the first example is redone with a mixture of 4 g of calcium shot and 0.12 g of silica in spherical particles of particle size D, 5o <B≥5 pm.

Dansla présente opération, le dépÔt de calcium sur le tube émergeant du four, se produit sur une longueur de5 mm. In the this operation, the calcium deposition on the tube emerging from the furnace, occurs over a length of 5 mm.

Exemple6: On fabrique un fil fourré de diamètre 16 mm constitué d'une gaine en acier doux d'épaisseur0,38 mm et rempli d'un mélange30 % de grenaille de calcium en granulométrie D5o <B≥ 1,6 mm et de70 % de poudre de fer en granulométrie D--o= 200 pm. Example 6: A 16 mm diameter cored wire is manufactured from a mild steel sheath of 0.38 mm and filled of a mixture 30 % of calcium granules in particle size D5o <B≥ 1,6 mm and 70% of iron powder in granulometry D- -o = 200 μm.

Ce fil est utilisé pour traiter une poche d'acier, l'objectif est de couler l'acier en fin d'opérationà travers une busette de diamètre0 17 mm ce qui nécessite d'introduire dans l'acier en fusion 140g de calciumà la tonne. This wire is used to treat a steel pocket, the objective is to sink the steel at the end of the operation to through a nozzle of diameter 0 17 mm which requires the introduction of molten steel 140 g calcium to per ton.

La vitesse d'injection du fil est de 3m/s. En fin d'opération on constate que le rendement calcium obtenu est de12,5%. The injection speed of the thread is 3m / s. At the end of the operation, it is found that the calcium yield obtained is 12.5%.

Exemple7 On fabrique un fil fourré de diamètre9 mm constitué d'une gaine en acier doux d'épaisseur0,38 mm et rempli d'un mélange constitué de97 % de grenaille de calcium en granulométrie01 mm et de3 % de poudre de silice en particules sphériques diamètre médian D5o <B≥ 5 pm. Example 7 A cored wire with a diameter 9 mm is manufactured from a mild steel sheath 0.38 mm and filled with a mixture of 97% calcium granules 01 mm and 3% silica in spherical particles median diameter D5o <B≥5 pm.

Comme dans l'exemple précédent, ce fil est utilisé pour traiter une poche d'acier; la capacité de la poche est identique -à celle de l'exemple précédent; l'objectif est de couler l'acier en fin d'opérationà travers une busette de diamètre0 17 mm, ce qui nécessite d'introduire dans l'acier en fusion 140g de calciumà la tonne. As in the previous example, this wire is used to treat a steel ladle; the capacity of the pocket is identical - to that of the previous example ; the objective is to sink the steel at the end of the operation to through a nozzle of 0 17 mm diameter, which requires introducing into the molten steel 140 g of calcium to the tonne.

La vitesse d'injection du fil est de 3m/s. En fin d'opération on constate que le rendement calcium obtenu est de 17,4%. The injection speed of the thread is 3m / s. At the end of the operation it is found that the calcium yield obtained is 17.4 %.

AVANTAGES DU PROCEDE SELON L'INVENTION Diminution du coût du traitement inclusionnaire du métal liquide

BENEFITS OF THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION Decrease in the Cost of the Inclusive Processing of Liquid Metal

Claims

REVENDICATIONS 1) Mélange pour garnissage de fil fourré, typiquement destiné au traitement de l'acier en fusion, comprenant de la grenaille de calcium métal et un produit inerte, caractérisé en ce que ledit produit inerte est une poudre minérale constituée de microparticules solides dont la masse totale ne représente que0 à 5 % de la masse du mélange final. 2) Mélange selon la revendication1 où ladite poudre minérale ajoutéeà la grenaille de calcium comprend du talc. 3) Mélange selonla revendication 2 où les particules de talc ont un diamètre moyenD50 inférieurà 50 pm. 4) Mélange selon la revendication1 où ladite poudre minérale ajoutéeà la grenaille de calcium comprend de la silice amorphe. 5) Mélange selon la revendication 4 où les particules de silice ont un diamètre moyenD50 inférieurà 10 p m. 6) Fil fourré destiné au traitement de l'acier en fusion, caractérisé en ce qu'il est garni du mélange selon l'une des revendications précédentes. 1 1) Mixture for filling filled cored wire, typically intended for the treatment of molten steel, comprising calcium metal shot and an inert product, characterized in that that said inert product is a mineral powder consisting of solid microparticles whose total mass represents only 0 to 5% of the mass of the final mixture. 2) The blend of claim 1 wherein said mineral powder added to the calcium grit comprises talc. 3) Blend according to the claim 2 wherein the talc particles have a mean diameter D50 to 50 pm. 4) The blend of claim 1 wherein said mineral powder added to the calcium grit comprises amorphous silica. 5) A blend according to claim 4 wherein the silica particles have an average diameter D50 of <10 B m. 6) Filled wire for the treatment of molten steel, characterized in that it is lined with the mixture according to one of the preceding claims.