FEATURES OF USING INSTEEL® MODIFIERS. INDUSTRIAL TESTING
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2025-5-24-31Keywords:
powder wire, steel refining, nonmetallic inclusions, calcium absorption, processing cost, calcium, bariumAbstract
Producing metal with low non-metallic inclusion contamination remains a pressing challenge for metallurgical engineers. One key area for improving steel refining technology is selecting optimal compositions of refining alloys to enhance secondary metallurgy efficiency. This study presents results from using cored wire containing alkaline earth metals (Ca, Ba) at large-scale steelmaking plants. The research highlights the mechanism of non-metallic inclusion removal when using alkaline earth metal complexes compared to conventional calcium-based materials. Notably, the SiCaBa modifier demonstrated significantly improved calcium yield stability, enabling more reliable prediction of residual calcium content in molten steel. This helps prevent calcium over modification and reduces risks of additional non-metallic inclusion formation. Industrial trials of INSTEEL® cored wire under various production conditions showed consistent trends: reduced non-metallic inclusion contamination; increased calcium yield efficiency (29.9% at Ural Steel JSC, 14.6% at KSP Steel LLP, and 23.5% at EVRAZ NTMK JSC); improved cleanliness ratings: at Ural Steel JSC (17G1SU grade): Brittle silicate max score decreased from 4.0 to 2.5; non-deformable silicates from 4.0 to 3.0; at EVRAZ NTMK JSC (OS grade). Non-deformable silicate contamination reduced from 2.75 to 2.47; 12.9% reduction in refining treatment costs. The findings demonstrate that complex alkaline earth metal alloys offer measurable advantages in secondary metallurgy processing compared to standard calcium treatments.
References
Нарита К. Кристаллическая структура неметаллических включений в стали / пер. с япон. — М.: Металлур-гия, 1969. — 191 с.
Физико-химические свойства окислов: справочник / Г. В. Самсонов, А. Л. Борисова, Т. Г. Жидкова и др.; под ред. Г. В. Самсонова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1978. — 471 с.
Явойский В. И., Близнюков С. А., Вишкарев А. Ф. и др. Включения и газы в сталях. — М.: Металлургия, 1979. — 272 с.
Шпис Х. И. Поведение неметаллических включений в стали при кристаллизации и деформации / пер. с нем. — М.: Металлургия, 1971. — 125 с.
Голубцов В. А., Милюц В. Г., Цуканов В. В. Влияние комплексного модифицирования на загрязненность неметаллическими включениями судостроительной стали // Тяжелое машиностроение. 2013. № 1. С. 2–5.
Голубцов В. А., Дынин А. Я., Милюц В. Г., Цуканов В. В. Применение микрокристаллических модификато-ров для получения крупных слитков // Тяжелое машиностроение. 2013. № 6–7. С. 3–9.
Голубцов В. А., Рябчиков И. В., Яровой К. И. и др. Эффективность применения барийсодержащих ком-плексных ферросплавов при выплавке стали // Сталь. 2013. № 8. С. 32–35.
Бакин И. В., Шаповалов А. Н., Кузнецов М. С., Шабурова Н. А. Промышленные испытания микрокристал-лических комплексных сплавов с ЩЗМ при выплавке трубной стали // Сталь. 2020. № 11. С. 21–25.
Шаповалов А. Н., Голубцов В. А., Бакин И. В., Рябчиков И. В. Применение комплексных модификаторов для снижения загрязненности стали коррозионно-активными неметаллическими включениями // Черные метал-лы. 2020. № 6. С. 4–10.
Куницын Г. А., Кузнецов М. С., Шаповалов А. Н., Бакин И. В. Применение комплексных модификаторов при производстве стали с повышенными требованиями по неметаллическим включениям // Черные металлы. 2022. № 5. С. 9–15.
Бакин И. В., Шаповалов А. Н., Каляскин А. В., Кузнецов М. С. Влияние бария и стронция на степень усвое-ния кальция при внепечной обработке стали комплексными модификаторами с щелочноземельными ме-таллами // Известия вузов. Черная металлургия. 2023. Т. 66. № 1. С. 97–104.
Быков П. О., Тусупбекова М. Ж., Абсолямова Д. Р., Дейграф И. Э. Модифицирование стали барийсодержа-щими модификаторами // Наука и техника Казахстана. 2022. № 2. С. 73–80.
Nafisi S., Jordan J., Souza C. D. et al. A Study of Ca-Modification Process in Al-Killed Steels // AISTech 2012 – Iron and Steel Technology Conference Proceedings. 2012. P. 1195–1205.
Бигеев В. А., Сычков А. Б., Исаев М. К. Сравнительный анализ применения кальциевых материалов для раскисления и легирования стали // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2020. Т. 11. № 1. С. 17–20.
Нефедьев С. П., Харченко М. В., Важенин И. Е. Совершенствование технологии внепечной обработки стали с повышенными требованиями по неметаллическим включениям // Наука и производство Урала. 2022. № 18. С. 17–21.
Хорошилов А. Д., Сомов С. А., Католиков В. Д. и др. Опыт применения кальцийсодержащей инжекционной проволоки с наполнителем из электролитического кальция на этапе внепечной обработки стали // Известия вузов. Черная металлургия. 2023. Т. 66. № 3. С. 337–343.
Чичкарев Е. А., Троцан А. И., Казачков Е. А., Назаренко Н. В. Механизм усвоения кальция при обработке стали в ковше // Вестник Приазовского государственного университета. 2005. № 5. С. 1–5.
Ueshima Y., Kato H., Kondo K., Mizoguchi T. Dissolution Behavior of Calcium into Molten Steel // High Tempera-ture Materials and Processes. 2012. V. 31. № 4–5. С. 431–438.
Ботников С. А. Физико-химические расчеты сталеплавильных процессов и прогнозные модели для произ-водства чистых сталей // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлур-гия». 2023. Т. 23. № 4. С. 24–35.
Ботников С. А. Разработка комплексной технологии получения стали высокой чистоты в условиях совре-менных сталеплавильных цехов: дис. … д-ра техн. наук. — Челябинск, 2023. — 438 с.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
