Экзотермическая шлакообразующая смесь для разливки стали

Экзотермическая шлакообразующая смесь для разливки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включакядая древесные яаакк, марганцевую руду, плавикошлй шпат, силикатную глыбу и вермикулит, 6 т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества поверхности слитка и улучшения его макроструктуры, снижения трудоемкости при зачистке мета лла, повьпнення терщики безопасности и снижения себестоимости смеси, она дополнительно содержит кокс и натриевую или калиевую селитру при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Древесные опилкиВ-16 Натриевая или калиевая селитра3-7 Кокс5-11 Марганцевая руда7-13 Плавиковый шпат12-18 Силикатная глыба7-13 ВермикулитОстальное 2.Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что кокс, марганцевая руда, плавиковый шпат и Сйликатнаа глыба имеют следующий $)акциош1Ый состав, мас.%: 0,063-0,3 ас 0,31 -3,0 ммi 20 3.Смесь по п. 1, о т л и ч а ю .. ш а я с я тем, что натриевая шга калиевая селитра имеет следующий фрашшоэ ный состав, мас.%: 0,063-0,3 мм 70 О,31 -3,О мм . ЗО оо О) ОО 00

„„SU„„1031638 A СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

- РЕСПУБЛИК

3<я> В 22Ý 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3346772/22-02 (22) 19. 10.81 (46) 30.07.83; Бюл, М 28 (72) B. А. Носов, Б. П. Шиленко и П. П. Семененко (7 1) Металлургический . ордена Трудового

Красного Знамени завод им. А. К. Серо(53) 669. 18:621.746 589(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 263819, кл. В 22D 7/00, 1969.

2. Сб. трудов Производство стали .

ДОННИИЧермет, 1966; вып. 4, с. 222.

3. Авторское свидетельство СССР

34 551117. кл B.223 27/04 1975. (54) (57) 1. ЗКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ

ШЛАКООБРАЗУ101ИАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗ

ЛИВКИ СТАЛИ, включающая древесные опижси, марганцевую руду, плавиковый шпат, силикатцую глыбу- и вермикулит, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества поверхности слитка и улучшения его макроструктуры, снижения трудоемкости при зачистке мета лла, повышения техники безопасности и снижения себестоимости смеси, она дополнительно содержит кокс и натриевую или калиевую селитру при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Древесньж опилки .8-16

Натриевая или калиевая сВ ïèтра 3-7

Кокс 5-1 1

Марганцевая руда 7-13

Плавиковый шпат 12-18

Силикатная глыба 7-13

Вермикулит Остальное

2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кокс, марганцевая руда, цлавиковый шпат и силикатная глыба имеют следующий фракционный состав, мас.%:

0,063-0,3 мм Ъ 80

0,31 -3,0 мм < 20

3. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что натриевая или «алиевая селитра имеет следующий фракционO ный состав, мас.%:

0,063-0,3 мм Ъ 70

0,31 -3,0 мм 4 30 Ю смесь горит достаточно интенсивно с образованием жидкого шлака с самого начала разливки. Поэтому по всей высоте слитка достигается хорошая поверхность, а присутствие в смеси вермикулита позволяет иметь достаточно надежную теплоизоляцию открытой поверхности жидкой стали в изложнице, что в конечном итоге приводит к улуш1ению тепловой работы прибыли и получению более плотной макроструктуРы головной части слитка.

Указанная экзотермическая шлакообразуюшая смесь характеризуется взрываемостью, так как в составе смеси имеется взрывоопасное вещество (алюминиевый порошок). Поэтому экзотермические смеси„в состав которых входит алюминиевый вен тиляцию, выполненных взрывоопасным.

Но и при сОблюдении этнх условий образоaawe .взрывоопасных ситуаций полностью не исключается.

Недостатком указанной смеси является относительно высокая стоимость, обусловленная наличием в ней алюминиевого порошка, являющегося дорогостоящим века алюминия составляет 515 руб, в то же время стоимость остальных компонентов смеси равна, руб/т: древесных опилок

47, марганцевой руды 31, плавикового шпата 130, силикатной глыбы 56, хлористого аммония 120, вспученного вермикулита 126, При среднем содержании в смеси алюминиевого порошка (7,6%) и остальных веществ общая их стоимость, для изготовления 1 т смеси составляет

l23 руб., причем стоимость алюминиевого порошка равна 38 руб. 62 коп., что составляет 31,5% от стоимости всех компонентов смеси.

Цель изобретения - повышение качест ва поверхности слитка и улучшение его макроструктуры, снижение трудоемкости при зачистке металла, повышение техники безопасности и снижение себестоимости смеси.

1 1031638 2

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к экзотермическим смесям, используемым при разливке металла в изложницы

Известна экзотермическая шлакообразуюшая смесь„вводимая в изложницы с целью получения слитков с хорошей поверхностью и макроструктурой, в состав которой входит вещество с высокими теп: лоизолируюшими свойствами - вермикулит r0 вспученный или отходы слюды, горючееалюминиевый порошок, флюсуюшие - плая виковый шпат и белый электропечной шлак и органическое вещество - петролатум.

При разложении и горении последнего стенки изложниц покрываются слоем саж истого, углерода, способствующего улучпорошок, необходимо изготовлять на проОднако применение известной экзотер- изводственных участках, имеюших ломемической Ра У М смеси длЯ Раз-Ю „„,, техиолсгическ„,б, „, ни, „ ливки стали ограничено из- за наличия в смеси алюминиевого порошка, явпяюшегося взрывоопасным веществом, и образования подкорковых пузырей s донйой части слитков вследствие выделения большого коли-"

25 чества газов нри разложении и горении детролатума.

Известна шлакообразуюшая смесь в которой используются селитра и кокс 21, .шеством. Так, отпускная цена 1 т порошПрименение такой смеси обеспечивает недостаточно хорошую поверхность слитка З0 и его макроструктуру, поскольку кокс выполняет только функцию теплоносителя, а натриевая селитра - окислителя. Кроме того, смесь за счет присутствия в ней алюминиевого порошка является пожаро- 35 взрывоопасной и обладает повышенной себестоимостью.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является экзотермическая 40 шлакообразуюшая смесь (3 ) следующего состава, мас.%:

Ллюминий 4,0-1 1,0 ,Древесные опилки 5, 0-35,0

Марганцевая руда 9,0-13,0 45

Плавиковый шпат 8,0-22,0

Силикатная глыба 6,0-13,0

Хлористый аммоний 1,0-2,0

Вермикулит Остальное

В этой смеси содержатся горючие Поставленная цель достигается тем, вещества алюминий и древесные опилки, ч то экзотермическая шлакообразукицая теплоизолируюшее вещество вермикулит, смесь для разливки стали, включающая окислитель - марганцевая руда, флюсы - древесные опилки, марганцевую руду, плавиковый шпат и силикатная глыба, . плавиковый шпат, силикатную глыбу и депассиватор алюминиевого порошка - 55 вермикулит, дополнительно содержит кокс хлористый аммоний. и калиевую или натриевую селитру при

Из-за наличия алюминия, древесных следующем. соотношении ингредиентов, опилок и марганцевой руды указанная ма с.%:

10316

Табл и па 1

Остаток на сите, %, при размере стороны квадратной ячейки, мм

13 112 248 61 84 184 91 70 15

Древесные опилки

Кокс

0,2 0,7

9,6 3 9,6 2 9,2 1 4,7

7,2 35, 1 34,9 16,1

12 3 227 299 32 3

2,5

1,8 1,7

17 24 19

0,2 0,5

Марганцевая руда

Плавиковый шпат

1,3

0,5 1,0

5,9 3,5

Натриевая селитра 2,2 0,9

4,0 27, 6 29,7 30э1

3,9

0,7 2,7

8,4 10,7 13э3 21,6 16,0 12,8

7,3 6,4

Вермикули т

Та блица2

7,5 7,5

Алюминиевый порошок

12 8 8 20 20

16 16

Древесные опилки

Древесные опилки 8-16

Натриевая юм калиевая селитра 3-7

Кокс 5-11

Марганцевая руда 7-13 5

Илавиковый шпат . 12-18

Силикатная глыба 7-13

Вермикулит Остальное

Кокс, марганцевая руда, плавиковый шпат и силикатная глыба имеют следующий фракционный состав, мас,%:

О, 063-0,3 мм 80

0,31 -3,0 мм < 20

Натриевая или калиевая селитра имеет следующий фракционный состав, мас.%: 15

0, 063-0,3 мм ) 70

0,31-3,0 мм < 30

В предлагаемой смеси. древесные опилки можно заменять древесной стружкой, имея в виду, что при обработке древесины, О как правило, образуется смесь опилок к стружки, которые по зерновому составу и калорийности между собой практически ничем не отличаются; плавиковый шпат можно заменять флюоритовым концентра". 25 том (обогащенным шпатом), а натриевую

Силикатная глыба 0,8 0,5 селитру калиевой с учетом содержания в них соответственно фторсодержащего вещества и свободно. выделяемого кислорода.

Входящие в состав смеси вещества. (натриевая или калиевая селитра, кокс, марганцевая руда, плавиковый шпат или фпюоритовый концентрат и силикатная глыба) должны применяться в виде пор ошков тонкого помола.

Совместное использование в смеси горючих компонентов - древесных опилок или стружки и кокса, сильного окислителя - натриевой или калиевой селитры, окислителя — марганцевой руды, а также введение в состав смеси кокса, окислителей и флюсукмцих в виде порошков тонкого помола позволяет иметь необходимую скорость горения смеси с образованием шлака с самого начала разливки, за счет чего обеспечивается получение слитков с хорошей поверхностью и макроструктурой.

Гранулометрический состав, нрименяемый в предлагаемой экзотермической шлакообразующей смеси приведен в табл. 1, а составы смеси — в табл. 2.

3,7 10,6 47,3 1 1,5 1 4,4

1031638

Проаопжение табл. 2 ей, мас.%

4ш

2ш Зб Зш 46

Кокс

5 5

7 7

5 3 .3

Натриевая селитра

Марганцевая руда

Плавиковый шпат

10 13 13

15 12 12 15

7 7

18 18

15

7 7 9,5

9,5

10 10

Силикатная глыба 13

46 355 > 355

15 " 15

Вермикулнт

40 40 46

Хлористый аммоннй.И р и м е ч а н и е. Смеси 16, 1ш, 26, 2ш, 36, Зш - предлагаемые, смеси 46, 4ш» известыне; индекс б обозначает, что вещества, указанные в табл. 2, входят в состав смесей после помола в бегунах с самоотсевом, а индекс ш - после помола их в ша« ровой барабанной мельнице.

Таблица 3

115 114 117

118

112 115,2

1 15 112,8

1 15 115,0

1 10 1 13 1 12, 113 116 114

1 17.

97 92

° 96

94 94,8

86

82,4

80 78

2ш

81,2.

Смеси, приведенные в табл. 2, испытали при разливке стали на 5 плавках.

Смеси вводили на дно S изложниц, установленных на двух поддонах. На каждом поддоне находилось по 4 изложницы, которые сообщались между собой сифоном через центровую. В 4 изложницы одного

35 поддона вводили смеси 2б, 2ш, 4б и

4ш (в каждую изложницу давали смесь одного состава), а в следующие 4 изложницы другого поддона - смеси 16, 1ш, 40

Зб и Зш. Затем производили разливку с талие

После охлаждения слитков в нижней их части отмечали границу появления специфической волнистой поверхности, которая соответствует началу шлакообразования при горении смеси и появлению между слитком и поверхностью изложницы шлаковой прослойки. Измереннме расстояния от дна слитков до этой границы с условными номерами плавок приведены в табл.3.

1031638

-Продолжение табл, 3

Смесь (соответственно табл. 2) Расстояние от дна слнтков до границы волнистой поверхности, MM

Средние значения

80

81 79

87 79

86 82,6

83 838

Та б л и ц а 4

580-665

565-650

65

3,3

3,1

1050

1075

3,4

3,6

Как следует иэ табл. 3, при горении смесей 16, 26, 36 начало шлакообраэо- 35 вания происходит в более поздний период, чем смеси 46. В то же время у смесей

1ш; 2ш, Зш шлакообразование начинается значительно раньше, чем у смесей

16, 26, Зб и не хуже, чем у смеси 4ш. 20

Более раннее шлакообразование у смесей

1ш, 2ш, Зш объясняется введением в их состав компонентов с более тонким помолом (номол в шаровой барабанной мелЬ-. нице), что сказалосьна повышении скоро-, 25 сти горения смесей и привело к ускорению процесса шлакообраэовання. У смесей 46 и 4ш разница в наступлении начала шлакообразования является небольшой, так

Температура воспламенения взвеси, С о

Реакционная способность при 1000 С, с

Скорость горения, г/см мин

Температура плавления шлака, образовавшегося при горении смеси, C о о

Вязкость шлака при 1550 С, П

Как следует из табл. 4, смесь 2ш имеет более низкую температуру воспламенения, .повышенную реакционную способность и несколько увеличенную скорость горения, чем это наблюдается у смеси 4ш. Несмотря на это смесь 2ш является невзрывоопасной, так как в ней нет активной пары алюминий-натриевая как в обеих смесях алюминиевый порошок применяли одной и той же довольно круп- ной фракции и поэтому введение в состав смеси 4ш компонентов с тонким помолом лишь частично сказалось на ускорении шлакообраэования в процессе горения.

Поскольку смеси 16, 26, 36 при испь:таниях не дали положительных результатов, в дальнейшем рассматриваются только смеси 1ш, 2ш, Зш (предлагаемые) и смесь 4ш известного состава. Оптимальным составом предлагаемой смеси является состав 2ш.

Физико-механические и технологические свойства смесей 2ш и 4ш приведены в табл. 4. селитра, которая при определенных условиях может привести к образованию взры- воопасных ситуаций,,Оля изучения влияния смесей 2ш и

4ш на качество поверхности и макроструктуры металла с их применением разлили сифонным способом металл (30 плавок углеродистых и легированных сталей на

Число плавок (ковшей) 80

80

70.

Получено годных заготовок, т

5900

5230

6100

Брак заготовок, %: по дефектам поверхности

1,57

0,95

1,27

l,85 по макроструктуре

0,27

0,21

0,35

0,42

Распределение годных заготовок по группам зачистки поверхности, %: первая (без зачистки) 80,3

77,8

74,5

71,8 вторая (с небольшой зннисткой) 20,5

19,4 .

24,1 третья (с трудоемкой зачисткой) 0,30

1,7

4,5

1,4

Годовой экономический эффект от внедрения в производстве новой экэотермичес кой шлакообразующей смеси составляет

207 тыс. руб. по заводу.

Составитель И. Гончарук рвнвктор Б. Безродная Техред С.Мигунове Корректор И. Бвтруюкинв

Заказ 5279/12 Ър 813 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного ком игета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская набор д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1031638 10 слитки массой 5,25 т) ° Сталь выплавляли печах. Показатели качества приведены a в 180-тонных основнЫс мартеновских табл. 5, Таблица 5