Синтетический шлак
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛйк (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
10-20
10-25, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ, И ОТНРЫТИЙ
i(211 3235649/22-02 (22) 14. 01. 81 (46) 28.02.84. Бюл. )) 8 (72) Д.А ° Дудко, B.Â.Приймачек, Л.П.Олевская, Ю.В.Липухин, Л.И.Данилов, A ° H.Äoðoíèí, Н.Г.Маковецкий и A.Н.Шахов (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона и Череповецкий ордена Ленина металлургический завод им. 50-летия СССР (531 669.046 ° 58 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 349724, кл. С 21 С 5/54, 1971.
2.Авторское свидетельство СССР
9 505698, кл. С 21 С 5/54, 1974.
3(Д) С 21 С 5/54, С 21 3) 1/44 (54) (57) СИНТЕТИЧЕСКИЙ ШЛАК, включающий доменный шлак и окислы щелочных металлов, отличающийся тем, что, с целью понижения вязкости он дополнительно содержит двуокись .-кремния, а в качестве доменного шлаica, — обессеренный доменный шлак при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:.
Обессеренный доменный шлак 60-80
Окислы щелочных металлов
Двуокись кремния
1076460
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при погружном нагреве стальных слитков и заготовок под обработку давлением, в частности при нагреве шлаковой ванны факелом погружения и при разливке.
В металлургии при обработке металлов и сплавов применяются шлаки и флюсы на основе солей, чаще всего хлоридов и фторидов, а также оксидов. Флюсы, содержащие хлориды и фториды, применяют, в основном, при выплавке цветных металлов и ,сплавов.
Известен синтетический шпак, применяемый при разливке стали, содержащий доменный шлак с окислами щелочных металлов, при следующем соотношении компонентов, все.%: доменный шлак 75-90, окислы щелочных металлов 10-25 P)
Укаэанный синтетический шлак малопригоден для нагрева в нем стальных слитков и заготовок под обработку давлением из-за резкого падения вязкости с уменьшением температуры (является так называемым "коротким"
ылаком1. При низких температурах (1100 С) такой шлак теряет подвижность, при высоких (до 1350ОC) - содержащаяся в доменном шлаке в большом количестве до 2,5%) сера переходит в поверхностные слои раэогреваемого в нем твердого металла.
Наиболее близким к .предлагаемому является синтетический шпак (2) содержащий доменный шлак, окислы щелочных металлов и окислы бора, при следующем соотнсшении компонентов, нес.%:
Доменный шлак 75-85
Окислы щелочных металлов 5-10
Окислы бора 10-15
В данном шлаке добавка окислов бора понижает температуру плавления и поверхностное натяжение шлака без существенного увеличения вязкости. шлака. Пониженное поверхностное натяжение такого шлака приводит к улучшению смачивания им поверхности разогретого твердого металла. Но при последующей обработке металла давлением - ковкой, штамповкой, прокаткой — такой шлак, как и,"короткий", имеющий повышенную вязкость в низкотемпературной области, вминается в поверхность слитков и с трудом от них отделяется.
Цель изобретения - понижение вязкости шлака.
/шлаке серы нет.
5
Поставленная цель достигается тем, что синтетический шлак, включающий доменный шлак и окислы щелочных металлов, дополнительно двуокись кремния, а в качестве доменного шлака — обессеренный доменный шлак при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Обессеренный доменный шлак 60-80
Окислы щелочных металлов 10-20
Двуокись кремния 10-25
В предлагаемом шлаке добавка к доменному шлаку окислов щелочных металлов в количестве 10-20% обусловливает снижение температуры размягчения синтетического шлака, а внесение 10-20% кремния делает шлак более "длинным", снижая его вязкость при низких температурах (1100ОC).
Синтетический шлак готовят следующим образом.
В начале с помощью факела расплавляют некоторое количество доменного шлака, затЕм в него погружают факел в дальнейшем наплавляют ван-. ну с помощью погружного факела) . Потом засыпают в ванну добавки и растворяют их, перемешивая расплав погруженными в него струями пламени.
В процессе продувки доменного шлака при его предварительном нагреве до высокой температуры (1400-1500 C) происходит выдувание серы из шлака, практически до следов. Например, при расходе 60 м /ч природного газа на
1 т доменного шлака при коэффициенте расхода кислорода равном единице концентрация серы снижается до следов после 15-20 мин продувки при температуре расплава 1450аС. Кроме того, и в процессе нагрева слитков шлак непрерывно продувается факелом, поэтому начальное содержание серы в доменном шлаке прктически не имеет значения — в конечном синтетическом
Выплавляют различные шлаки при добавлении в предварительно обессеренный доменный шлак окислов щелочных металлов и двуокиси кремния.
Затем определяют температуру плавле.— ния шлаков в микропечи с платиновым подогревателем и их текучести прн
1400 и 1100 С в соответствии со стандартной методикой, замеряя длину столбика растекшегося шлака, вылитого в спиральную графитовую улитку.
Состав и свойства зкспериментальлых шлаков приведены в таблице.
1076460
Состав
Содержание, вес.%
Текучесть при 1100 С, см
Текучесть Темперапри 1400 С, тура, С см
Оксилы ще- Двуокись лочных ме- кремния таллов
Доменный шлак
1170
210
100
180
900
200
80
1050
215
7 5
7,5
1240
150
75
245
170
890.
25
120
910
250
75
1150
140
30
200
160
990
80
185
920
230
20
165
220
930
23
63
Окислы щелочных металлов (Но О и
К О) вводят в шлаки, добавляя в шихту кальцинированную соду и силикатную глыбу (составы 3,4,7,9 и 10) или только кальцинированную соду (составы 2,5,6 и 8). Двуокись кремния вводят в шлаки, засыпая вшихту силикатную глыбу (составы 3,4,7,9 и 10) или кварцевый песок (составы
2,5,6 и 8)
Как видно иэ данных таблицы, получают "длинные" шлаки 2,5,8-10, которые имеют текучесть, сравнимую (достаточно высокую)при 1400 и 110GC, и температуру плавления ниже 1000ОС.
Однако шлаки 2 и 5 непригодны для введения в них теплошлакового нагрева стальных заготовок, так как поверхность последних разъедается в процессе нагрева вследствие повышенного содержания окислов щелочных металлов. Таким образом, только шлаки 8-10 можно рекомендовать для теплошлакового нагрева в них стальных заготовок под обработку давлением.
При введении в синтетический шлак окислов щелочных металлов менее $0% его температура плавления снижается незначительно, синтетический шлак с содержанием окислов щелочных металлов более 20% разъедает заготовки в процессе нагрева и теряет в процессе продувки избыток термодинамически относительно некрепких окислов N0<0 и У О. При введении кремнезема менее 10% синтетический шлак
"короток", т.е. его вязкость резко возрастает при уменьшении темпера.—
ЗО туры, а введение в синтетический . шлак двуокиси кремния более 20% делает его излишне вязким в высокотемпературной области, что не дает возможности хорошо перемещать шлак
35 факельными струями.
Входящие в состав шлака в предлагаемом количестве окисные соединения обеспечивают стабильный химический состав шлакового распла4п ва при рабочих температурах нагрева твердого металла (1100-1400 С) °
Шлак предлагаемого состава имеет т.пл. 920-990ОС, т.кип. 1620-1680 С; вязкость при 1400 С 8-15 Па с при о
45 1200 С 20-30 Па.с.
Примеры составления шлака иэ различных материалов, вес.%: силикатная глыба 20; кальцинированная сода 17, доменный шлак обессеренный 63 или силикатный песок 18; сода кальцинированная 22, доменный шлак обессеренный 60.
Синтетический шлак готовят, например, сплавлением компонентов в тигле
55 с помощью газокислородного факела.
В процессе приготовления синтетичес. кого шлака из доменного шлака удаляется (выжигается) сера, поэтому в готовом синтетическом шлаке сера от60 сутствует.
Пример химического состава синтетического шлака, secs%: giO 38,78 . 4 0 5,86, ГЕ О 4,11, Сао 19,0Е;
ЩО 11,72 IÜÎ 0,4, Ма, О 15,57; п эимеси — остальное.
107б460
С оста нит ель Г. На э аров а
Редактор B,Ïåòðàø Техред M.Tenep Корректор в. Бутяга
Заказ 654/23. Тираж 540 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4
Предлагаемый синтетический шлак более "длинный" обладает более низкой температурой плавления, чем известные.
Технический эффект от применения синтетического шлака обусловлен пониженной вязкостью как в низко-, так и в высокотеь бп(ратурной оЬАасти, в связи с чем наблюдается меньший унос шлаковой пыли с отходящими газами, улучшенное перемешивание шлаковой ванны факелами, что интенсифицирует теплопере- о дачу к слитку, ускоряет нагрев метал-. ла, тем самым обеспечивает зкономию тепла (сжигаемого природного газа)1.
Слитки нагреваются более равномерно, беэ локальных перегревов. Исходная окалина растворяется в предлагаемом шлаке лучше.
Экономический эффект от внедрения предлагаемого синтетического шлака по предварительной оценке составляет более 200 тыс.руб.