Шлакообразующая смесь

Шлакообразующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (6) 30,08.93. Бюл. (+32 (1) Общество с ограниченной ответственнотью "Интеграция промышленного и эконоического потенциала" (2) В.Л.Коротков, И.И.Шейнфельд, В.М.Парин, Н.В.Новиков, В.А.Фетисов, В.И.Прина и М.Г.Тихоновский

3) Общество с ограниченной ответственнотью "Интеграция промышленного и эконоического потенциала" (6) Авторское свидетельство СССР

1272702, кл. С 21 С 5/54, 1985.

Авторское свидетельство СССР . 1150952, кл. С 21 С 5/54, 1984.

Авторское свидетельство СССР . 1605518, кл. С 21 С 5/54, 1987. (4) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ CMECb (7 Изобретение относится к составам шлаообразующих смесей для непрерывной разИзобретение относится к металлургии, онкретнее к составам шлакообразующих месей для непрерывной разливки, преимуественно низкоуглеродистой нержавеюей стали.

Технический результат изобретения залючается в повышении качества поверхноти и реимуществен но низкоуглеродистых ержавеющих с алей путем исключения как. аворотов, так и науглероживания корочки аготовки по следу качания.

Результат достигается тем, что шлакобразующая смесь, содержащая графит, торид кальция, теплоизолирующее вещетво, отходы силикатных грунтовых эмалей

„„5U„„ 1 838031 А3 тения: шлакообразующая смесь дополнительно содержит ферросилиций или магнийсодержащий материал при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: графит 0,5...4,0, фторид кальция 21...32, теплоизолирующее вещество 2....6, отходы силикатных грунтовых эмалей 25...42, ферросилИций или магнийсодержащий материал 0,5...3;О, портландцемент 27,5...36,5.

В качестве теплоизолирующего вещества используют слюду и перлит,О а в качестве магнийсодержащего материала — сплав магния и алюминия, взятые в соотношении 1:1. Изобретение позволяет предотвратить науглероживание металла по следу качания и дефекты типа заворотов, что повысит качест- З во поверхности нержавеющей стали. 4 з.п. ф-лы, 3 табл. и портландцемент, согласно изобретению дополнительно содержит восстановитель при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Графит 0,5„,4,0

Фторид кальция 21...32

Теплоизолирующее вещество 2...6

Отходы силикатных грунтовых эмалей 25...42

Портландцемент 27,5...36,5

Восстановитель 0,5...3,0

В качестве теплоизолирующего вещества взяты слюда и перлит, а в качестве восстановителя — сплав кальция и кремния, магний и сплав магния и алюминия.

1838031

40

45 с

55

Графит(ГОСТ 5420-64) вводится в количестве 0,5...4,0 для увеличения теплоизолирующих свойств защитного покрытия, создания востановительной атмосферы над покрытием, смазки стенок кристаллизатора и регулирования скорости плавления смеси.

При содержании графита свыше 4 не достигается требуемая скорость плавления смеси для образования равнотолщинного покрытия на зеркале металла и стенках кристаллизатора и отмечаются случаи науглероживания участков заготовки по следу качания кристаллизатора. При содержании графита ниже 0,5 не обеспечиваются в полной мере указанные выше технические эффекты.

- Фторид кальция (ГОСТ 7618 — 83) в предложенной композиции способствует образованию прочного и равнотолщинного шлакового гарнисажа на стенках кристаллизатора. Минимальное содержание фторида кальция, необходимое для осуществления его положительного влияния, равно 21 .

При этом содержание фторида кальция выше 32 нHеetцlеeл еeсcоoоoб6lрlаeз3нHоo, так как положительный эффект при этом не достигается, а существенно растет выделение фтористых соединений в атмосферу цеха. Пределы содержания фторида кальция установлены экспериментально.

Теплоизолирующее вещество обеспечивает снижение потерь тепла металлом на поверхности в кристаллизаторе. Экспериментально установлено, что минимальное содержание вещества, необходимое для обеспечения достаточной теплоизоляции металла, должно составлять 2 . Свыше 6

g теплоизолирующего вещества вводить в состав смеси нецелесообразно, так как положительнь1й эффект практически не возрастает, а стоимость смеси увеличивается.

Теплоизолирующее вещество в заявленных пределах способствует также более равно. мерному распределению шлакообразующей смеси на зеркале металла в кристалл иза торе, Выбор в качестве теплоизолирующего вещества слюды (ТУ 48-4-171-75) и перлита (ТУ 10832-83) связан с их недефицитностью и относительной дешевизной. Кроме того, они содержат окислы натрия и способствуют образованию прочного и равнотолщинного шлакового гарнисажа на стенках кристаллизатора. В композиции с другими ингредиентами они позволяют получить шлак относительно низкой основности, исключающий образование утяжин и трещин на поверхности заготовок более широкого круга нержавеющих сталей.

Отходы силикатных грунтовых эмалей образуются при производстве эмалированной посуды. Они представляют собой легкоплавкую систему окислов кремния, щелочноземельных элементов и бора с содержанием по массе НагО до 20 и ВгОз до 25 . Кроме того, в их составе есть окислы железа (до 3 ) и молибдена (до 3 ).

Несмотря на то, что эмаль не содержит кристаллизационной воды, ее получение может включать мокрую грануляцию, что обуславливает значительное содержание воды в отходах эмали.

Отходы силикатных грунтовых эмалей вводятся в состав смеси для ускорения формирования на зеркале металла шлакового расплава системы СаО - 310г - АЬгОз- СаРг НагΠ— ВгОз с соотношением СаО/$)Ог меньше единицы, Граничные пределы содержания отходов эмали установлены экспериментально при отливке на УНРС слябовых заготовок из нержавеющих сталей

03...09X18H10T. При содержании отходов эмали ниже 25 о увеличиваются температура плавлеНия смеси и количество шлаковых включений по следу качания кристаллизатора. При увеличении содержания отходов эмали более 42 на поверхности заготовок появляются утяжины и трещины.

Портландцемент способствует получению .шлакового расплава с необходимыми физико-химическими свойствами и достижению требуемых технологических характеристик. Экспериментальноустановлено, что при содержании портландцемента ниже

27,5 о по массе положительный эффект не достигается, а при содержании свыше 36 5

7 защитное покрытие комковалось, происходило науглероживание корочки металла по следу качания, В итоге в последнем случае ухудшалось качество поверхности.

Восстановитель вводится в количестве

0,5...3.0 для раскисления находящихся в смеси примесей, являющихся сильными окислителями, прежде всего, окислов железа, а.также образующегося при разложении воды гидроксила. Минимальное содержание восстановителя. необходимое для осуществления его положительного влияния, равно 0,5 . При этом содержание восстановителя более 3 нецелесообразно, так как положительный эффект при этом не увеличивается. Пределы содержания восстановителя установлены экспериментально.

Выбор в качестве восстановителя сплава кальция и кремния (силикокальция, ГОСТ

4762-71) связан с его доступностью. Кроме того, образующиеся при его окислении примесями и водой смеси окислы кальция и кремния (образование последнего провоци1838031 уется окислением кальция) формируют в омпозиции с другими ингредиентами шлак тносительно низкой основности, исключащий образование утяжин и трещин на поерхности заготовок более широкого круга 5 ержавеющих сталей.

Выбор в качестве восстановителя магия (ТУ 48 -05-34-71) связан с его доступно стью. Образующийся при его окислении

Г

| осйовной окисел магния, как более слабый 10 о сравнению в окислами кальция, не увеичивает основность шлака, что позволяет сключить образование утяжин и трещин на оверхности заготовок широкого круга нежавеющих сталей. Кроме того, присутст- 15 ие окисла магния в шлаке усиливает его ссимилирующую способность по отношеию к окислам хрома, что позволяет снизить азвитие в заготовках дефектов типа эавоотов корки. 20 ь

Выбор в качестве восстановителя поошка алюминия и магния (ГОСТ 5593 — 78) вязан с его доступностью, а такхсе с тем, то в его составе присутствует магний.

В табл.1 приведены составы испытан- 25

ых предложенной (составы 1...III) и известой (состав Yl) смесей, а также составы с

ыходящими за запрашиваемые пределы одержаниями ингредиентов (составы

Y...Y). 30

Были испытаны также аналогичные сотавам I...III смеси со слюдой в качестве еплоизолирующего вещества и магнием и орошком алюминия и магния в качестве осстановителя, 35

Защитные смеси изготавливали следущим образом. Все материалы в порошкобразном виде просушивали до влажносги енее 0,5 . Портландцемен г, фторид кальия, перлит и отходы эмали просушивали 40 ри температуре 300...400 С, остальные маериалы — при 110-120 С, Затем каждый атериал рассеивали через сито менее 1 мм загружали в смеситель в порядке; портандцемент. фторид кальция, перлит, отхо- 45

ы эмали, восстановитель (силикокальций

0 >ь) и аморфный графит. Ингредиенты пеемешивали в смесителе более 30 мин до бразования однородной по цвету смеси. ту смесь использовали в течение 1...7 сут. 50

В табл.2 представлен химический сотав шлаковых рэсплавов, предложенной и звестной смеси (см, табл,1).

Как следует из табл.2, шлаковый раслав предложенной смеси (составы I...III) ха- 55 актеризуется значительно меньшим одержанием окислов Fe и Со (в пределах ,2....0,6 и 0,5...0,8О/, соответственно ) проив их содержания в прототипе (2,1 и 2 g, оответственно) и относительно более высоким содержанием углерода (в пределах

0,4...3,7 ) против его содержания в прототипе (1.5 ь), что связано с блокированием восстановителем окисления углерода примесями (Fe и др.) и влагой смеси.

Основность смеси также ниже для предложения (0,6...0,9) против основности прототипа (1,1). Предложенная смесь предполагает повышение стандартности времени и температурного интервала формирования шлакового расплава. Аналогичные выводы получены и для составов со слюдой в качестве теплоизолирующего вещества и магнием и порошком магния и алюминия в качестве восстановителя.

Экспериментально установлено, что в случае применения шлакообразующей смеси предложенного состава практически отсутствует как науглероживание корочки по следу качания кристаллизатора, так и образование на заготовках дефектов типа заворотов корочки.

Смеси, приведенные в табл.1, использовали при отливке на УНРС заготовок сечением 175„.200 х 1100...1350 мм из стали

03....08Х18Н10Т с рабочими скоростями

0,6...0,7 мlмин. Металл в кристаллиэатор подводили через погружной стакан с боковыми выходными отверстиями, стык стакана с проме>куточным к вшом защищали аргоном. В табл.3 приведены свойства указанных смесей и результаты их испытания, Из приведенных в табл.3 данных следует, что при использовании предложенной смеси (составы I „, I I I) значительно сни>кгк>тся потери металла на зачистку заготовок, определяемые в основном дефектами типа заворотов корочки, и увеличивается выход высшей группы качества поверхности проката из литых заготовок, определяемый в основном науглероживанием корочки заготовки по следу качания кристаллизатора.

Выход за верхнее значение из запрашиваемых пределов восстановителя и ни>кнее графита (состав (У) прив: дит к развитию дефектов типа заворотов корочки и соответственно к увеличению потерь при зачистке.

Выход эа нижнее -начение восстpêîâèòåïÿ и верхнее графита (состав Y) — приводит к развитию науглероживания заготовки по следу качания и соответственно к снижению выхода высшей группы качества поверхности. Прототип по сравнени о с предложением хгзрактериэуется существенно более высокими потерями металла при зачистке (на

10...15 кг/т) и меньшим на 15...25 "j, выходом высшей группы качества поверхнос>и.

Формула изобретени

1. Шлакообраэующгя смесь. вкл очающая графит, фторид кальция топ;Içиэолнг>у1838031

25,0 — 42,0

27,5-36,5 15

Таблица 1,Таблица2

Продолжение табл. 2 ющее вещество, отходы силикатных грунтовых эмалей с соотношением оксидов кальция и кремния меньше 1 и портландцемент, от л и ч а ю ща я ся тем,чтоонадополнительно содержит силикокальций или магнийсо-; 5 держащий материал при следующем соотношении компонентов, мас. ;

Графит 0;5 — 4,0

Фторид кальция 21,0-32,0

Теплоизолирующее вещество 2,0 — 6,0 10

Отходы силикатных грунтовых эмалей с соотношением оксидов кальция и кремния меньше 1

Портландцемент

Силикокальций или магний содержащий материал 0,5 — 3,0

2. Смесь по и 1, отличающаяся тем, что в качестве теплоизолирующего вещества она содержит слюду.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве теплоизолирующего вещества она содержит перлит.

4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве магнийсодержащего материала она содержи г магний, 5 Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве магнийсодержащега материала она содержит сплав магния и алюминия, взятых в соотношении 1:1.

1838031

Таблица 3

Составитель Б,Коротков

Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля дактор Т.Ходакова

3 каз 2886 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101