Интенсификатор кипения
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
«п789209 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 241077 (21) 2535646/22-02 с присоединением заявки № (51)М. Кл.
В 22 D 7/00
В 22 О 27/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет !
Опубликовано 231280 Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 621. 746.. 58 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 12. 80 (72) Авторы изобретения
В.A.Åôèìoâ, В.H.Ñàïêî, В.В.Шепелев, E.Ô. июк, Н К- Пащенко, И.П.Чернявский, A.M.Îâñÿííèêoâ, Д.Ю.Лев и П.Л;Ратнер L "., (7! ) Заявитель
Институт проблем литья AH Украинской С (54) ИНТЕНСИФИКЛТОР КИПЕНИЯ
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам интенсифицирующих смесей, применяемых при получении слитков кипящей стали.
Известно, что получение качественных слитков с наружной корочкой достаточной толщины при больших скоростях разливки обеспечивается применением интенсификаторов кипения различного состава как в порошкообразном, так и в брикетированном виде (1) и P2J.
Недостатками известных порошкообразных интенсификаторов являются постоянство состава жидкой окислительной шлаковой фазы, обраэувхдейся при их вводе в металл, а также затруднения, возникающие при их изготовлении и применении.
Это объясняется изменением химического состава жидкого шлака, вызванного различием компонентов, входящих в состав смеси как по фракционному составу, так и по их физикохимическим свойствам. Колебание размеров частиц от 0,1 до .5 мм приводит к сепарации смеси во время ее ввода, выдуванию мелких и легких частиц, а различие свойств - к разложению легкоплавких кислородсодержащих составляющих до.соприкосновения с металлом.
Брикетирование же порошкообразнЫх смесей известных составов позволяет исключить ряд их недостатков, однако в этом случае возникают трудности, связанные с получением и использованием брикетов, которые заключаются в отсутствии простого способа брикетирования смесей и осложнениями .в применении их из-эа плохого или раннего растворения брикетов в металле в процессе отливки слитков.
Существующие способы получения бри15 кетов из известных составов смесей включают ввод в исходные для брикетирования смеси связующих веществ, сушку готовых брикетов для их упрочнеиия. Применение таких брикетов при
20 больших скоростях наполнения изложниц не обеспечивает эффективного их воздействия на кипящую сталь иэ-за плохого растворения брикетов, вызываемого наличием связующих веществ, эа25 держивающих растворение их в металле.
При скоростной же разливке интенсификаторы кипения должны вызывать устойчивое интенсивное кипение ме-. талла в изложнице на протяжени все30 го времени отливкв, слитка. Это долж789209
Поскольку получение брикетов из известных интенсифицирующих смесей заключается в добавке в их состав связующих веществ, то все это не только усложняет их производство, что нежелательно, но и вызывает осложнения с применением из-за снижекия эффективности их воздействия, вызванного сравнительно длительным .сохранением формы брикеты беэ его .расплава, что задерживает взаимодействие частиц его- с металлом.
Наиболее близкой к оПисываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь, интенсифицирующая процесс кипения при разливке кипящей стали, содержащая вес.Ъ:
Прокатная окалина 82-84
Натриевая селитра 10-12
Плавиковый шпат 5-7 влажность которой должна составлять не более 0,5Ъ (2) .
fO но обеспечивать формирование достаточно .толстой и плотной корковой эоны у слитков кипящей стали, являю I щейся определяющим фактором при оценке качества слитка. Однако, в связи с тем, что донная часть слитков формируется в условиях быстро нарастающего ферростатического давления, снижа-. ется интенсивность кипения металла на этих горизонтах, а это приводит к получению слитков в утоненой наружной корочкой, пораженной порами и канальцами. При прокатке таких слитков на слябах и листах образуются дефекты типа сотовых рванин и грубых плен.
Кроме того, поскольку порошкообраэный интенсификатор присаживается в виде смеси компонентов с различными физико-химическими свойствами, то присаживается в виде смеси компонентов в совместном вводе их в а металл интенсивно охлаждаемой донной части происходит запутывание более тугоплавких частиц: обеспечить же раздельное введение составляющих для обработки разных частей слитка, .„ц тем более изменение режима доэирования их в условиях высоких скоростей наполнения не представляется возможным.
Наиболее технологичным способом воздействия на процесс газообраэоваиия и газовыделения является разливка кипящей стали с применением .интенсификаторов кипения в виде брикетов, рационально выбранный состав которых обеспечит активную доставку нужного количества кислорода к фронту затвердевания как в период формирования донной части слитка, так и его вышележащих эон, что обеспечит получение слитков с толстой и плот- Щ ной наружной корочкой по всей его высоте.
Недостаток интенсифицирующей смеси состоит в том, что, хотя общее количество кислорода, вносимое смесью эа время наполнения слитка и достаточно для создания интенсивного кипения, однако, равномерный ввод при скоростной разливке не обеспечивает достаточно толстой и плотной наружной корочки в донной части слитков, которая формируется при быстро нарастающем ферростатическом давлении, так как при больших скоростях наполнения количества-кислорода, поступающего из селитры на протяжении времени формирования донной части, явно недостаточно для создания условий, обеспечивающих рост и выделения пузырьков СО, а содержащаяся окалина, обладая высокой температурой плавления, к этому времени не успевает расплавиться и сформировать окислительный железистый шлак.
Ранняя же присадка смеси с целью подвода максимально возможного ко-. личества кислорода, выделяющегося при разложении селитры для формирования донной части, приведет к запутыванию частиц окалины в металле интенсивно охлаждающейся донной части.
Кроме того, известный состав смеси не позволяет ее брикетировать простым способом (метод сухого прессования). Ввод жв в эту смесь связующих веществ приводит, кроме удорожания и значительного усложнения технологии производства брикетов, r. ухудшению контакта составляющих брикета с металлом в результате трудности его расплава и ошлакования, что вызовет дополнительную задержку начала протекания реакций газообраэования, а это, в свою очередь, приведет к формированию у слитка в его донной части утоненной наружной корочки, пораженной газовыми каналь ами, поскольку скорость реакции гаэообразования будет меньше скорости кристаллизации иэ-за дефицита в кислороде.
Цель изобретения — получение бри-
- кета без применения связующего и по> вышения качества слитка за счет по- ° лучения плотной наружной корочки по всей высоте слитка.
Цель достигается тем, что интенсификатор содержит вышеуказанные компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ!
Прокатная окалина 70-75
Натриевая .селитра 15-20
Плавиковый шпат 5-10 а влажность его составляет 1,0-2,5%.
Применение интенсифицирующей смеси предлагаемого состава и влажности обеспечивает брикетирование ее при давлении прессования 280-ЪОО ати без применения связующих веществ. Это позволяет исключить как ряд технологически трудных операций, так и от789209 казаться от применения сушильных аг регатов, что значительно упрощает технологию производства брикетов. При применении брикетов из укаэанной смеси при скоростной разливке сталей они обеспечивают интенсивный подвод кислорода к фронту кристаллизации на всем протяжении поступления металла в изложницу.
Поскольку удельный вес брикета меньше жидкой стали, то он все время поступления стали в изложницу всплывает и будет некоторое время находиться во взвешенном состоянии и по образованию подушки жидкого метал ла 80-100 мм распадается: все количество легкоплавкой составлякщей (се- 9 литры) брикета будет воздействовать на нижние уровни металла слитка, т.е ° его донную часть.
Количество кислорода, образующегося при разложении селитры и доста- Щ вляемое к фронту затвердевания, где происходит рост и выделение газовых пузырей, будет достаточным для интенсивного протекания реакции обез- ° углероживания в течение формирова- р ния донной части.
Тугоплавкая же составляющая смеси, обладая некоторой инерционностью физико-химического воздействия, обусловленной времени на прогрев, плавления и формирование окислительного железистого шлака, будет работать на уровнях, лежащих вьиае донной части (600-700.мм, считая от низа слитка).
THII BHтенсифи катора
Характеристика получаемых брикетов и дымовыделения
Толщина наружной корочки в донной части слитка, км
Плавиковый шпат
Натриевая селитра
Прокатная окалина
Прочные. Выделения в пределах нормы 15-17
Прочные. Выделения на 10"15% ниже нормы 14-16
Достаточная прочность. Выделения ниже на 10-15% допустиьаас концентраций 14-15
70
75
CMecb при влажности менее 1,0% и при максимальном давлении прессуется плохо, брикеты получаются нечеткой формы, обладают пониженной прочностью, что вызывает затруднения при транспортировке их и присадке стро- Я)
"ro определенного, количества в изложницы °
Если хе влажность смеси выше 2,5%, то такой брикет, попадая в жидкую сталь, приводит к хлопкам и даже вы- 65
Составляющие смеси %
Щ 72-73 17-18 7-8
Таким образом, будет достигнуто последовательно снижение кислородом металла нъ различных уровнях слитка в процессе его отливки.
Пределы по содержанию окалины и натриевой селитры обеспечивают подвод требуемого количества кислорода к фронту кристаллизации во время наполнения слитка, эффективного использования смеси и допустимого загрязнения атмосферы цеха токсичными выделениями. Так., при содержании в смеси окалины более 75%, кроме осложнениЯ, связанных с брикетированием (значительно уменьшается прочность брикетов) наблюдается утонение корочки в донной части слитков иэ-эа недостаточно интенсивного кипения, вызванного уменьшением доли кислорода, вносимого легкоплавкой составляющей, т.е. селитрой. При использовании смеси с содержанием окалины менее 70% брикеты получаются достаточно прочными, однако, при использовании их при разливке стали выделяется повышенное, вьхае предельно допустимых концентраций, количество токсичных соединений, так как доля селитры в этом случае увеличивается до 30%. Поэтому содержание окалины в составе интенсификатора находится в пределах 70-75%.
Пределы по валжности смеси выбраны нз расчета облегчения прессования смеси и безопасности ее применения. бросам металла вследствие разложения избыточного количества влаги.
Данные о влиянии состава смеси на технологические свойства брикетов и дымовыделение при их растворении в металле представлены в таблице. укаэанную смесь можно брикетировать беэ связующих веществ, что позволяет исключить ряд технологических операций и отказаться от применения сушильных агрегатов. Получаемые бри789209
Формула изобретения
Составитель H.Æóðèíà
Редактор М.Ликович Техред Т.Маточка Корректор В. Бутяга.Заказ 8935/9 Тираж 889 Подписное
ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кеты обладают прочностью, достатоЧной для транспортирования их и присадки в изложницы.
Полученные брикеты весом 4,5-5 кг испытали при разливке стали марки
08кп в слитки весом 19-23 .т со скоростью 5-6.м/мин. Перед разливкой бри- кеты присаживали на дно изложниц. В процессе заполнения изложниц металлом брикеты, имея меньший удедьйый вЕс): чем жидкая сталь, быстро всплывает и через 1,5-2 с распадаются. Нри этом наблюдается интенсивное выделение дыма. Через 7-10 с выделение дыма снижается, что свидетельствует о срабатывании легкой составляющей брикета (селитры). После этого в реакцию всту- 13 пает плавиковый шпат и окалины. Таким образом, обеспечивается подвод кислорода к металлу в соответствии со скоростью разливки и физико-химическими свойствами компонентов, входящих Я в состав смеси.
Применение брикетов, изготовленных из смеси предлагаемого состава, обеспечивает интенсивное кипение металла в изложницах и получение качественных слитков с минимальным количеством поверхностных дефектов (плен) и с плотной наружной корочкой толщиной 15-40 мм против 10-30 мм в случае применения порошкообразного интенсификатора.
Прокатка опытных слитков показала, что применение брикетов позволяет снизить отсортировку горячекатаных листов по пленам на 5-10%.
Интенсификатор кипения, содержащий окалину, натриевую селитру, плавиковый шпат, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения брикета без применения связующего и повышения качества за счет получения плотной наружной корочки по всей высоте слитка, она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, вес.%:
Прокатная окалина 70-75
Натриевая селитра 15-20
Плавиковый шпат 5-10» при этом влажность интенсификатора составляет 1,0-2,5%.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 2854329, кл. 22-192, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР
9 212297, кл. В 22 0 7/00, 1966.