Шлакообразующая смесь для разливкикипящей стали

Шлакообразующая смесь для разливкикипящей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и) 8356l О

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сопиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.04.79 (21) 2745460/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

В 22D 7100

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 е (45) Дата опубликования описания 07.06.81 (53) УДК 669.18.046-558.7 (088.8) (72) Авторы изобретения P. П. Коновалов, Я. А. Шнееров, Е. М. Кривко, В. В. Сеничкин, A. А. Алымов, Г. Д. Быков, А. И. Слонин и В. А. Бабаев

Институт черной металлургии, Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. М. И. Арсеничева и Череповецкий ордена Ленина металлургический завод им. 50-летия СССР (71) Заявители (54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ

КИПЯЩЕИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к разливке кипящей стали в изложницы или кристалл изаторы

МНЛЗ.

Низкоуглеродистая кипящая сталь для 5 изготовления изделий методами глубокой и сложной вытяжки и высадки должна иметь высокие пластические свойства. Для повышения уровня пластических характеристик кипящей стали в процессе разливки по из- 10 ложницам или в кристаллизаторы МНЛЗ ее обрабатывают рафинировочными шлаками, что приводит к очищению металла от вредных примесей и неметаллических включений и повышению его качества. 15

Известен шлак для разливки металла, содержащий, вес. %:

Нефелиновый концентрат 65 — 95

Фторсодержащий материал 5 — 35 (1)

Недостаток шлака является отсутствие 2О в нем борсодержащих материалов, вследствие чего кипящая сталь, обработанная этой смесью, имеет повышенную склонность к старению.

В качестве прототипа можно принять шлакообразующую смесь, состоящую из борсодержащего вещества (боракса) и фтористого соединения (криолита), соотношение которых в смеси находится в пределах от

1:1 до 3: 1, т. е. смесь имеет состав, вес. %:

Борсодержащее вещество 50 — 75

Фтористое соединение 25 — 50 (2)

Присадка такой смеси на зеркало металла во время интенсивного кипения позволяет очистить сталь от неметаллических включений, главным образом от включений глинозема (А1зОз).

Недостатком смеси является ее слабое рафинирующее действие в отношении вредных примесей стали (серы и фосфора), а также повышенный уровень токсичных выделений фторидов в атмосферу разливочного пролета из-за высокого (25 — 50%) содержания в смеси криолита.

Целью изобретения является улучшение рафинирующей способности смеси, уменьшение в листовой стали содержания неме таллических включений, снижение содержания и уменьшение ликвации серы.

Цель достигается путем дополнительного введения в состав смеси нефелина при соотношении компонентов, вес. %:

Фтористые соединения металлов из группы: криолит, плавиковый шпат, флюоритовый концентрат 5 — 15

Нефелин 30 — 50

835610

Соединения бора, из группы: бура, датолит, боракс, улексит Остальное

Нефелин — природный минерал, содержащий около 50 S10, около 30 /о А1 0з, до 22 /о окислов щелочных металлов (Ма О и К О), улучшает рафинирующую способность смеси и, соответственно, шлаковой пены. Обусловлено это увеличением содержания в шлаке окислов щелочных металлов (NagO и К О) и связанным с этим,возрастанием коэффициента распределения серы и фосфора между шлаком и металлом.

Кроме того, переходящие в состав шлаковой .пены окислы натрия и калия при взаимодействии с серой образуют прочные, летучие;при температурах кристаллизации стали соединения — сульфиды натрия и калия, в результате чего часть серы удаляется в газовую фазу, Введение в смесь нефелина обеспечивает также и улучшение ассимилирующей способности шлаковой .пены по отношению к находящимся в жидкой стали неметаллическим включениям за счет увеличения межфазного натяжения и уменьшения работы адгезии между металлом и шлаком. Таким образом, введение в состав смеси нефелина обеспечивает более высокую рафинирующую способность шлаковой пены и, соответственно, большую степень очищения стали от вредных примесей (серы и фосфора) и неметаллических включений.

Борсодержащие соединения являются хорошими плавнями, уступающими в этом отношении только фтористым соединениям, но, в отличие от последних, не дают вредных выделений. Кроме того, в условиях разливки и кристаллизации кипящей стали, сопровождающихся выделением большого количества восстановительного газа

СО и интенсивным перемешиванием металла и шлака в изложнице, бор восстанавливается из соединений и переходит в металл.

При этом происходит микролегирование кипящей стали бором и снижается склонность ее к старению.

Соединения фторидов щелочных или щелочноземельных металлов обеспечивают снижение вязкости и увеличение жидко.под.вижности шлаковой пены.

Смесь готовят путем механического смешивания измельченных до фракции не более 2 мм исходных компонентов смеси. Расход смеси — 0,3 — 1,0 кг/т стали. Смесь в расфасованном виде (в полиэтиленовых или бумажных мешках) вводят в изложницу перед началом разливки стали. При разливке стали на МНЛЗ смесь вводят на зеркало металла в кристаллизаторе равномерно отдельными порциями или непрерывно по ходу разливки. При разливке стали в изложницы смесь может быть использована в окомкованном виде (окатыши, брикеты и др.).

З0

4

Выбор пределов содержания компонентов смеси определяется следующим.

При разливке кипящей стали с повышенным содержанием углерода (типа СтЗкп), а также легированной хромом, кристаллизация которой сопровождается недостаточно интенсивным кипением и образованием относительно большого количества шлаковой пены, применяется смесь с содержанием фтористых соединений металлов, например, криолита на верхнем пределе (14—

15o ), а нефелина — на нижнем пределе (30 — 32 /о), остальное — соединения бора.

Увеличение в смеси фтористых соединений более 15 /О приводит к увеличению количества токсичных выделений в атмосферу и ухудшению санитарно-гигиенических условий труда в различных пролетах сталеплавильных цехов.

При разливке низкоуглеродистой кипящей стали (типа 08кп), интенсивно кипящей в изложнице с образованием относительно небольшого количества шлаковой лены, в составе смеси достаточно иметь содержание фторидов на нижнем пределе (5 — бо/о); содержание нефелина в этом случае должно быть на верхнем пределе (47—

50 ), остальное — соединения бора.

При разливке кипящей стали, условия кристаллизации которой (интенсивность кипения, количество и консистенция шлаковой пены) отличаются от указанных крайних случаев, выбираются смеси с промежуточным содержанием фторидов и нефелина, Применение смеси с содержанием фторидов 5 — 15Р/ обеспечивает снижение вязкости и увеличение жидкоподвижности, и, как следствие рафинирующей способности, образование густой и вязкой шлаковой пены.

Прим ер 1. При разливке сифоном кипящей стали марки СтЗкп на слитки массой 9 т в изложницы перед началом разливки помещали в полиэтиленовых пакетах по 9 кг шлакообразующей смеси следующего состава, вес. : криолит — 15, нефелин — 30, бура — остальное (смесь № 1, табл.). Время наполнения изложниц металлом — 8 мин. Слитки накрывали тяжелыми чугунными крышками спустя 10 мин. после конца наполнения изложниц.

П р и мер 2. При разливке сверху стали марки 08кп с линейной скоростью 0,6—

0,8 м/мин (стакан сталеразливочного ковша с отверстием диам. 35 мм) на слитки массой 12 т в изложницы перед началом разливки помещали по 4 кг шлакообразующей смеси следующего состава, вес. /о. криолит — 5, нефелин — 50, датолитовый концентрат — остальное (смесь ¹ 2). Время наполнения изложниц 2,5 — 3 мин. Слитки закупоривали алюминием через 5 мин после их отливки, 835610

12 мин или закупоривали ферроалюминием через 5 — 8 мин после отливки.

При разливке сверху кипящей стали марок 08кп, Ст1кп, Ст2кп, СтЗкп на листо5 вые слитки массой 14 — 14,5 т (через стакан с диаметром канала 60 мм) были опробованы шлакообразующие смеси 1 — 5, а также смесь прототип (6), смесь, не содержащая фтористых соединений (7), и смесь с

10 повышенным содержанием фтористых соединений (8) . Составы смесей, содержание серы и неметаллических включений в заготовке из слитков приведены в таблице.

Общее содержание неметаллических включений, %

Состав шлакообразующей смеси, вес. %

Снижение содержания серы в металле, % отн.

Номер смеси фтористые соединения (криолит) соединения бора (бура) нефелин

32

11

14

0,0075

0,0081

0,0071

0,0078

0,0070

0,0094

13

12

2

4

6 по (прототипу)

8 остальное остальное остальное остальное остальное

45

4,5

0,0113

0,0098

20 остальное

Анализ полученных данных показывает, что использование для рафинирования ки- 15 пящей стали шлакообразующих смесей, содержащих 5 — 15% криолита, 30 — 50% нефелина, остальное — бура позволяет снизить содержание в металле серы на 0,001—

0,002% при начальном ее содержании 20

0,020 — 0,025% и неметаллических включений на 0,001 — 0,002 % по сравнению с применением смеси по прототипу. Применение смеси обеспечивает снижение степени ликвации серы в раскатах из головной части 25 слитков с 220 †55 до 50 †17 .

Визуальные наблюдения позволили констатировать снижение уровня газовыделения при разливке стали с предлагаемыми смесями по сравнению со смесью по прототипу.

Таким образом, применение предлагаемой шлакообразующей смеси позволяет уменьшить в листовой кипящей стали содержание неметаллических включений, снизить содержание и уменьшить ликвацию серы. Ожидаемый экономический эффект—

0,6 — 0,9 руб,/т стали.

Пример 3. При разливке сверху стали марки 08кп, выплавленной в двухванной печи (переокисленный металл) с линейной скоростью 0,1 — 1,5 м/мин (стакан сталеразливочного ковша с отверстием диам. 60 мм) на листовые слитки массой 14 т в изложницы перед началом разливки помещали по

7 кг шлакообразующей смеси следующего состава, вес. : криолит — 11, нефелин—

32, бура — остальное. Время наполнения изложниц 1,7 — 2,2 мин. Слитки накрывали тяжелыми чугунными крышками через 10—

Формула изобретения

Шлакообразующая смесь для разливки кипящей стали, содержащая соединения бора и фтористые соединения металлов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения рафинирующей способности смеси, уменьшения в листовой стали содержания .неметаллических включений, снижения содержания и уменьшения ликвациии серы, она дополнительно содержит нефелин при следующем соотношении компонентов, в вес. %:

Фтористые соединения металлов 5 — 15

Неф елин 30 — 50

Соединение бора Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 508531, кл. С 21С 5/54, 1974.

2. Патент Народной Республики Волгарии № 16492, кл. В 22D 7/00, опубл. 1977.