Шлакообразующая порошкообразная смесь

Шлакообразующая порошкообразная смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О. В. Носоченко, Г. А. Николаев, И. К. Попандопуло, В. В. Емельянов, Ю. И. Зимин, Н. В. Леушин, В. Н. Ферапонтова, С. И.

А. В. Лейтес и П. Н. Ткачев

t (Металлургический ордена Трудового Красного Знамени и ордена Октябрьской Революции завод "Азовсталь"

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ ПОРОШКООБРАЗНАЯ

СМЕСЬ

2 — 15

5 — 30

2 — 10

По балансу до 100

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к защитным смесям, применяемым при разливке стали.

Известна шлакообразующая смесь (1J для защиты металла в процессе разливки, содержащая, вес.%:

Портландцемент основа

Фтористый кальций 5 — 20

Шамотный порошок 20 — 40

Сода 2 — 15

Бура 2 — 15

Вспучивающее вещество (вермикулит, слюда) 0 01 — 0,5

Недостатками смеси являются многокомпонентность и сложность изготовления.

Известна шлакообразующая смесь (21 для разливки, содержащая, вес.%:

Слюда 10 — 30

Криолит 2 — 20

Графит 2 — 10

Плавиковый шлат 10 — 25

Портландцемент Остальное

Недостатком смеси является использование криолита, который ухудшает санитарногигиенические условия на рабочем месте.

Наиболее близкой к предлагаемой является шлакообразующая смесь (3) для разливки стали, содержащая, вес.%:

Нефелин !0 — 40

Углеродсодержащее вещество .Силикатная глыбь

Плавиковый шлат

Цемент

Недостатками смеси являются сложность

15 приготовления, ограниченность времени хранения из-за значительного содержания гигроскопичной силикатной глыбы. Кроме того, при использовании обычных углеродсодержащих веществ — графита (аморфного или кристал20 лического) или кокса, над шлаком не создается восстановительная атмосфера. Металл окисляется через слой защитного шлака, поверхностный слой загрязняется глиноземистыми включениями, в результате чего ухудшает

900946 ся качество непрерывнолитых заготовок и снижается выход годного металла.

Цель изобретения — уменьшение содержания в поверхностном слое слитка глиноземистых неметаллических включений и повышение выхода годного металла.

Поставленная цель достигается тем, что порошкообразная смесь, содержащая нефелин, углеродсодержащий материал, плавиковый шлат, портландцемент, силикатную глыбу, в качест- 10 ве углеродсодержащего материала содержит порошок каменного угля при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Нефелин 20 — 30

Плавиковый шлат 20-25

Силикатная глыба 2 — 4

Каменный уголь 10-20

Портландце мент 28-.41

На зеркале металла в кристаллизаторе шлакообразующие смеси образуют трехслой- 20 ное покрытие, состоящее из жидкого шлака, спеченного и сыпучего слоя. Температура плавления смеси 1120 — 1180" С, вязкость шлака при температуре разливки около 1 П.

Нефелин служит основным источником 25 окислов кремния, алюминия и щелочных металлов. Причем эти окислы находятся в химически связанном состоянии, что ускоряет их расплавление. При содержании нефелина менее 20% недопустимо возрастает темпера- 3Q тура плавления смеси, а при содержйнии нефелина более 30% наблюдается нежелательный рост шлакового гарнисажа на стенках кристаллизатора.

Плавиковый шпаг является плавнем. Верхний предел плавикового шпата 25% ограничен возможностью образования черезмерно жидкого шлака, что связано с большими его расходами и ухудшением качества слитка. Нижний предел содержания плавикового шпата

20% ограничен возможностью повышения вязкости шлака, что ухудшает качество поверхности слитка при плохой работе шлака.

Силикатная глыба ускоряет сплавление всех составляющих смсси. При ее содержании 45 менее 2% эффект ускорения сплавления смеси незначителен. Увеличение содержания силикатной глыбы более 4% нецелесообразно из-за повышения гигроскопичности смеси.

Каменный уголь является горной породой

50 растительного происхождения, Его теплотворная способность 7 — 8,6 тыс.ккал. (на горючую массу). Он вводится в состав смеси для создания над зеркалом металла и шлака восстановительной атмосферы за счет неполного

55 сгорания углерода и выделения большого количества летучих веществ. Кроме того. в процессе окисления угля кислородом воздуха выделяется тепло. K01орое частичпо восполня4 ет траты тепла металла на расплавление смеси. Можно использовать отходы каменного угля, например, в виде пыли.

Каменный уголь или его отходы с выходом летучих веществ более 20% хорошо спекаются. Спеченный слой служит регулятором скорости расплавления смеси и ее удельного расхода.

При содержании каменного угля в количестве менее 10% не обеспечиваются необходимые теплоизолирующие свойства шлакового покрытия и выделяется недостаточное количество тепла, что особенно важно при разливке с малыми весовыми скоростями. При со. держании каменного угля или его отходов в количестве более 20% возникает опасность науглероживания металла, так как недопустимо уменьшается толщина жидкого шлака и спеченного слоя.

При содержании в каменном угле или его отходах летучих веществ меньше 20% над зеркалом шлака не создается надежная защитная атмосфера. Кроме того, ухудшается спекаемость порошка каменного угля или его отходов, что приводит к резкому возрастанию расхода смеси и ухудшению качества поверхности непрерывнолитых заготовок. HB их поверхности наблюдаются наукообразные трещины. Образование трещин на поверхности непрерывнолитых заготовок наблюдается также при увеличении серы в каменном угле или его отходах более 4%. Смесь готовят тщательным перемешиванием предварительно размолотых компонентов и используют для подачи в кписталлизатор при непрерывной разливке стали. Смесь технологична при изготовлении, равномерно перемешивается, имеет однородный состав. Кроме того, она малогигроскопична и не слеживается при хранении. При разливке стали удельный расход смеси находится в пределах 1 кг/т. Смесь образовывает шлак, который хорошо удерживается на зеркале металла.

Содержание кислорода над поверхностью шлака в кристаллизаторе не превышает 5%.

Содержание неметаллических включений в непрерывнолитых заготовках на 10-15% меньше, чем при отливке их с использованием известной смеси. Заготовки, отлитые с использованием предлагаемой смеси, практически не имеют поверхностных дефектов.

Пример. Смеси 1 — 3 готовят перемешиванием дозированных количеств предварительно размолотых исходных компонентовнефелина, плавикового шпата, силикатной глыбы, каменного угля с содержанием летучих более 20% и серы менее 4% и портландцемента. Портландцемент вводят в смесь в порошкообразном виде.

90094 грязненность металла глиноземистыми включениями в поверхностной зоне, в районе впадин складок, находится в пределах 0,06 — 0,07% верхностном слое непперывнолитых заготовок и увеличить выход годного металла в среднем на 1,5%.

Предлагаемый состав смеси, вес.%

Известный

Компоненты

25

2G

Нефелин

6 (графит) Каменный уголь или его отходы

15. 10

Силикатная глыба

20

25

Плавиковый шпат

Портландцемент

28

41

Формула изобретения

2 — 4

Шлакообразующая порошкообразная смесь 4 для разливки стали, содержащая нефелин, 10-20 утлеродсодержащее вещество, силикатную глы- Остальное бу, плавиковый шлат, портландцемент, о тличающаяся тем,что,сцелью уменьшения содержания в поверхностном слое О слитка глиноземистых неметаллических включений и повышения выхода годного металла, в качестве углеродсодержащего вещества оиа содержит порошок каменного угля при 2. Авторское свидетельство СССР У 555141, следующем соотношении компонентов, вес.%: кл. С 21 С 5/54, 1977.

Нефелин 20-30 3, Авторское свидетельство СССР N 503918, Плавиковый шлат 20-25 кл. С 21 С 5/54, 1970.

ВНИИПИ Заказ 12257/7 Тираж 852 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. жгород, ул. роектная, Силикатная глыба

Порошок каменного угля

Портландцемент

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент СССР У 342323, кл. В 22 0 7/00, 1968.

Составы смесей приведены в табл.

Аналогичным образом готовят смесь (4) с использованием в качестве углеродсодержащего вещества аморфного графита.

Предлагаемь|вi смеси (1 — 3) по сравнению с известной смесью (4) более технологичны в приготовлении, так как смеси лучше перемешиваются и при хранении сохраняют однородный состав. Кроме того, они менее гигроскопичны и долыпе сохраняются от приго- 10 товления до использования.

Смеси испытывают при разливке углеродистой и низколегированной стали на установке непрерывной разливки для защиты поверхности металла в кристаллиэаторе в процессе отливки слябов сечением 250х1600 мм.

В процессе разливки стали под известной смесью 4 наблюдают ее окомкование. Требу,ется периодически удалять ошлакованный гарнисаж в углах кристаллизатора. На поверхнос- о ти слябов наблюдаются наукообразные трещины. При отливке слябов из стали с содержанием остаточного алюминия 0,02 — 006% эа6 6 объемных. По впадинам .складок наблюдаются поцереяные трещины, а на поверхности слябов— паукообразныв трещины. Содержание кислорода в кристаплизаторе над шлаковым покры- тием находится в пределах 15%. Выход годного листа составляет 95%.

При разливке стали под смесями 1 — 3 окомковывания не наблюдается. В кристаллизаторе не образуется. ошлакованный . гарнисаж.

На поверхности слябов отсутствуют поперечные и наукообразные. трещины. При отливке слябов из стали .с содержанием остаточного алюминия 0,02 — 0,06%. загрязненность металла глиноземистыми включениями в поверхностных зонах, в районе впадин складок, находится в пределах 6,04 — 005% объемных. Содержание кислорода над слоем шлака в кристаллизаторе не превышает 5%. Выход годных листов из слябов, отлитых под смесями 1 — 3, составляет 96,6%.

Таким образом, применение предлагаемой смеси позволяет уменьшить содержание гли.ноэемистых неметаллических включений в по