Экзотермическая шлакообразующая смесь

Экзотермическая шлакообразующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040281 (21) 3246334/22-02 1511М.КЛ.З с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 21 С 5/54

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 1512.82, Бюллетень М 46

t53} УДК 621. 745, .58(088.8) Дата опубликования описания 1512.82

В,П. Ногтев, С.М. Швейкин, В.Ф. коротких ;, Н.Ф;Бахчеев и Г.Г. Чугунников (72) Авторы изобретения

Магнитогорский дважды ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени металлургический комбинат им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ШПАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке стали шлаковыми смесями, и может быть использовано при разливке спокойных сталей в изложницы.

Известны изотермические шлакообраэующие смеси, состоящие иэ сильных окислителей {натриевая селитра),восстановителей (силикокальций, ферросилиций), наполнителей и разжижите eà Г13 (2).

Недостатками перечисленных смесей являются сложность состава, токсичность (при разложении натриевой се.литры выделяются токсичные окислы азота) и высокая стоимость смесей (до 5-6 р. на 1 т стали), Известно применение колошниковой пыли в качестве окислителя, но она применяется, в основном, в различного рода экзотермических засыпках для утепления головной части стального слитка. (.3) и f4).

Однако соотношения горючего алюминия и окислителя — колошниковой пыли в известных смесях иные, чем в предлагаемой.

Известные засыпки содержат дополнительно высокоогнеупорные наполнители, чтобы предупредить расплавление смеси и тем самым не ухудшить ее теплоизолирующие свойства. Поэтому такие засыпки для использования в качестве шлакообразующих смесей являются.непригодными.

Известен флюс для разжижения шлака, содержащий 60-90% золы от сгорания угля и 10-40% колошниковой пыли ь 5).

Известные смеси имеют вес(ьма малую термичность 120-480 ккал/кг смеси, а экзотермические шлакообраэующие смесН должны иметь термичность не менее

580 ккал/кг смеси.

Главный недостаток этиМ смесей заключается в высокой их тугоплавкости, так как даже при температуре свы20 ше 1400 С смеси полностью не расплавляются и представляют собой гетерогенную систему (жидкость и нерасплавившиеся твердые частицы). Это является следствием содержания золы от сгорания угля — высокоогнеупорного ингредиента и отсутствия плавней и раэжижителей (например силикатной глыбы и плавикового шпата).

Перечисленные свойства смеси со вершенно исключают воэможность их использования для обработки стали при

981382 разливке сверху в качестве шлакообраэующих смесей.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту .является экзотермическая шпакообразующая смесь, включаю- 5 щая алюминий, марганцевую руду, силикатную глыбу, плавиковый шпат и доменный шпак f 6).

При использовании данной шлакообраэующей смеси при разливке спокой- j0 ной стали и снйжении содержания в смеси алюминиевого порошка до 14% иногда в донной части слитка на горизонтах 90-100% от его верха обнаруживаются неметаллические включения. При j5 снижении содержания алюминия до 1013% донная часть слитка на горизонтах 95-100% систематически загрязняется краевыми неметаллическими включениями. Это объясняется сниже- щ0 нием термичности смеси и, следовательно, ухудшением условий для образования жидкой шлаковой фазы в начальный момент разливки стали.

Целью изобретения является повышение качества слитка и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что экзотермическая шлакообразующая смесь для разливки спокойной стали, включающая алюминий, силикатную глыбу, плавиковый шпат, доменный шлак, дополнительно содержит колошниковую пыль при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Алюминий 8-15

Силикатная глыба 15-25

Плавиковый шпат 15-25

Колошниковая пыль 20=28

Доменный шлак Остальное

При содержании в смеси алюминиевого порошка менее 8% и колошинико- 45 вой пыли более 28% иэ-эа недостатка горючего происходит окисление легирующих элементов стали. При содержании в смеси алюминиевого порошка более 15% и колошниковой пыли менее 50

20% из-за недостатка окислителя формирование шлака затормаживается, что приводит к загрязнению донной части слитка неметаплическими включениями. 55

Нижний и верхний пределы содержаний горючего (восстановитель на основе алюминия) и окислителя (колошниковой пыли) определены также из условий необходимой термичности смесей.

Колошниковая пыль доменных печей

MNK содержит 55-45Ъ высших окислов железа (F O ) и 14-18% углерода.

В зависимости от содержания алюминия (15-10%) в шлакообраэующих 65 смесях, например, 20% колошниковой пыли обеспечивают дополнительный приход тепла, равный 40-60%. Это обстоятельство имеет первостепенное значение для ускорения формирования жидкой фазы шлакообраэующей смеси в начальный момент разливки стали.

Высокое содержание в колошниковой пыли высших окислов железа, легко диссоциирующих при температурах разливки стали с выделением активного кислорода, обеспечивает быстрое и полное сгорание горючего в ЭШС.

Известные окислители — железная или прокатная окалина в связи с низким содержанием (до 20%) высших окислов железа и высоким содержанием (до

50%) низших окислов железа (FeO), слабо диссоциирующих при температурах разливки стали, являются непригодными для использования в экзотермических шлакообраэующих смесях.

Формирование шлаковой жидкой фазы из таких смесей происходит крайне медленно. Металл, отлитый под этими шпакамч, поражается волосовинами, являющимися следствием повышенного содержания в нем неметаллических включений, Составы и свойства смесей приведены соответственно в табл. 1 и 2,.

Смеси 1-9 используют при разливке малоуглеродистой нестареющей стали, которую отливают в расширенные книзу изложницы с теплоиэоляционными плитами типа УНТ с массой слитка 18 т.

Смеси 3,7 и 9 загружают на дно изложницы в бумажных мешках в количестве

3,0 кг/т стали. Разливку стали 08Ю иэ ковша емкостью 300 т производят через шиберное устройство с циаметром канала разливочного стакана, 80 мм.

Формирование шлакообразующих смесей 3 и 7 происходит быстрее и они являются более жидкотекучими, чем известная смесь 9. Температуры плавления шлаков.3, отобранных после обработки стали с поверхности зеркала слитков, подтверждают преимущества физико-химических свойств у предлагаеьих смесей. Температуры плавлений смесей 3 и 7 составляют соответственно 1150 и 1160 С, у известной смеси

9-1180 С.

Для металлографического исследования слитки прокатывают на слябы.

Поверхность слябов не зачищают. Из слябов вырезают пробы металла с горизонтов 14, 16, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98, 99% от головы .слитка.

Данные исследований приведены в табл. 3.

Использование предлагаемых смесей обеспечивает получение лучшего каче981382

Т а б л и ц а 1

Составы смесей,вес.%

Ингредиенты

1 2 3 4, 5 б 7 8; 9.

Алюминиевый порошок

8 10 12

8 15

Алюминиевые отсевы

20 25 30

Марганцевая руда

Колошниковая пыль

28 28 25 20 25 28 20 20

Силикатная глыба

20 25 20 15 15 15

20 25 20 20 20 15

23 22 20 20 20 20

23

20

Плавиковый шпат

Доменный шлак

25

Таблица 2

Составы смесей, вес.В

1 2. 3 4 5 б 7 8 9

Теплофизические свойства

680 760 810 580 930 760 760 860 580

Точность, кг/ккал

Температура планления, С

1175 1170 1170 1180 1170 1190 1180 1180 1180 ства поверхности слитков, при этом отсутствуют в металле краевые и центральные неметаллические включения, а также отсутствуют выделения в атмосферу вредных окислов марганца.При изготовлении в огнеупорном производстве опытных смесей дополнительных выделений не обнаружено.

Колошниковая пыль в количестве 2028% повышает на 40-60%,термичность смеси, что оказывает существенное влияние на скорость образования жидкой шлаковой фазы в .начальный момент разливки стали сверху и, следовательно, на качество слитка, особенно в донной части.

Вследствие снижения содержания горючего на основе алюминия и применения дешевого окислителя снижаются затраты на обработку стали шлаковыми месями и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда при разливке стали через шпак.

Использование экзотермической смеси, содержащей в качестве окислителя колошниковую пыль доменных пече1Г, позволяет исключить вредные выделения окислов марганца, повысить термичность смеси за счет содержащегося в колошниковой пыли углерода, улучшить качество слитка спокойной стали и снизить стоимость обработки последней. Снижение стоимости экзотермической смеси обеспечивается существенным снижением стоимости окислителяколошниковой пыли до 1,20 за 1 т

15 против стоимости марганцевой руды—

43,46 р. за 1 т и возможностью снижения расхода алюминиевого порошка на

5-,7%, значение термичности для смеси которого с избытком покрывается угле20 родом колошниковой пыли.

Ожидаемая экономическая эффективность на ММК в расчете на 1 r составляет 99-266 тыс. руб.

981382

Таблица 3

Шпакообразующая смесь.

Колич ест во исследованных слитков

Качество поверхности слитков

Неметаллические включения (Краевые Центральные

Не обна- Не обнаружены ружены

На поверхности слитков шлаковые включения .не обнаружены

На поверхности всех слитков на горизонте

97-99Ъ обнаружены шлаковые включения

Формула изобретения

20-28

Остальное

Составитель И.Гончарук

Редактор A.Ãóëüêî Техред A.Áàáèíåö Корректор A,Äýÿòêî

Заказ 9637/38 Тираж 587 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

Экзотермическая шлакообразующая смесь для разливки спокойной стали, включающая алюминий, силикатную глыбу, плавиковый шпат, доменный шлак, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества слитка и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, смесь дополнительно содержит колошниковую пыль при следукицем соотношении ингредиентов,вес.Ъ: 40

Алюминий 8-15

Силикатная глыба 15-25

Плавиковый шпат 15-25

Колошниковая 45 пыль

Доменный шлак

В одном слитке на горизонте

90% на глубине

2 мм, во втором— на горизонте 97% .на глубине

1 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталеплавильное производство.

Межвузовский сборник. Кемерово, КузПИ,- 1975, с, 117-123.

2."Сталь", 1965, 9 7, с. 615.

3. "Сталь", 1975, М 4, с. 303310.

4. Разливка стали в слитки и их качество. М., "Металлургия", 1978, М 6, с. 9-12.

5. Авторское свидетельство СССР

Р 399545, кл. С 21 С 5/54, 1971.

6. Проблемы стального слитка.М., "Металлургия", 1974, 9 5, с. 454456.