ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ Российский патент 2000 года по МПК B22D11/111 

Описание патента на изобретение RU2148470C1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали (1), имеющая следующий компонентный состав, мас.%:
Аморфный графит - 40- 55
Датолитовый концентрат - 45-60
Использование смеси указанного состава позволяет получать хорошую теплоизоляцию мениска расплава в кристаллизаторе, качественную поверхность литой заготовки и обеспечивает технологичность непрерывной разливки стали.

Недостатком смеси является науглероживание стали из-за высокого содержания углерода в шлакообразующей смеси и разливки металла непосредственно в кристаллизатор, что приводит к отсортировке готового проката по химсоставу.

Известна также шлакообразующая смесь (2) следующего состава, мас.%:
Углеродсодержащее вещество - 2-15
Силикатная глыба - 5-20
Нефелин - 10-40
Плавиковый шпат - 15-25
Цемент - Остальное
Смесь позволяет разливать широкий сортамент стали при скоростях разливки 0,5-1,0 м/мин без науглероживания в процессе разливки.

Однако смесь не пригодна для разливки стали при скоростях менее 0,5, особенно при низких скоростях разливки 0,1 - 0,3 м/мин.

При низких скоростях разливки из-за высокой теплопроводности на мениске образуются шлакометаллические "коржи", что приводит к запороченности заготовок поверхностными дефектами (неметаллическими включениями, заворотами металлической корочки, трещинами) и аварийной ситуации (прорывам корочки).

Целью изобретения является обеспечение качественной поверхности непрерывнолитой заготовки при низких скоростях разливки стали за счет снижения теплопроводности шлакообразующей смеси и повышения теплоизоляции расплава в кристаллизаторе благодаря использованию торфяной муки.

Поставленная цель достигается тем, что шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, состоящая из углеродсодержащего материала, в качестве которого применяют графит нефелина, силикатной глыбы, отвального шлака ферросплавного производства, дополнительно содержит торфяную муку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 15-25
Нефелин - 15-25
Силикатная глыба - 20-35
Торфяная мука - 2-10
Отвальный шлак ферросплавного производства - Остальное
Шлакообразующую смесь, содержащая торфяную муку, обеспечивают трехслойное покрытие (жидкий шлак, спеченный и сыпучий слой), при этом спеченный слой по сравнению с прототипом более тонкий, а сыпучий более толстый темного цвета, что практически исключает потери тепла излучением и теплопроводностью с поверхности мениска расплава в кристаллизаторе.

Графит в ШОС вводится для регулирования скорости плавления шлакообразующей смеси, создания над зеркалом металла и шлака восстановительной атмосферы и частичной компенсации теплопотерь за счет выделения тепла в результате окисления углерода кислородом воздуха.

Содержание графита в указанных пределах 15-25% обеспечивает требуемую скорость проплавления ШОС. При содержании графита в ШОС более 25% наблюдается науглероживание металла углеродом ШОС, что приводит к отбраковке готового проката. При содержании графита менее 15% процесс проплавления происходит в нестабильном режиме с образованием рантов по периметру, и отлитые заготовки запорочены неметаллическими шлаковыми включениями.

Нефелин служит основным источником окислов алюминия, а также вместе с силикатной глыбой - окислов щелочных металлов. Содержание нефелина в указанных пределах 15-25% обеспечивает содержание окиси алюминия, близкое к эфтектическому в тройной системе CaO-SiO2 - Al2O3
При содержании нефелина менее 15% резко возрастает температура плавления смеси, при содержании нефелина более 25% образующийся шлаковый расплав плохо ассимилирует корундовые включения и наблюдается затвердевание шлакового расплава.

Силикатная глыба ускоряет комплексное оплавление всех составляющих смесей и является источником поступления окислов кремния и натрия. При содержании силикатной глыбы в ШОС в пределах 20-35% обеспечивается требуемая технологичность непрерывной разливки стали при низких скоростях разливки 0,1-0,3 м/мин.

При содержании силикатной глыбы в ШОС менее 20% увеличивается доля содержания окиси CaO, что приводит к ухудшению шлакообразования.

При содержании силикатной глыбы более 35% заметно снижается ассимиляция шлаков алюмосиликатных неметаллических включений из жидкой стали.

Для обеспечения теплоизоляции расплава в состав смеси дополнительно добавляют торфяную муку в количестве 2-10% по массе. Торфяная мука до сгорания является хорошим теплоизолятором, что позволяет сохранить температуру зеркала расплава в узких пределах в процессе разливки. В результате горения муки до плавления образуется пористый огарок, что способствует также увеличению пористости смеси и улучшению ее теплоизолирующих свойств.

Содержание торфяной муки в пределах 2-10% обеспечивает технологичность разливки стали при низких скоростях разливки 0,1 - 0,3 м/мин и требуемое качество поверхности непрерывнолитых заготовок.

При содержании торфяной муки в смеси менее 2% эффект теплоизоляции практически не заметен. При содержании торфяной муки в смеси более 10% увеличенный объем присаживаемой ШОС требует конструктивного изменения кристаллизатора, увеличения на 5-10% его длины, что на действующих МНЛЗ не представляется возможным.

В качестве наполнителя шлакообразующей смеси вводится отвальный шлак ферросплавного производства (феррованадия, феррохрома). Однако для этих целей можно использовать и другие наполнители. Например: доменный шлак, цемент, портландцемент.

Шлакообразующая смесь с содержанием торфяной муки используется при отливке заготовок больших сечений, например сечение 450х540 мм со срезами по углам 100х100 мм при скоростях разливки (0,1-0,3 м/мин). Стали марок 30, 45, 40Х, низколегированные разливают без промежуточного ковша, при этом температура металла в основном ковше поддерживается в пределах 1620-1580oC, частоту качания кристаллизатора - 30 колебаний/мин, амплитуду колебания - 7-8 мм.

Теплоизоляция поверхности мениска расплава в кристаллизаторе позволяет поддерживать температуру жидкой стали в кристаллизаторе на 5-10oC выше по сравнению с шлакообразующей смесью (прототипом).

Процесс непрерывной разливки происходит стабильно, вредных выделений не наблюдается. Расход смеси составляет 0,7 - 0,8 кг/т стали. Качество поверхности заготовок, отлитых под ШОС с использованием торфяной муки, существенно превосходит качество поверхности заготовок, отлитых под ШОС (прототипом).

Ниже в таблице приведены некоторые составы шлакообразующих смесей и рассортировка заготовок по качеству поверхности. Непрерывнолитые заготовки, отлитые при скоростях 0,1-0,3 м/мин с использованием ШОС, в состав которых входит торфяная мука, более чистые и требуют меньше энергозатрат на зачистку.

Технический эффект использования изобретения заключается в теплоизоляции - зеркала расплава в кристаллизаторе, в повышении на 5-10oC температуры мениска расплава и улучшении качества поверхности непрерывнолитой заготовки.

Экономический эффект от использования изобретения складывается за счет повышения выхода годных заготовок по поверхностным дефектам и снижения энергетических затрат на зачистку поверхности отлитых заготовок.

Источники информации:
1. А.с. СССР N 1252353 от 23.08.86 г.

2. А.с. СССР N 503919 от 24.05.75 г.

Похожие патенты RU2148470C1

название год авторы номер документа
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 1998
  • Айзин Ю.М.
  • Ильин В.И.
  • Кузовков А.Я.
  • Куклев А.В.
  • Комратов Ю.С.
  • Объедков А.П.
  • Топтыгин А.М.
  • Федоров Л.К.
  • Чернушевич А.В.
RU2145266C1
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 1998
  • Айзин Ю.М.
  • Ильин В.И.
  • Кузовков А.Я.
  • Куклев А.В.
  • Комратов Ю.С.
  • Объедков А.П.
  • Топтыгин А.М.
  • Федоров Л.К.
  • Чернушевич А.В.
RU2145532C1
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 1999
  • Куклев А.В.
  • Топтыгин А.М.
  • Полозов Е.Г.
  • Объедков А.П.
  • Айзин Ю.М.
  • Соколова С.А.
RU2175279C2
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ И КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ 2007
  • Ногтев Валерий Павлович
RU2352434C2
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 1996
  • Куклев А.В.
  • Топтыгин А.М.
  • Полозов Е.Г.
  • Айзин Ю.М.
  • Паршин В.М.
  • Федосеенко В.А.
  • Клачков А.А.
  • Сидоров В.П.
  • Ярыгин Ю.В.
  • Гонтарук Е.И.
  • Боженко Ю.Е.
RU2098221C1
Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали 2024
  • Шеховцов Евгений Валентинович
  • Эккерт Павел Владимирович
  • Самсонов Вадим Юрьевич
  • Гильманов Ильдар Маратович
  • Егоров Владимир Анатольевич
  • Смирнов Вадим Алексеевич
RU2825409C1
Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали 2024
  • Шеховцов Евгений Валентинович
  • Эккерт Павел Владимирович
  • Самсонов Вадим Юрьевич
  • Гильманов Ильдар Маратович
  • Егоров Владимир Анатольевич
  • Смирнов Вадим Алексеевич
RU2825408C1
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 2010
  • Мухатдинов Насибулла Хадиатович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Бойков Дмитрий Владимирович
  • Токарев Андрей Валерьевич
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Корнева Лариса Викторовна
  • Сапаев Николай Михайлович
RU2430808C1
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 2008
  • Горосткин Сергей Васильевич
RU2371280C1
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 2009
  • Ногтев Валерий Павлович
RU2378085C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 148 470 C1

Реферат патента 2000 года ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии. Состав смеси, мас.%: графит 15-25, нефелин 15-25, силикатная глыба 20-35, торфяная мука 2-10, отвальный шлак ферросплавного производства - остальное. Шлакообразующая смесь обеспечивает качественную поверхность непрерывнолитой заготовки при низких скоростях разливки. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 148 470 C1

Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, содержащая углеродсодержащий материал, силикатную глыбу, нефелин и отвальный шлак ферросплавного производства, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит торфяную муку, а в качестве углеродсодержащего материала - графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 15 - 25
Нефелин - 15 - 25
Силикатная глыба - 20 - 35
Торфяная мука - 2 - 10
Отвальный шлак ферросплавного производства - Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2148470C1

Шлакообразующая смесь для защиты зеркала жидкого металла 1974
  • Лейтес Абрам Владимирович
  • Евтеев Дмитрий Петрович
  • Зельцер Рафаэль Давидович
  • Удовенко Виктор Григорьевич
  • Третьяков Михаил Андреевич
  • Ткачев Павел Нилович
  • Фульмахт Вениамин Вениаминович
  • Винокуров Израиль Яковлевич
  • Стамбульчик Майя Абрамовна
  • Федоров Леонид Константинович
  • Канарейкин Николай Филиппович
  • Рогов Георгий Борисович
  • Огородников Геннадий Кузьмич
  • Столбов Юрий Константинович
  • Леушин Николай Васильевич
SU503919A1
СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ПУТЕВОЙ СТРУКТУРЫ (ВАРИАНТЫ) 1994
  • Алексенко Владимир Михайлович
  • Насельский Павел Давидович
  • Рубан Владимир Григорьевич
RU2096221C1
GB 2000198 A, 04.01.79
Защитно-смазочная смесь для непрерывной разливки стали 1976
  • Поживанов Александр Михайлович
  • Климашин Петр Сергеевич
  • Цыпин Савелий Яковлевич
  • Пестов Вениамин Николаевич
  • Клинов Юрий Сергеевич
  • Рябов Вячеслав Васильевич
  • Вяткин Юрий Федорович
  • Калинин Юрий Влавдиевич
  • Карпов Николай Дмитриевич
SU605672A1
JP 5515861 A, 10.12.80
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 1992
  • Яковлев А.В.
  • Кулаков В.В.
  • Куликов В.В.
  • Мулько Г.Н.
  • Павлов В.В.
  • Милюц В.Г.
  • Петрашень Ю.П.
  • Лейтес А.В.
  • Кан Ю.Е.
  • Шумилин Б.Н.
RU2044777C1

RU 2 148 470 C1

Авторы

Куклев А.В.

Топтыгин А.М.

Объедков А.П.

Сахнов Б.И.

Иванаевский В.А.

Даты

2000-05-10Публикация

1998-12-04Подача