ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ Российский патент 2009 года по МПК B22D11/111 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано преимущественно для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья слябовых заготовок.

Известна смесь, применяемая для обработки металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали (а.с. СССР, Кл. С21С 5/54, N 1310435, 1987 г.). Смесь содержит 5-20% аморфного графита, 10-20% плавикового шпата, 20-40% цемента, 5-20% силикатной глыбы и 20-40% перлита - материала на основе окислов кремния. Недостатками указанной смеси является недостаточная ассимилирующая способность ее шлакового расплава из-за низкой основности. Кроме того, содержание в смеси фторсодержащего материала приводит к износу футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса и стопоров.

Известна смесь для защиты поверхности металла, содержащая 5-20% графита, 5-20% плавикового шпата и 5-20% цемента (а.с. СССР №534292, B22D 7/00). Недостатками указанной смеси является высокое содержание графита, которое может приводить к повышению содержания углерода в готовой стали, что не всегда желательно. Кроме того, высокое содержание фторсодержащего материала (плавикового шпата) приводит к износу футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса и к износу стопоров. Данная смесь является дорогой из-за высокого содержания в ней аморфного графита.

Ближайшим аналогом заявляемой смеси является смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке, содержащая 2-10% углеродсодержащего материала, 10-20% фторсодержащего материала, 10-25% материала на основе оксидов кремния и цемент остальное (RU, №2174893, B22D 11/111). Недостатками указанной смеси является высокое содержание в смеси фторсодержащего материала, что приводит к износу футеровки промежуточного ковша.

Задача, решаемая изобретением, - подбор оптимального состава шлакообразующей смеси, который снижает износ футеровки промежуточного ковша и улучшает теплоизоляцию.

Поставленная задача решается тем, что шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали, включающей углеродсодержащий и фторсодержащий материалы, материал на основе оксидов кремния и цемент, согласно изобретению в качестве углеродсодержащего и фторсодержащего материалов используют отходы производства шлакообразующей смеси, при этом ингредиенты смеси взяты в следующем соотношении, %:

Отходы производства 20-40 Материал на основе оксидов кремния до 20 Цемент 60-80

В качестве отходов производства используются пыль и коржи, полученные при производстве гранулированной шлакообразующей смеси, а именно при сушке суспензии в башенном распылительном сушиле.

Цемент применяется в виде шлакопортландцемента марки 300 по ГОСТ 10178-85.

В качестве материала на основе оксидов кремния используется кварцевый концентрат или формовочный песок.

При содержании отходов производства ШОС в пределах 20-40% обеспечивается минимальный износ футеровки промежуточного ковша.

При содержании отходов производства ШОС менее 20% шлаковый расплав образует твердая корка - «крыша». Это приводит к образованию вязкого шлака и далее - к загущению шлака и ухудшению ассимиляционной способности, что приводит к ухудшению качества металла.

При содержании отходов производства ШОС более 40% шлаковый расплав такой смеси начинает интенсивно разъедать футеровку промежуточного ковша, что ведет к снижению продолжительности кампании промежуточного ковша МНЛЗ.

Содержание цемента в пределах 60-80% приводит к образованию шлакового расплава, который обеспечивает необходимую теплоизоляцию и минимальный износ футеровки промежуточного ковша.

При содержании цемента менее 60% основность шлакового расплава снижается и отмечается интенсивный износ футеровки промежуточного ковша.

При содержании цемента более 80% основность смеси повышается, что приводит к загущению шлака и ухудшению ассимиляции шлака неметаллических включений.

В качестве материала на основе оксидов кремния используется в основном кварцевый концентрат или формовочный песок для обеспечения основности шлакового расплава в пределах 1,2…1,6. При использовании этого материала свыше 20% понижается основность шлака, что приводит к интенсивному разъеданию футеровки промежуточного ковша.

При выходе содержаний ингредиентов в смеси за указанные пределы нарушается (затрудняется) технология обслуживания промежуточного ковша, ухудшается теплоизоляция металла и снижается стойкость футеровки промежуточного ковша.

Предлагаемую смесь изготавливали в отделении шлакообразующих смесей ООО «Шлаксервис» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Шлакообразующую смесь изготавливали следующим образом. Подготовленные шихтовые материалы из бункеров-накопителей загружали в мельницу «сухого» смешения, где происходило измельчение материалов с одновременным смешиванием.

Через 30-40 мин совместного помола отбирают пробу для определения фракционного состава. Затем готовую смесь ссыпали в фасовочный аппарат и расфасовывали в бумажные мешки массой по 10-12 кг.

Компонентный состав заявляемой смеси представлен в таблице.

Таблица № смеси Содержание компонентов, % Технический результат Отходы производства Цемент Материал на основе оксидов кремния 1 25 60 15 Достаточная теплоизоляция, низкий износ футеровки 2 60 20 20 Достаточная теплоизоляция, высокий износ футеровки 3 10 80 10 Недостаточная теплоизоляция, повышенный износ футеровки

Полученную смесь использовали в промежуточном ковше слябовой машины непрерывного литья заготовок. Работу смеси в промежуточном ковше и ее расход оценивали визуально.

При использовании новой смеси №1 было отлито 9 плавок стали марки St12 на один промежуточный ковш. Замечаний по работе смеси и шлака в промежуточном ковше не отмечено. Средний расход смеси составил 0,44 кг/т отлитой стали. После окончания разливки проводился осмотр промежуточного ковша. Износ футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса, а также износ стопоров соответствовал норме.

При использовании новой смеси №2 было отлито 6 плавок на один промежуточный ковш. Замечаний по работе смеси и шлака в промежуточном ковше не отмечено. Расход смеси составил 0,39 кг/т отлитой стали. Во время использования смеси отмечен износ футеровки по шлаковому поясу. После окончания разливки проводился осмотр промежуточного ковша: отмечен износ футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса, а именно полный износ рабочего слоя футеровки (100 мм) и износ арматурного слоя (15 мм), что привело к выводу ковша из оборота и постановке его на капитальный ремонт.

При использовании новой смеси №3 было отлито 4 плавки на один промежуточный ковш. Дальнейшее использование смеси было прекращено по причине образования вязкого шлака, который превращался в твердую шлаковую корку, что затрудняло обслуживание промежуточного ковша технологическим персоналом. Отмечен износ футеровки в районе шлакового пояса. Средний расход смеси составил 0,40 кг/т отлитой стали.

Таким образом, данные наблюдения за работой смесей показали преимущество заявляемой смеси №1 по сравнению со смесями №2 и №3 по износу футеровки промежуточного ковша и по работе смеси в промежуточном ковше.

Изобретение может быть использовано для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок. Шлакообразующая смесь содержит (мас.%): отходы производства шлакообразующей смеси (20-40), материал на основе оксидов кремния (до 20%) и цемент (60-80). Использование в заявленной смеси в качестве углеродсодержащего и фторсодержащего материалов отходов производства шлакообразующей смеси обеспечивает снижение износа футеровки промежуточного ковша и улучшает его теплоизоляцию. 1 табл.

Шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали, включающая углеродсодержащий и фторсодержащий материалы, материал на основе оксидов кремния и цемент, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащего и фторсодержащего материалов используют отходы производства шлакообразующей смеси при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
отходы производства шлакообразующей смеси 20-40 материал на основе оксидов кремния до 20 цемент 60-80