Интенсификатор кипения стали Советский патент 1987 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке кипящей стали.

.Целью изобретения является повышение качества слитка.

Предлагаемый интенсификатор кипения ст|1ли включает углеродсодержа- щий материал, сульфитно-спиртовую барду, оксид бора при следующем соотношении компонентов мае.%:

Оксид бора () 4-18 Сульфитно-спиртовая

барда-6-14

Углеродистый

материалОстальное

Приведенный состав равномерно наносят на горячий поддон слитка. По мере нах рева интенсификатора проис- ходит дальнейшее растворение оксида бора в водном растворе сульфитно- спиртовой барды, испарение влаги и формирование надежной связи между зернами углеродистой основы. Связующее состоит из твердого геля, который образуется при разложении лигно- сульфонатов, и закристаллизовавшегося оксида бора, что обусловливает высокую механическую прочность наносимого слоя и его прочное закрепление на поддоне.

При попадании металла в изложницу слой углеродистого интенсификатора предохраняет поддон от размывания и вызывает интенсивное донное кипение стали в течение наполнения слитка за счет взаимодействия твердого углерод с кислородом расплава. Донный барбо- таж металла при формировании корково зоны слитка кипящей стали способст- вует усилению массопередачи на кристаллизующуюся поверхность. Кроме того, процесс сопровождается снижением содержания растворенного кислорода из-за раскисления стали твердым углеродом. В результате этого происходит замедление реакции между твердым углеродом и кислородом металла., Однако в результате нагрева интенсификатора теплом жидкой стали происходи восстановление оксида бора твердым углеродом с выделением газообразных продуктов реакции. Это приводит к усилению пневматического перемешивания расплава независимо от степени его раскисления, увеличивает интен- сивность кипения на стенках изложницу и способствует равномерному распределению бора в теле слитка. Бор

5

0

5

0

5

0

5

0

5

является сильн)1м нитридообразуюгцим элементом. Даже при его ко ие11трации 0,001-0,006% обеспечивается устойчивость кипящей стали к старению.Однако при высокой окисленности металла в ряде случаев этот эффект нивелируется.

Предлагаемый интенсификатор позволяет растворять восстановленный бор в наиболее раскисленной зоне металла - у поверхности твердого углерода, что обеспечивает его высокое усвоение сталью. Кроме того, в результате взаимодействия углеродистого интенсификатора с кипящей сталью снижается и общий уровень окисленности слитка, что создает благоприятные условия для микролег ирования и повышает устойчивость стали к старению.

Таким образом, наличие в составе интенсификатора оксида бора позволяет повысить механические свойства металла за счет микролегирования стали бором, сформировать достаточно прочное углеродистое покрытие поддона, интенсифицировать кипение стали у стенок . изложницы и гтовы- - сить качество слитка за счет увеличения толщины здоровой корки.

Установлено, что при формировании углеродистого покрытия поддона с содержанием оксида бора ниже 4% происходит миграция связующего вниз, обеднение им верхних слоев интенсификатора, что приводит к разрушению и отрыву верхней части покрытия при попадании первых порций металла в изложницу.

Если в составе интенсификатора находится 4-18% оксида бора, то сформированное углеродистое покрытие имеет равномерную реакционную способность и механическую прочность. Интенсификатор не разрушается в контакте с жидким металлом, равномерно расходуется, способствует получению качественной корки слитка и повышению механических свойств стали в результате микролегирования бором.

При содержании оксида бора в сос- таве интенсификатора ,более 18% происходит разрушение покрытия в ходе наполнения изложницы из-за окисления оксидом бора и ослабления связи между зернами углеродистой основы.

Сульфитно-спиртовая барда, входящая в состав предлагаемого интенсп- фикатора, выполняет роль связующего

и ,г)хря11яс 1 иокрьи ие за счет от- fonKif летуччч от иа 1ораж11наиия мс- та.ч.иа п псрный момент разлники.

При соле)жа11ии сульфнтио-спирто- Boi i барды 1 составе интепс ификатора менее 67-: затруднено получение гомогенной массы я надежное сцетгленне , покрытия с чугунным поддоном. Масса всттлывает на зеркало металла во время разливки и не выполняет своих функций микролегирования и интенсификации кипения стали в изложнице.

Если в составе интенсификатора барда находится в пределах 6-14%, то покрытие поддона имеет равномерную реакционную способность и достаточно высокую механическую прочность. Ннтенс.ификатор активно реагирует со сталью, вызывает и поддерживает интенсивное кипение металла не только н кипящей зоне слитка, непрерывно перемещающейся вверх в ходе разливки, но, что особенно важно, в нижней застойной зоне, где реакция окисления углерода заторможена фер- ростатическим давлением и создает УСЛОВИЯ для захвата пузьфей растущим фронтом кристаллизации. Это обеспечивает получение достаточно толстой здоровой корки кипящего слитка,

.При содержании сульфитно-спиртовой барды более 14% интенсификатор частично разрущается газами, которые образуются в результате ее возгонки. Это приводит к отрыву покрытия от подона, вследствие чего не достигается донный барботаж расплава, а следовательно, и интенсификация кипения стали в изложнице.

Предлагаемое сочетание ингредиентов в составе интенсификатора позволяет закрепить его на поддоне, сить качество поверхности и внутренней структуры слитка и уменьшить склонность кипящей стали к старению. Кроме того, применение интенсификатора обеспечивает защиту поддонов от разрущения в контакте с жидким металлом, стабилизацию и снижение окислен ности стали, сокращение расхода алюминия на химическое закупоривание слитков и уменьшение расходного коэффициента металла первом переделе.

Ввод в состав интенсификатора оксида бора позволяет получить проч- мое углеродистое покрытие поддона, иктенсифицировять донный барботаж.

а с.;1едов;1ТРльно, и перомещинание металла, улучшить структуру слитк.ч, ч также микролегировать сталь бором.

В предлагаемом веществе оксид бора восстанавливается углеродистым материалом, входящим в состав интенсификатора, поэтому результат микро- легирования не зависит от содержания

углерода в кипящей стали и ее окис- ленности.

Интенсификатор кипения стали изготавливают из углеродистого матери- ала (коксика, термоантрацита с размером частиц 0-3 мм или графита), сульфитно-спиртовой барды и оксида бора. Вещества смещивают и равномерно наносят на поддон изложницы. Толщина слоя интенсификатора составляет 10-30 мм, а его масса 5,0-6,5 кг для 20 т слитка. При температуре поддона 120-140°С покрытие формируется в течение 15-20 мин с момента нанесения. Интенсификатор обладает прочностью на сжатие, равной 3,0 МПа, и на отрыв от чугунного поддона, равной 0,2 МПа, что обеспечивает его надежное сцепление с поддоном в ходе наполнения изложницы.

При разливке кипящей стали с ин- тенсификатором данного состава в сравнении с изв естным содержание кислорода в слитке снижается на 10- 20%, в 1,5-2 раза повышаете глубина залегания сотового пузыря, сое- тавляющая 10-19 мм. Кроме того, интенсификатор предлагаемого состава позволяет обеспечить качественное, химическое закупоривание слитка (таблица).

Повышение механических свойств стали при использовании предлагаемо го соотношения ингредиентов в составе интенсификатора характеризуется увеличением глубины лунки по Эриксе- ну с 8,3-9,0 до 9,4-9,7 мм, что позволяет поднять выход годного металла при глубокой вытяжке.

50

55

Формула изобретения

Интенсификатор кипения стали, содержащий углеродосодержащий материал и сульфитно-спиртовую барду, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества слитка, он дополнительно содержит оксид бора при следующем соотношении компонентов,мае.%:

Оксид бора4-18

Сульфитно- спиртовая барда

6-14

Составитель Е.Гендлина Редактор Г.Гербер Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 3430/13 Тираж 740Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Углеродистый материал

Остальное

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке кипящей стали. Цель изобретения - повышение качества слитка. Интенсификатор кипения стали включает углеродосодержащий материал, сульфитно-спиртовую барду и оксид бора при следующем соотношении компонентов, мае. %: оксид бора 4-18, сульфитно-спиртовая барда 6-14, углеродистый материал остальное. Вещества, входящие в состав ин- тенсификатора, смешивают и наносят на поддон изложницы. Толщина слоя составляет 10-30 мм, а его масса - 5,0-6,5 кг для 20 т слитка. Интенсификатор позволяет повысить механические свойства металла за счет мик- ролегйрования стали бором, сформировать достаточно прочное защитное покрытие поддона, интенсифицировать кипение стали у стенок изложницы и повысить качество слитка за счет увеличения толщины здоровой корки. 1 табл. СЛ