Шлакообразующая смесь Советский патент 1992 года по МПК B22D7/00 

1

(21)4618766/02

(22) 20.09.88

(46) 15.10.92. Бюл. №38

(71)Донецкий металлургический завод им. В.И.Ленина

(72)В.А.Шабловский, В Л.Мелентьев, Р.П.Олекса, С.М.Грищенкова, Г.Г.Житник, С.Н.Носач, И.В.Домарев, А.В.Ильин, В.И.Дрозд и Г.А.Потапов

(56)Авторское свидетельство СССР № 1154031, кл. В 22 D 7/00,

В 22 D 27/00, 1983.

Патент СССР №515430, кл. В 22 D7/00, В 22 D 11/00, В 22 D 27/04, 1976. (54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ

(57)Изобретение относится к металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей, используемых при разливке стали в изложницы сифонным способом. Сущность изобретения состоит в том, что для разливки стали используют шлакообразующую смесь, содержащую, мае %: летучая зола 36/70, углеродсодержащий материал 1-15, известь или цемент 15-34, кальцинированная сода 1-15, фторсодержащий материал 1-12, используемая для приготовления смеси, причем летучая зола содержит 15-29 мас.% углерода. Повышенное содержание з смеси летучей золы позволяет уменьшить расход смеси при сохранении ее утепляющей способности, обеспечивает получение качественной поверхности слитков при значительном уменьшении содержания в смеси фторсодержащего материала 2 табл.

СО

С

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам теплоизолирующих смесей, используемых, например, при разливке стали в изложницы сифонным способом.

Известна теплоизолирующая смесь для разливки стали, содержащая, мае %:

Летучая зола ТЭЦ81,0-85,0

Кальцинированная сода4,0-7,0

Нефтяной кокс с 96-98%

углерода или

Фильтрованная графитированная пыль11,0-12,0

Недостатком указанной смеси является повышенный расход ее при использовании для разливки металла, поскольку из-за низкого содержания углерода в золе ТЭЦ, обеспечение качественной изоляции зеркала

металла достигается повышением толщины ее слоя.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенному решению является смесь для защиты зеркала металла при разливке стали, содержащая в мае % Портландцементоснова

Плавиковый шпат20,0-27,0

Карбонат натрия2 0-15,0

Углеродсодержа- щее вещество5,0-10,0

Летучая зола20,0-30,0

Силикофторид

натрия5,0-10,0

Недостатком известной смеси является большой расход ее в процессе разливки

Низкое содержание углерода в золе (1,0-1,5 мас.%) и большое количество раз- жижителей (СаРа и Na2SiFe) приводит к сниXI О 00

СО

§

жению температуры плавления смеси (1000-2100°С). Снижение толщины спекшегося слоя достигается за счет увеличения скорости шлакообразования, что ведет к накоплению на поверхности металла большого слоя жидкой смеси, интенсивно стекающей в зазоры между оболочкой слитка и стенками изложницы, а следовательно, к большому расходу смеси.

Цель изобрет е ния -уменьшение расхода смеси.

Поставленная цель достигается определенным соотношением компонентов, мае %:

Летучая зола ТЭЦ36-70

Углеродсодержащий

материал1,0-15,0

Известь или цемент 15,0-34,0

Кальцинированная сода1,0-15,0

Фторсодерхощий

материал1,0-12,0,

при этом летучая зола содержит 15-29 мас.% остаточного углерода.

В качестве основы смеси используется летучая зола ТЭЦ с насыпной плотностью 0,5-0,65 г/см3, температурой плавления 1200-1400°С.

В качестве углеродсодержащего материала использовали аморфный графит, коксовую пыль, пыль антрацитовых углей и др.

Кальцинированная сода (ГОСТ 510073). В качестве фторсодержащего материала использовали криолит, плавиковый шпат и др.

В качестве материала на основе окиси кальция использовали известь, цемент и

ДР.

Унос золы ТЭЦ с массовой долей углерода 15-29 мас.% имеет в своем составе большое количество углеродсодержащих полых частиц сферической формы с насыпной плотностью 0,5-0,65 г/см . Благодаря этому углеродистая зола обладает высокой текучестью, имеет температуру спекания на 100-300°С выше, чем известная по прототипу малоуглеродистая зола.

Низкая насыпная плотность золы с 15- 29 мас.% углерода и температура спекания 1200-1400°С позволит снизить скорость плавления, обеспечить минимальную толщину спекшегося слоя (до 5 мм), а следовательно, уменьшить расход смеси.

Зола с остаточным содержанием 15- 29 мас.% в сочетании с углеродсодержащим материалом обеспечивает равномерное распределение смеси на зеркале металла,

смесь не спекается, хорошо теплоизолирует поверхность металла.

Выбор количественного содержания компонентов обусловлен следующим:

при содержании в золе ТЭЦ углерода менее 15 мас.% смесь спекается, что ведет к ухудшению теплоизоляции, снижению качества поверхности слитка и повышенному расходу смеси, а более 29 мас.% снижается

0 растекаемость золы и всей смеси, что приводит к ухудшению теплоизоляции.

При содержании в смеси золы ТЭЦ менее 36 мас.% смесь не обеспечивает качественной теплоизоляции, что приводит к

5 образованию усадочных раковин, поверхностных дефектов, уменьшается срок хранения смеси.

Введение в состав смеси более 70 мас.% золы обусловлено тем, что в этом

0 случае смесь плохо ассимилирует всплывающие неметаллические включения, ухудшается скооость шлакообразования.

Углеродсодержащий материал служит для предотвращения спекания смеси и для

5 создания восстановительной атмосферы над металлом. При содержании его в смеси ниже 1,0 мас.% смесь спекается, а более 15 мас.% приводит к науглероживанию.

0 При содержании материала на основе окиси кальция менее 15 мас.% смесь вследствие низкой основности плохо ассимилирует неметаллические включения, а при содержании более 34 мас.% - происходит

5 выпадение кристаллов фторидов, что резко снижает рафинирующую способность смеси.

Введение кальцинированной соды в состав смеси менее 10 мас.% способствует

0 ее спекаемости, возникновению подворо- та корочки слитка, что снижает качество его поверхности. Содержание кальцинированной соды в смеси в количестве большем 15 мас.% способствует быстрому

5 плавлению ее, что приводит к увеличению расхода смеси.

Фторсодержащий материал в смеси служит для разжижения шлака, т.е для снижения вязкости предлагаемой смеси. При

0 содержании его в количестве 1 мас.% смесь обладает повышенной вязкостью при содержании в количестве большем 12 мас.% смесь очень жидкоподвижна, что приводит к ухудшению теплоизоляции и большому

5 расходу смеси.

Кроме того, создается опасность выделения в атмосферу вредных соединений, превышающих ПДК.

Смесь получали путем механического перемешивания исходных компонентов.

Перед разливкой стали пакеты со смесью подвешивали на высоте до 1/3 от дна изложницы,

Составы смесей и их характеристики приведены в табл. 1 и 2.

Основным требованием к смеси является создание из указанных материалов или их сочетания композиции с основностью 0,8-1,1, т.к. расплав с такой основностью при содержании в нем от 5 до 30% имеет стабильную вязкость.

При расчете заданной основности все кальцийсодержащие материалы (СаО, СаСОз, CaF2) пересчитываются на №20 и суммируются с МдО, содержащегося в ис- ходных материалах.

Применение различных фторсодержа- щих материалов или их сочетание обусловлено необходимостью получения кроме необходимой плавкости и основности со- держания в смеси Na20 не менее 3 мас.%, для чего NaaAIFe, Na2SiFe, NaF и №2СОз пересчитываются на Na20.

Шлакообразующая смесь универсальна, т.к. в зависимости от соотношения ис-

Летучая зола ТЭЦ (Остаточный углерод, %)

1536

20Ъ$

25

29

Углеродсодержащий материал

Графит скрытокристалли- ческий15Ч

Сажа

Материал на основе окиси кальция

Цемент (СаО 50Z: О 25%)

Пыль из циклонов (при производстве извести) СаО - 60S29

Молотая известь (СаО

ходных компонентов может применяться для разливки разных марок стали в широком интервале температур.

Формула изобретения

Шлакообразующая смесь для разливки стали, включающая летучую золу, угле- родсодержащий материал, известь или цемент, кальцинированную соду и фтор- содержащий материал, отличающая- с я тем, что, с целью уменьшения расхода смеси, она содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:

Летучая зола36-70

Углеродсодержащий

материал1-15

Известь или цемент 15-34

Кальцинированная

сода1-15

Фторсодержащий

материал1-12,

при этом летучая зола содержит 15-29 мас.% остаточного углеооца.

Т а б л и

20-JO (25)

36

62

70

69

5-Ю (7,5)

16

0,8

15

Основа (28)

35

33