Экзотермическая шлакообразующая смесь для разливки металла Советский патент 1977 года по МПК B22D7/00 

при разливке стали, поскольку ири сгораии смеси образуются шлаки с иизким содержанием основных окислов (в частности, окиси кальция и др.).

Наличие в смеси силикатной глыбы, а зиачит и окиси натрия в шлаке нриводит к иовыН1енному угару титана нрн разливке титансодержани1х сталей, особенно нер/каве1они1х.

Суи1,ественны.м недостатком также является высокая CToiiMocTij смеси, обусловленная наличием таких дефицитных и дорогостояидих комноиеитов как нлавиковый шнат (268руб/т) и силикатная j-лыба (58 руб/т). Высокая стоимость с.месей снижает экономическую эффективность нх нрн.меиения, особенио ири разливке рядовых углеродистых сталей.

Целью нзобретеиия является обесиечение эконо.мнческой эффективности разливки стали под шлаком, уменьшение газовыделений, улучшение физико-химических и технологических свойств шлака, а также обеспечения возможности ее нрименения нри отливке слитков в вакууме.

Поставленная цель достнгается тем, что в экзотермической смеси, содержаш,ей горючий ингредиент, твердый окислитель, в качестве шлакообразующего ингредиента содержится датолит и легкоплавкая глнна при следуюш,ем соотношении ингредиентов, вес. %:

Горючий ингредиеит из группы активных легкоокисляющихся металлов15,0-25,0

Твердый окислитель из группы легковосстанавлнвающихся кислородсодержащих соединений15,0-25,0

Датолит10,0-60,0

Легкоплавкая глииаОстальное

В качестве горючего 1шгредиента из указанной группы могут быть использоваиы снликокальций, алюминий, магний, силикобарий.

В качестве твердого окислителя из указанной группы - марганцевая руда, селитра, окалина.

Датолит (Са2В2 (8104)2 - это мииерал вулканического ироисхождения (он встречается и в рудных жилах) из группы силикатов. Он представляет собой химическое соединение эвтектического состава, имеет низкую температуру плавления (950-1000°С) и короткий 1П1тервал плавления и затвердевания (10- 15°С). Низкая температура плавления повыилает скорость шлакообразования, жидкотекучесть шлака и уменьшает его вязкость даже при невысокой температуре разливки металла.

Указаииые преимущества датолита ио сравнению с другими шлакообразующими материалами позволяют изготовить качественио новые экзотермические шлакообразующие смеси, не содержание в своем составе плавпковый шпат (темиература плавления 1250°С) и силикатпую глыбу (темнература илавлспия 1089°С).

Легкоплавкая глииа иредставляет собой природный алюмосиликатпый материал, имеioiniiii состав, вес. %: двуокись крсмиия 42- 48; окись алюминия 15-20; окнсь кальция 15-20; окись железа 3-6; окись магния остальное. Сравнительно иизкая темнература илавления глины (1050-1100 С) и иевысокая (20-30 пуаз) вязкость при этих температурах также делает ВОЗМОЖИЕЛМ и эффективным ее иримеиенне в составе экзотермических Н1лакообразуюни1Х смесей для разливки стал 11.

Содержание компонентов в экзотермических смесях обусловлено прежде всего сортамеитом разливаемых сталей. Экзотермическая смесь ио изобретению с более высоким содержанием горючего нигредиеита применяются для разливки высоколегированных сталей, а с низким их содержание.м - для разливки низколегированных и иростых углеродистых сталей. При содержании горючих менее 15% не обеспечивается выделения достаточного количества тепла, необходимого для расплавлеиня 1плакообразующих компонентов без отбора тепла от металла; при содержании нх более 25% количество выделяюидегося тепла З11ачител1 ио иревышает пеобходимое, что не рационально, так как с увеличеиием содержания горючих существенно повышается стоимость смесей. Содержание твердых окислителей обусловлеио содержанием горючего ингредиента, увелнчиваюп1,ееся с повы1пением содержания последних.

Экзотермпческая с.месь с высоким содержанием датолита (по верхнему пределу и ближе к ие.му) и иониженным содержанием глины (ио нижнему пределу и ближе к иему) ирименяются при разливке борсодержащих сталей, а также трубных и котельиых сталей, иизколегироваиных и иростых углеродистых, идущих на изготовление изделий, не подвергающихся закалке или требующих повьипения глубины прокаливаемости, а также высоколегированных сталей, в которых бор вводится в качестве технологической добавки для новьипеиия горячей пластичности металла.

Экзотермическая с.месь с высоким содержанием легкоилавкой глииы (по верхне.му пределу и ближе к нему) и низким содержанием датолнта (но нижнему пределу и ближе к нему) при.меняются для разливки рядовых углеродистых сталей и сталей с различной стеиенью легирования, идущих на изготовлеине изделий, подвергающихся закалке на небольшую глубину.

Экзотермнческую шлакообразующую смесь ио изобретению ириготовляют из порошкообразных компонентов фракций 0,5-1,5 мм. Смесь при.меняют в порон кообразном виде, а также в виде гранул п брикетов. При использовании смеси в норои1кообразиом внде и в виде брикетов она укладывается на дно изЛОЖИ1П1.Ы перед началом разливки. При использовапии смеси в внде гранул последние .могут подаваться на зеркало металла в изложницу равномерно по ходу разливки. Расход с.меси 3-3,5 кг/т стали.

Сущность изобретения поясняется составами смесей, которые приведены в таблице.

Шлаки от экзотермических смесей № 1-7 из-за отсутствия в них фтористого кальция и окиси натрия, которые приводят к выделению при разливке стали летучих соединений, вызывающих всиенивание и лаков, не всиениваются, что позволяет применять смесь по изобретению для разливки стали под шлаком в вакууме (разрежение до 10 мм рт. ст.).

Приведенные в таблице экзотермические смеси испытаны также и при разливке вышеуказанных марок сталей в слитки весом 0,5 т. Испытания показали, что технологические свойства смесей но изобретению вьпие, чем известной смеси 2.

Так при разливке иод смесями № 1-7 полностью устраняется выделение газообразных фтористых соед И1ени1 |, в то время как при разливке иод известной смесью 2 оно составляет 0,11-0,2 мг/л, при этом на 25% уменьи1ается расход смеси и толщина щлакового гарнисажа на стенках изложницы, илаки имеют в 3 раза меньшую адгезию к стенкам изложиицы. Последнее значительно облегчает очистку изложниц.

В связи с тем, что датолит и легкоплавкая глина имеют низкую стоимость соответственно 45 руб/т и 5 руб/т, стоимость экзотермической смеси сиижается на 20-25%. Кроме того, при использовании смесей N° 1-5 обеспечивается микролегирование стали бором в процессе разливки.

Формула изобретения

Экзотермическая щлакообразующая смесь для разливки металла под слоем жидкого И1лака, включающая горючий ингредиент из груииы активиых легкоокисляющихся металлов, твердый окислитель из группы легковосстаиавливающихся кислородсодержащих соединений и И1лакообразующий ингредиент, отличающаяся тем, что, с целью возможности ее использования при отливке слитков в вакууме, уменьшения газовыделения и улучИ1еиия технологических свойств шлака, в качестве иклакообразующего ингредиента смесь содер/кит датолит и легкоплавкую глину при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Горючий ингредиент из группы актпвных легкоокисляющихся металлов15,0-25,0

Твердый окислитель из группы легковосстанавливающихся кислородсодержащих соединений15.0-25,0

Датолит10,0-60,0

Легкоплавкая гл1шаОстальное.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе:

1.Авт. св. № 212469, кл. В 22D 27/06, 1967.

2.Авт. св. ЛЬ 212468, кл. В 22D 27/00, 1967 (прототии).