Смесь для изготовления экзотермических шлакообразующих гранул Советский патент 1977 года по МПК B22D7/00 B22D11/106 

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ ШЛАКООБРАЗУЮЩИХ ГРАНУЛ Наличие в составе смеси высокого содержания адавйКОШГ шпата и силикатной .глыбы приводит к образованию при ее сгорании и выделенЕИ в процессе разливки стали вредных для организма человека токсичных фтористых соединений: газообразного фтористо водорода, фтористого кремния и Др. Кроме того, отсутствие в составе смеси микролегируюших и модифицирующих ингредиентов сказывается на активное физико-химическое воздействие на металл, а также возможностью получения жийкого синтетическогс шлака в изложнице при разливке стали. Ввиду повышенногоСО держания в смеси силикатной глыбы 9 плавикового иптата повышается адгезия (прилипание) ббразуюшегося шлака к изложнице и к стали. При этом реэko возрастает трудоемкость очистки изложни наблюдается также запутывание шлака в мвг талле. Поэтому образующиеся при сгорании указанных брикетов жидкие, шлаки нельзя применять при разливке стали сверху из-за повышенной отбраковки стали по неметаллическим включени$гм. С целью повышения горячей пластичности металла и выхода годного проката из СЛИТЕЯ)В снижении адгезии шлака к стенкам изложи, цы и улучшения санитарно-гигиенических уо ловий труда предлагаемая смесь для изготоё ления экзотермических шлакообразуюших гра нул дополнительно содержит датопитовый кон центрат при следующем соотношении ингреди ентов, вес. %: Алюминий5,О-8,О Снликокальций12,0-18,0 Марганцевая руда20,0-30,0 Датолитовый концентрат 15,0-50,0 Плавиковый шпат0,5-12,0 Силикатная глыба0,5-15,0 Жидкое стекло12,О-18,О Суммарное содержание в смеси силико- кальция и алюминия должно составлять 2 О- , 26 вес.%1 отношение алюмштя к силикокаль шда 0,31-0.65. Важным преимушеством применения экзо;термических шлакообразуюших гранул Для ра ливки стали является повышение скорости шлакообразования. Это позволяет предельно упростить процесс изготовления шлакообразу юших смесей. При этом выбор указанных оптимальных |Соотношений компонентов прежде всего обусловлен суммарным снижением расхода горючих в составе экзотермических шлакообразу ших гранул. При содержании горючих более 26% количество Еыдодаяпошегося тепла превышает нео& ходимое для расплавления гранул, что нера- ционально с точки зрения как самого пропеО са горения (слишком интенсивное горени с выносами пламени), так и с точки зрения их стоимости. Однако при содержании горючих менее 20 вес.% не обеспечивается выделения достаточного количества тепла для расплавления шлакообразуюших компонентов без отбора тепла от металла. Повышение содержания силикокальция ваше 18 вес. % в результате взаимодействия его с влагой жидкс го стекла приводит к ухудшению условий формирования прочных гранул, обусловленному выделением повышенного количества тепла в процессе грануляции исходной смеси. Поэтому недостающее количество тепла компенсируется присутствием в составе экзотермических шла«, кообразуюших гранул алюминия до 8 вес.%, кяк повышение его содержаний выше 8 вес.% приводит к возрастанию стоимости. При этом содержание алюминия на нижнем пределе (5 вес.%) и отношение его содержания к содержанию силикокальция 0,31 обеспечивают возгораемость экзотермических шлакообразуюших гранул в момент контакта с жидкой сталью, что предотвращает запутывание шлака в металле. Марганцевая руда обеспечивает спокойное и регулируемое сгорание горючих ингредиентов в процессе формирования шлака. При содержании марганцевой руды до 2О вес.% она полностью расходуется на окисление .«гах компонентов, вследствие чего она не оказывает положительного влияния на процессы шлакообразования. Поэтому содерж ние марганцевой руды выбрано в пределах 20-ЗО вес.%, так как остаюшаяся свободная часть марганцевой руды в указанном диапазоне переходит в шлак, вызывая повышения его основности, что оказывает благоприятное влияние, на уменьшение адгезии шлака к стенкам изложницы, а также на рафинирующие свойства шлака. Повышение верхнего предела содержания марганцевой руды непе- лесообразно, так как при этом за счет повышенного количества в шлаке окислов марганца увеличивается его окислительная способность, что недопустимо из-за окисления таких легирующих компонентов стали, как алюминий, титан и др. Необходимость снижения содержания плавикового ишата в составе гранул связана с устранением выделений вредных для организма человека токсичных фтористых соед$ нений. Важным является также и то, что благодаря этому обеспечивается постоянство состава образуюшегося шлака, что способствует стандартизации условий разпивки и получению от плавки к плавке слитков заданного качества. Наличие в смеси датолитового концентр/: та Vстоимостью около 45 руб/т) обеспечу)вает и регулируемое формирование шлака с повышенной основностью, обладающего всеми необходимыми (с точкн зрения пригодности для разливки стали) физико-химическими свойствами. Датолнт представ пяет собой химическое соединение эвтектн- чесхого состава, имеет.низкую температуру плавления (95О-1ООО°С) и короткие инте1 валы плавления и затвердевания (Ю-15), что способствует повышению скорости шла« кообрязования, жидкотекучести шлака и уменьшает его вязкость даже при невысокой температуре разливки металла. В предложенной смеси содержится датолитовый концентрат следующего .состава, вес. %: Окись кальция 2О,О-50,О. Окислы бора lO.CUSO.O Двуокись кремния 2О,СХ-4О,0 За счет содержания в датолитовом концентьрате борсодержашего соединения обеспечи- вается микролегирование и модифиййрованяв стали бором в процессе разливки, что дает значительную экономию по сравнению с ноПользованием для этих целей ферробора и ферроборала, а также повышается горячая пластичность металла. При применении Ькзсм термических шлакообразуюших гранул предложенного состава остаточное содержание бора в металле составляет 0,0005 . 0,О025вес.%, что обеспечивает получение бо« лее мелкозернистой и однородной структуры слитка.

При содержании датолитового концентра, та менее 15 вес, % с целью придания необходимых физико-химических свойств (жид коте чести, получения длинных шлаков и др.) необходимо повышать содержание плавикового шпата выше 12 вес,%, что приводит к обильному выделению токсичных соединений в процессе формирования шлака. При содержании датолитового концентрата в составе гранул более 50 вес.% происходит восстановление бора выше О,О025 вес.%, что может привести к ухудшению механичеоких свойств стали за счет выделения по границам зерен легкоплавких бористых соединений эвтектического типа, а также чреэмерного повышения прокаливаемости сталей. Для регулирвьаиия требуемых физико-хв. мических и технологических свойств шлака Споверхностного натяжения, вязкости, скорости шлакообразования) в смесь вводив ся силикатная глыба. При содержаний менее 5 вес.% свликатная глыба .практически не влияет на свойстве шлака, а при е6 содер жании более 15 вес.% происходит зиачв тельное увеличение прилипания шлака к стенкам изложницы (с учетом жидкого стекла, вводимого в качестве связукяцего материала).

Как показало проведенные всследования, жидкое стекло является наиболее эффективным связуияаим материалом по сравне нию с бентоннтовой в огнеупорной гляйамн, цементом, строительным гипсом, {$азлй шым| органическими соединениями и др. При до бавках жидкого стекла в указанном диапазоне обеспечивается нормальный технологический режим формирования на тарельчатом грануляторе граиул требуемых размеров, а также необходимая прочность иа сжатие и-сбрасывание сырых в высушенных гранул. Фракционный состав гранул, получерных из предложенной смеси сосггавляет 5- 15 мм ( в зависимости от массы слнтка в спсоба разливки). Гранулы вводятся в взложНИНЫ до начала разливки; они могут также Подаваться в изложницу и в крнсталлнзатор МНЛЗ равномерно по ходу разлввкн. Расход гранул - 2-5 кг/т стали (верхний предел относятся к отлввке сверху крупных слнтков).

Составы смесей, из KOTOJMX полу «юны экзотермически© шлакообразуюшяе гранулы, используемые яря разливке углеройистых в легированных сталей, выплавляемых в мартеновских в электропечах, приведены в табл

Таблица

20 К12

8 5 6 6

12Х1МФ i16

12Х18Н10Т :18

известная 24

18 14 12 15

9 5

5

17