Теплоизолирующая бестопливная шлакообразующая смесь для разливки нестареющих сталей Советский патент 1980 года по МПК B22D7/10 

Изобретение относится к металлургии а именно к составам теплоизолирующих бестопливных шлакообразующих смесей, используемых для утепления зеркала металла при разливке нестареющих сталей. Известна теплоизолирующая бестопливная шпакообразующая смесь для разливки стали, содержащая плавиковый шпат, портландцемент, каменноугольную золу l . Данная смесь при сифонной разливке быстро расплавляется, что приводит к повышенным теплопотерям и охлаждениюподшлакового слоя металла. В результате этого при разливке малоуглеродистых сталей под слоем шлака образуются корки, что снижает эффективность использования жидкого шлака. Наиболее близкой к описываемому изоб рютению является теплоизолирующая бестопливная шлакообразующая смесь для разливки нестареющих сталей, содержащая фтористый капьци11, графит, огнеупорный материал, а именно мелкодйсперснме пер- лит или вермикулит с размерами частиц 0,О75-0,15 мм, доменный шлак и из, мельченный базальт при следующем соотношении компонентов, вес,%: Фтористый кальций5-1О Графит5 Огнеупорный материал20 . Доменный шпак32-45 , Базальт32-45U1. Для приготовления известной смеси в качестве основного шлакообразующего вводят базальт, так как содержание доменного шлака сравнительно невысокое. В связи с этим требуются дополнительные операции и оборудование для измельчения базальта и его транспортировки на металлургические заводы. Большая летучесть мелких частиц вермикулита и перлита существенно ухудшает условия труда при изготовлении смесей и применении их при разливке стали. Цель изобретего1я - упрощение технологии приготовления смеси и улучшение условий труда на операциях приготовления смеси и разливки стали. 37 Для достижения поставленной цели тепло и золи рующгэ я бестопливная шлакообразующая смесь для рязливки нестареющих сталей, включающая 4я 9ристый кальций, графит, теплоизолирующий материал и доменный шлак, содержит указанные ингреди енты в следующем соотношении, вес,%: Фтористый кальций8-13 FpatJMr1-6 Теплоизолирующий материал 15-30 Доменный шлак. Остальное В качестве теплоизолирующего материала смесь содержит каменноугольную зо пу. Фтористый кальций входит в состав смеси для обеспечения достаточно низких значений вязкости образующегося из смес жидкого щлака и температуры его плавления. Среди других фтористых соединений (фторидов и кремнефторидов натрия, фторидов алюминия) фтористый кальций отличается наибольшей химической устойчивостью при высоких температурах и обеспечивает наиболее низкий уровень фтористых выделений в процессе плавления шлакообразующих смесей. Он не токсичен пр низких температурах, что повышает безопасность приготовления и применения смесей. CaFg - один из наименее дефицитных и самых дешевых фтористых соединений. В качестве технического продук.та на основе фтористого кальция используют флюоритовыи концентрат (ГОСТ 7618-7О), например, флюоритовый концентрат флотационный марок ФФ92-ФФ97 содержащий 92-97% фтористого кальция. Этот концентрат поставляется в виде сухого мелкодисперсного порошка и при изготовлеш1И шлакообразующих смесей дополнительной подготовки не требует. Исключетдае из состава смеси измельченного базальта компенсируется повышением содержания доменного щлака. Пределы по содержанию доменного шлака, а также какенноугопьной золы обуславливаются необходимостью получения основнос ти образующегося шлака СаО + в пределах 0,6-1,0, обеспечивающих относи тел11НО низкие значения вязкости и температуры плавления 1)1лаковых расплавов системы СаО - SiOg -MgO-А гОз П выходе за указанные пределы требуется существенное повышение расхода CaF для понижения вязкости кислых шлаков (основность ниже 0,6) или уменьшения температуры плавления основных шлаков (основность болоо 1,0). 7 Нижний предел по содержанию CaF равный 8%, определяется минимально необходимым его количеством, обеспечивающим достаточную жидкоподвижность шлака. При содержании CaF выше 13% эффективность его разжижающего действия сравнительно ослабевает, вследствие чего дальнейшее повышение содержания CaR в смеси нецелесообразно. Нижний предел по содержанию графита, равный 1%, определяется его минимальным количеством, при котором в исследованных условиях предотвращается быстрое расплавление смеси и обеспечивается достаточная теплоизоляция жидкого металла. При превышении верхнего предела содержания графита, равного 6%, скорость формирования щлака существенно замедляется, особенно при наполнении донной части слитка, что снижает эффективность применения шлакообразующей смеси. Для изготовления смеси используется предварительно просушенный и измельченный гранулированный доменный шлак, пылевидная каменноугольная золв ТЭЦ, порошкообразные флюоритовый конценграт и;графит. Зола ТЭЦ, флюоритог5ый конценграт и графит используются без какой-либо дополнительной подготовки. В случае применения вместо флюоритового, концентрата плавикового щпата, последний проходит предварительную сушку и помол. Исходные материалы позируют весовым или объемным способом, перемешивают в смесителе закрытого типа до получ-ения однородной по составу порошкообразной массы и расфасовывают в многослойнье бумажные мешки объемными ;1Л« весовыми дозаторами. Количество готовой смеси в одном мешке определяется ее удельным расходом (2,8-3,2 к.г/г стали) и развесом слитка. Мешки со смесью забрасываются в несмазанные изложницы непосредственно перед заливкой п них металла. Наполнение допьон части слитка производится .сокращенной струей, а затем регулируется по поведению смеси -и ранта жидкого шлака. Прп этом не допускается оголение поверхности мета/чта, подкипаниешлака у стенок изложницы или его потемнение (остывшше). Полное расплавление смесп заканчивается непосредственно перед входом металла в,прибыль или в самой прибыли. В производственных условиях предлагаемую смесь опробуют при сифотпюй разливке малоуглеродистого нестареюлего ме галла для глубокой выгяжки. Расход смеси составляет около 3 кг/т стали. Масса слигка 6,2 т. Смесь в бумажных мешках забрасывается на дно несмазанных изложниц. При эгом используется смесь следующего оптимального состава, Beci%: Каменноугольная зола22-23 Фтористый кальций10-Ц Графит2-3 Доменный шлакОстальное Испытания показывают, что плавление опытных смесей проходит спокойно и постепенно, заканчивается практически в при были. Около стенок изложниць образуется рант шлака нормальной жидкоподвижности Металл под смесью не остывает, металли ческой KopKH не образуется. Выбросы металла отсутствуют. Дымо- и пылевыделения из изложницы в процессе разливки незначительны. Шлаковый гарнисах легко очищается о г стенок изложницы. Чистота металла слитков по неметаллическим включениям ( по ГОСТ 1778-70) соответствует принятым техническим нормам. Концентрация фтористых соединений на рабочих местах обслуживающего персонала в процессе разливки с предлагаемыми смесями находится в пределах санитарных норм. По сравнению с известной теплоизолирующей бестопливной шлакообразующей смесью предлагаемая смесь обеспечивает упрощенную технологию приготовления ввиду исключения трудоемкой операции измельчения базальта. Объем пылевыделений в воздушную среду при испольэоваши мелкодисперсных материалов обратно пропорционален обьем ному весу этих материалов, В качестве мелкодисперсных огнеупорных материалов в составе известной смеси используются пылевидные перлит или вер п1кулит, а в составе предлагаемой смеси - каменноугольная зола. Вввдутого, что объемный вес порошка каменноугольной золы в 5-10 раз выше, чем у пылевидных перлита или вермикулита, объем пылевыделения в воздушную среду tipu использо1зании каменноугольной золы в 5-10 раз ниже, Таким образом, предлагаемая смесь обеспечивает улучшение санитарно Г11гиенических условий труда. Формула изобретения 1. Теплоизолируккиая бестопливная . шлакообраз ющая скгесь для разливки нестареющих сталей, включающая фтористый кальций, графит, теплоизолирующий материал и доменный шлак, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии ее приготовления и улучшения условий труда на операциях приготовления смеси и разливки стали, она содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, вес.% Фтористый кальцин8-13 Графит1-6 Теплоизолирующий материал 15-30 Доменны шлакОстальное 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю ш а я с я тем, чго в качестве теплоизолирующего материала она содержит каменноугольную золу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 206011, кл. В 22 D 27/06, 1968. 2,Патент Англии N 1276018, кл, В 3 F,1972,