Шлакообразующая порошкообразная смесь Советский патент 1982 года по МПК B22D7/00 

(54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ ПОРОШКООБРАЗНАЯ

I

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к защитным смесям, применяемым при разливке стали.

Известна шлакообразующая смесь 11 для защиты металла в процессе разливки, содерь жащая, вес.%:

Портландцемент

основа 5-20

Фтористый кальций

20-40

Шамотный порошок 2-15

Сода 2-15

Бура

Вспучивающее вещество

0,01-0,5

(вермикулит, слюда)

Недостатками смеси являются многокомпонентность и сложность изгоговлення.

Известна цшакообразующая смесь 2J для разливки, содержащая, вес.%:

Слюда10-30

Криолит2-20

Графит2-10

Плавиковый шпат10-25

ПортландцементОстальное СМЕСЬ

Недостатком смеси является использование криолита, которьш ухудшает санитарногнгиенические условия на рабочем месте.

Наиболее близкой к предлагаемой является шлакообразующая смесь 3 для. разливки стали, содержащая, вес.%:

Нефелин10-40

Углеродсодержащее

вещество2-15

Силикатная глыбь5-30

10

Плавиковый шпат2-10

По балансу до100

Цемент

Недостатками смеси являются сложность приготовления, ограниченность времени хранеISния из-за значительного содержания гигроскопичной силикатной глыбы. Кроме того, при использовании обычных углеродсодержащих веществ - графита (аморфного или кристаллического) или кокса, над шлаком не созда20ется восстановительная атмосфера. Металл окисляется через слой защитного шлака, поверхностный слой загрязняется глиноземистыми включениями, в результате чего ухудшает 390 ся качество непрерьгенолитых заготовок и снижается выход годного металла. Цель изобретения - уменьшение содержания в поверхностном слое слитка глиноземис тых неметаллических включений и повышение выхода годного металла. Поставленная цель достигается тем, что порошкообразная смесь, содержащая нефелин углеродсодержащий материал, плавиковый шпа портландцемент, силикатную глыбу, в качествё угперодсодержашего материала содержит порошок каменного угля при следующем соотношении компонентов, вес.%: Нефелин20-30 Плавиковый шпат20-25 Силикатная глыба2-4 Каменный угольЮ-20 Портландцемент28-41 На зеркале металла в кристаллизаторе шлакообразующие смеси образуют трехслойное покрытие, состоящее из жидкого шлака, спеченного и сьшзчего слоя. Температура плавления смеси 1120-1180 С, вязкость шлака при температуре разливки около 1 П. Нефелин служит основным источником окислов кремния, алюминия и щелочных металлов. Причем эти окислы находятся в химически связанном состоянии, что ускоряет их расплавление. При С()держа1тии нефелина менее 20% недопустимо возрястае температура плавления смеси, а при содержании нефелина более 30% наблюдается нежелательный рюст 1Ш1акового гарнисажа на стенках кристал лизатора. Плавиковый пшат является плавнем. Верх ний предел плавикового шпата 25% ограничен возможностью образования чрезмерно жидкого шлака, что связано с большими его расходами и ухудшением качества слитка. Нижний предел содержания плавикового шпата 20% ограничен возможностью повышения вязкости шлака, что ухудшает качество поверхности слитка при плохой работе шлака. Силикатная глыба ускоряет сплавление всех составляющих смеси. При ее содержании менее 2% эффект ускорения сплавления смеси незначителен. Увеличение содержания силикатной глыбы более 4% нецелесообразно из-за повышения гигроскопичности смеси. Каменный уголь является горной породой растительного происхождения. Его теплотворная способность 7-8,6 тыс.ккал. (на горючую массу). Он вводится в состав смеси для создания над зеркалом металла и шлака восстановительной атмосферы за счет неполного сгорания углерода и выделения большого количества летучих веществ. Кроме того, в процессе окисления угля кислородом воздуха выделяется тепло, которое частично восполняет траты тепла металла на расплавление смеси. Можно использовать отходы каменного угля, например, в виде пыли. Каменный уголь или его отходы с выходом летучих веществ более 20% хорошо спекаются. Спеченный слой служит регулятором скорости расплавления смеси и ее удельного расхода. При содержании каменного угля в количестве менее 10% не обеспечиваются необходамые теплоизолирующие свойства шлакового покрытия и выделяется недостаточное коли,чество тепла, что особенно важно при разливке с малыми весовь ми скоростями. При содержании каменного угля или его отходов в количестве более 20% возникает опасность науглероживания металла, так как недопустимо уменьшается толщииа жидкого шлака и спеченного слоя. При содержании в каменном угле или его отходах летучих веществ меньше 20% над зеркалом шлака не создается надежная защитная атмосфера. Кроме того, ухудшается спекаемость порошка каменного угля или его отходов, что приводит к резкому возрастанию расхода смеси и ухудшению качества поверхности непрерывнолитых заготовок. На их поверхности наблюдаются паукообразные трещины. Образование трещин на поверхности непрерьшнолитых заготовок наблюдается также при увеличеьши серы в каменном угле или его отходах более 4%. Смесь готовят тщательным перемешиванием предварительно размолотых компонентов и используют для подачи в кристаллизатор при непрерывной разливке стали. Смесь технологична при изготовлении, равномерно перемешивается, имеет од нороднь1Й состав. Кроме того, она малогигроскопична и не слеживается при хранении. При разливке стали удельный расход смеси находится в пределах 1 кг/т. Смесь образовьтает шлак, который хорошо удерживается на зеркале металла. Содержание кислорода над поверхностью шлака в кристаллизаторе не превышает 5%. Содержание неметаллических включений в непрерывнолитых заготовках на 10-15% меньшеу чем при отливке их с использованием известной смеси. Заготовки, отлитые с использованием предлагаемой смеси, практически не имеют поверхностных дефектов. Пример. Смеси 1-3 готовят перемешиванием дозированных количеств предварительно размолотых исходных компонентов нефелина, плавикового ишата, силикатнст глыбы, каменного угля с содержанием летучих более 20% и серы менее 4% и портландцемента. Портландцемент вводят в смесь в порошкообразном виде.

Составы смесей приведе11ы в табл.

Аналогичным образом готовят смесь (4) с использованием в качестве углеродсодержащего вещества аморфного графита.

Предлагаемьй смеси (1-3) по сравнению с известной смесью (4) более технологичны в приготовлении, так как смеси лучше перемешиваются и при хранении сохраняют одиородный состав. Кроме того, они менее гигроскопичны и дольше сохраняются от приготовления до использования.

Смеси испытьгоают при разливке углеродитой и низколегированной стали иа установке непрерывной разливки для защиты поверхности металла в кристаллизаторе в процессе отливки слябов сечением 250x1600 мм.

В процессе разливки стали под известной смесью 4 наблюдают ее окомкование. Требу,ется периодически удалять ошлакованный гарнисаж в углах кристаллизатора. На поверхности слябов наблюдаются паукообразные трещины. При отливке слйбов из стали с содержанием остаточного алюминия 0,02-0,06% загрязненность металла глиноземистыми включениями в поверхностной зоне, в районе впадин складок, находится в пределах 0,06-0,07%

объемных. По впадинам .складок наблюдаются поперечные трещины,л на поверхности слябов паукообразные треаошы. Содержание кислорода в кристаллизаторе над щлаковым покры- ° тием находится в пределах 15%. Выход годного листа составляет 95%.

При разливке стали под смесями 1-3 окомковывания не наблюдается. В кристаллизаторе не образуется, ошлакованный гарнисаж. На поверхности слябов отсутствуют поперечные и паукообразные трещины. При отливке слябов из стали с содержанием - остаточного алюминия 0,02-0,06%. загрязненность металла глиноземистьпьга включениями в поверхностных зонах, в районе впадин складок, находится в пределах 0,04-0,05% объемных Содержание кислорода над слоем шлака в кртсталлизаторе не превышает 5%. Выход годных листов из слябов, отлитых под смесями 1-3, составляет 96,6%.

Таким образом, применение предлагаемой смеси позволяет уменьшить содержание гли; ноземистых неметаллических включений в поверхностном слое непрерывнолитЫх заготовок и увеличить выход годного металла в среднем на 1,5%.

Нефелин Каменный уголь

30

25

25