Экзотермическая шлакообразующая смесь

(72) Авторы изобретения

И. И. рнацкив

Н. Ф. Парахин, В. С. Живченко, и А. А. Тольский

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени кцщуу нйческий институт (7l) Заявитель (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к черной .меГ таллургии, в частности к смесям для разливки стали. Известна шлакоо<разующая смесь) 1), содерщащая, вес. %..:

Шлак сталеплавильного производства 80-90

Порошок 65 %-ново ферросилиция 1-15

Силикат натрия 3-8

1О

Недостатком смеси является то;, что применяемый для ее изготовления шлак имеет в своем составе низкое содержание окислов железа и-требует дополнительного ввода окислителя. Кроме того, шлак имеет низкую основность. Область использования экзотермической шлакообразующей смеси еграничена.

Известна экзотермическая шлакооб- разующая смесь P2), содержащая, вес.%:

Конвертерный шлак 60-85

Алюминиевый порошок

Плавиковый шлат

Недостаток смеси состоит в том, что она малоэффективна против приварки слитков к изложницам. Сталь, отлитая под известной смесью, обладает:высокой гаэонасыщенностью и загрязнена боль шим количеством неметаллических аппочений пластинчатой формы.

Наиболее близкой по технической сущ ности и достигаемому. эффекту является экзотермическая шлакообразующая смесь

Э, содержащая, вес. %:

Конвертерный шлак 70-85

65 Ъ-ный ферросилиний -15

Плавиковый шлат Остальное

Однако смесь обладает низкой десульфурируюшей способностью, относительно низкой скоростью горения H медленным формированием шлака. В результате не обеспечивается эффективная ассимиляция включений в донной части слитка, качество его поверхности снижается выход годного металла уменыцается, плас тические свойства стали ухудшаются.

865494

Применение силикокальция вместо

65 о/-ного 6 Б1 обеспечивает повышение основности образовавшегося шлака до 2,5, в то время как при применении смеси с 65.%-ным гЕЯ основность

1,6-2,0. Годержание окислов железа в шлаке, получившемся от сгорания смеси с силикокальцием, не превышает

1,0 %, в то время как в шлаке из известной смеси 2-3 %. Высокая основность и -низкая окисленность повышают реакционную способность шлака к сере. Применение силикокальция способствует образованию укрупненных неметаллических включений, а при контакте со шлаком происходит их ассимиляция.

Цель изобретения — одновременное рафинирование стали от серы и кислородных неметаллических включений улучшение качества поверхности донной части слитка, повышение пластических свойств стали.

Поставленная цель достигается тем, что смесь, содержашая конвертерный шлак, и плавиковый шпат, дополнительно содержит силикокальций при следую- 1О шем соотношении компонентов, рес, %:

Конвертерный шлак 6 5-85

Силикокальций 8-20

Плавиковый шлат 7-15

Конвертерный шлак является одновре-, менно окислителем и флюсуюшим материалом. В смеси применяется шлак следуюшего состава, вес. %:

Окислы кремния 10-21

Окись кальция 40-60 20

Окислы железа 13-30

Окислы марганца 5-10

Окислы магния 0,5-5

Содержание вредных примесей в шлаке не должно превышать, % серы 0,2, пятиокиси фосфора 1 °

Шлак имеет основность 2,5 3,5 и содержит окислы железа и марганца,-, что исключает добавки извести, железной и марганцевой руды, как окис- 30 лителей смеси.

Силикальций ввецен в качестве комйонента, решающего комплекс вопросов для повышения реакционной способности образовавшегося шлака к сере и оксидным неметаллическим включениям, равномерного распределения их в объеме металла, улучшения качества поверхности в заготовках донной части слитка, повышение механических свойств металла 40 (пластичности).

Введение силикокальция в смесь обеспечивает снижение вязкости расплава: вязкость шлака, полученного из смеси с силикокальцием, при температуре разлжки составляет 0,05 Hclì в то время, как в шлаке из смеси. с

65 %-ным Fe S составляет О, 1 Нс/м при такой же температуре. Это способ» ствует увеличению поверхности контакта металла со шлаковым расплавом, Поверхностные свойства шлакового расплава обеспечивают ассимиляцию оксидных неметаллических включений и свободное отделение шлаковых капелек от металла. Межфазная энергия шлака, полученного из смеси с силикокальцием, составляет: для глинозема

Я. 2.

2029 мйжlм., кремнезема 1880 мйж/м, в то время как для шлака полученного г из смеси с 65 -ным ферросицилием, 1920 мПж/м, 1720 мДж/м соответственно.

Силы сцепления между оксидной и .металлической фазами для предлагаемой и известной смесей составляют соот етст венно 175 мДж/м и 140 мДж/м, т.е, шлак из предлагаемой смеси менее подвержен. запутыванию в металле, Продолжительность формирования .шлака в изложнице составляет около 5 с, что в 2 раза быстрее, чем из известной смеси. В результате поверхность донной части слитка улучшается, Плавиковий шлат обеспечивает регулирование скорости горения и жидкотекучести формируюшегося шлака. Предельные концентрации компонентов установлены экспериментальным путем» ! ф

При содержании силикокальция менее 8 % не обеспечивается достаточная скорость формирования шлака, а при его содержании более 20 % реакция протекает слишком бурно с выбросами шлака и металла.

При концентрации конвертерного шлака в смеси менее 65 % реакция десульфурации металла ухудшается, а при концентрации более 85 % замедляется горение смеси и ухудшается качество донной части слитка.

Содержание плавикового шпата менее

7 % недостаточно для обеспечения требуемых физико-химических свойств формирующегося шлака, а содержание его более

15 % приводит,к снижению активности смеси и ухудшению ее рафинирую|цих свойств, 865494 со сниженным

2 3

25 20

Сера

Оксидные неметаллические включения

Кислород

30 20

20 15

1О

Смесь рекомендуется использовать нри разливке стали в слитки посредством загрузки в количестве 3,5-4,5 кг/т на дно изложниц перед заливкой стали.

Смесь приготавливают смешением .молотых до фракции 0,5-1 мм компонентов.

Пример ы . .меси l- 3 (см. таблипу) проготовили посредством смешения в бегунах компонентов предварительно размолотых до фракции 0,5-1 мм.

Смеси перед разливкой засыпали на дно изложниц из расчета 3,54,5 кг/т стали (расход 3,5 кг/т для изложниц уширенных кверху, глуходонных с прибыльными надставками; 4,5 кг/т для из= ложниц - открытый квадрат, уширенных книзу) . Сталь разливали кверху на

8 т слитка. С первой порцией металла происходило зажигание смеси и образование шлака, который выполнял роль

=мазки и рафинировал металл. Опробыва ние экзотермической шлакообразуюшей

-смеси производили на низко- и. среднеуглеродистых марках сталей .

Получены три смеси

"одержанием, % 1

30

Применение предлагаемой смеси позволило также снизить брак металла за счет улучшения качества поверхности донной части слитков на 0,27 %, улучшить макроструктуру слитка за счет снижения степени ликвации химических элементов в слитках, повысить пластические свойства стали на 10-15 %, сократить привар слитков к.изложницам в 3 раза и увеличить скорость разливки стали в 1,7 раза, увеличить стойкость сталеразливочных ковшей на 6 наливов. Ожидаемый экономический эффект г5 0,25 руб/т стали.

865494

Конвертерный шлак

Силикокальций

Плавиковый шлат

65-85

8-20

-15

Составитель В. Бреус

Редактор А. Шишкина Техред М.Рейвес корректор У. Пономаренко

Заказ 7939/18 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- -35, -Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 форму ла изобретения

Экзотермическая шлако збразуюшая смесь для разливкй стали, содержашая конвертерный шлак и плавиковый шпат, отличаюшаяся тем,что,с целью одновременного рафинирования металла от серы и кислородных неметаллических включений, улучшения качест ва поверхности донной части слитка, повышения пластических свойств стали, она дополнительно содержит силикокальций при следующем соотношении компонентов, вес. %

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Мю 1582944, кл. В 22027/00, 1970.

2 Авторское свидетельство СССР

% 628 176э кл» С 21 С 5/541 1979 °

3. Авторское свидетельствО СССР

Nt 558541, кл. С 21 С 5/54, 1975.