Шлакообразующая порошкообразная смесь

О. В. Носоченко, Г. А. Николаев, И. К. Попандопуло, В. В. Емельянов, Ю. И. Зимин, Н. В. Леушин, В. Н. Ферапонтова, С. И.

А. В. Лейтес и П. Н. Ткачев

t (Металлургический ордена Трудового Красного Знамени и ордена Октябрьской Революции завод "Азовсталь"

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ ПОРОШКООБРАЗНАЯ

СМЕСЬ

2 — 15

5 — 30

2 — 10

По балансу до 100

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

Известна шлакообразующая смесь (1J для защиты металла в процессе разливки, содержащая, вес.%:

Портландцемент основа

Фтористый кальций 5 — 20

Шамотный порошок 20 — 40

Сода 2 — 15

Бура 2 — 15

Вспучивающее вещество (вермикулит, слюда) 0 01 — 0,5

Недостатками смеси являются многокомпонентность и сложность изготовления.

Известна шлакообразующая смесь (21 для разливки, содержащая, вес.%:

Слюда 10 — 30

Криолит 2 — 20

Графит 2 — 10

Плавиковый шлат 10 — 25

Портландцемент Остальное

Недостатком смеси является использование криолита, который ухудшает санитарногигиенические условия на рабочем месте.

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

Нефелин !0 — 40

Углеродсодержащее вещество .Силикатная глыбь

Плавиковый шлат

Цемент

Недостатками смеси являются сложность

15 приготовления, ограниченность времени хранения из-за значительного содержания гигроскопичной силикатной глыбы. Кроме того, при использовании обычных углеродсодержащих веществ — графита (аморфного или кристал20 лического) или кокса, над шлаком не создается восстановительная атмосфера. Металл окисляется через слой защитного шлака, поверхностный слой загрязняется глиноземистыми включениями, в результате чего ухудшает

900946 ся качество непрерывнолитых заготовок и снижается выход годного металла.

Цель изобретения — уменьшение содержания в поверхностном слое слитка глиноземистых неметаллических включений и повышение выхода годного металла.

Поставленная цель достигается тем, что порошкообразная смесь, содержащая нефелин, углеродсодержащий материал, плавиковый шлат, портландцемент, силикатную глыбу, в качест- 10 ве углеродсодержащего материала содержит порошок каменного угля при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Нефелин 20 — 30

Плавиковый шлат 20-25

Силикатная глыба 2 — 4

Каменный уголь 10-20

Портландце мент 28-.41

На зеркале металла в кристаллизаторе шлакообразующие смеси образуют трехслой- 20 ное покрытие, состоящее из жидкого шлака, спеченного и сыпучего слоя. Температура плавления смеси 1120 — 1180" С, вязкость шлака при температуре разливки около 1 П.

Нефелин служит основным источником 25 окислов кремния, алюминия и щелочных металлов. Причем эти окислы находятся в химически связанном состоянии, что ускоряет их расплавление. При содержании нефелина менее 20% недопустимо возрастает темпера- 3Q тура плавления смеси, а при содержйнии нефелина более 30% наблюдается нежелательный рост шлакового гарнисажа на стенках кристаллизатора.

Плавиковый шпаг является плавнем. Верхний предел плавикового шпата 25% ограничен возможностью образования черезмерно 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 смсси. При ее содержании 45 менее 2% эффект ускорения сплавления смеси незначителен. Увеличение содержания силикатной глыбы более 4% нецелесообразно из-за повышения гигроскопичности смеси.

Каменный уголь является горной породой

50 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

55 сгорания углерода и выделения большого количества летучих веществ. Кроме того. в процессе окисления угля кислородом воздуха выделяется тепло. K01орое частичпо восполня4 ет 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 необходимые теплоизолирующие свойства шлакового покрытия и выделяется недостаточное количество тепла, что особенно важно при разливке с малыми весовыми скоростями. При со. держании каменного угля или его отходов в количестве более 20% возникает опасность науглероживания металла, так как недопустимо уменьшается толщина 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. HB их поверхности наблюдаются наукообразные трещины. Образование трещин на поверхности непрерывнолитых заготовок наблюдается также при увеличении серы в каменном угле или его отходах более 4%. Смесь готовят тщательным перемешиванием предварительно размолотых компонентов и используют для подачи в кписталлизатор при непрерывной разливке стали. Смесь технологична при изготовлении, равномерно перемешивается, имеет однородный состав. Кроме того, она малогигроскопична и не слеживается при хранении. При разливке стали удельный расход смеси находится в пределах 1 кг/т. Смесь образовывает 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% меньше, 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 компонентовнефелина, плавикового шпата, силикатной глыбы, каменного угля с содержанием летучих более 20% и серы менее 4% и портландцемента. Портландцемент вводят в смесь в порошкообразном виде.

90094 грязненность металла глиноземистыми включениями в поверхностной зоне, в районе впадин складок, находится в пределах 0,06 — 0,07% верхностном слое непперывнолитых заготовок и увеличить выход годного металла в среднем на 1,5%.

Предлагаемый состав смеси, вес.%

Известный

Компоненты

25

2G

Нефелин

6 (графит) Каменный уголь или его отходы

15. 10

Силикатная глыба

20

25

Плавиковый шпат

Портландцемент

28

41

Формула изобретения

2 — 4

Шлакообразующая порошкообразная смесь 4 для разливки стали, содержащая нефелин, 10-20 утлеродсодержащее вещество, силикатную глы- Остальное бу, плавиковый шлат, портландцемент, о тличающаяся тем,что,сцелью уменьшения содержания в поверхностном слое О слитка глиноземистых неметаллических включений и повышения выхода годного металла, в качестве углеродсодержащего вещества оиа содержит порошок каменного угля при 2. Авторское свидетельство СССР У 555141, следующем соотношении компонентов, вес.%: кл. С 21 С 5/54, 1977.

Нефелин 20-30 3, Авторское свидетельство СССР N 503918, Плавиковый шлат 20-25 кл. С 21 С 5/54, 1970.

ВНИИПИ Заказ 12257/7 Тираж 852 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. жгород, ул. роектная, Силикатная глыба

Порошок каменного угля

Портландцемент

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент СССР У 342323, кл. В 22 0 7/00, 1968.

Составы смесей приведены в табл.

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

Предлагаемь|вi смеси (1 — 3) по сравнению с известной смесью (4) более технологичны в приготовлении, так как смеси лучше перемешиваются и при хранении сохраняют однородный состав. Кроме того, они менее гигроскопичны и долыпе сохраняются от приго- 10 товления до использования.

Смеси испытывают при разливке углеродистой и низколегированной стали на установке непрерывной разливки для защиты поверхности металла в кристаллиэаторе в процессе отливки слябов сечением 250х1600 мм.

В процессе разливки стали под известной смесью 4 наблюдают ее окомкование. Требу,ется периодически удалять ошлакованный гарнисаж в углах кристаллизатора. На поверхнос- о ти слябов наблюдаются наукообразные трещины. При отливке слябов из стали с содержанием остаточного алюминия 0,02 — 006% эа6 6 объемных. По впадинам .складок наблюдаются поцереяные трещины, а на поверхности слябов— паукообразныв трещины. Содержание кислорода в кристаплизаторе над шлаковым 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 наукообразные. трещины. При отливке слябов из стали .с содержанием остаточного алюминия 0,02 — 0,06%. загрязненность металла глиноземистыми включениями в поверхностных зонах, в районе впадин складок, находится в пределах 6,04 — 005% объемных. Содержание кислорода над слоем шлака в кристаллизаторе 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.ноэемистых неметаллических включений в по