Патент на изобретение №2169633
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ
(57) Реферат: Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для защиты металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторе МНЛЗ при непрерывной разливке низкоуглеродистых сталей для предотвращения их науглероживания и повышения качества поверхности непрерывных слитков. Шлакообразующая смесь включает следующие компоненты, мас.%: фторсодержащий материал 16-24, силикатная глыба 8-12, материал на основе окислов кремния 8-12, материал, содержащий окислы бора, 12-18, цемент – остальное. Технический результат – повышение ассимилирующей способности по отношению к оксидам алюминия, улучшение технологических свойств, повышение качества поверхности заготовки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл. Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для защиты металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторе МНЛЗ при непрерывной разливке низкоуглеродистых сталей с целью предотвращения их науглероживания и повышения качества поверхности непрерывнолитых слитков. Известны шлакообразующие смеси для непрерывной разливки стали, содержащие графит аморфный, фтористый материал, силикатную глыбу, цемент и др. компоненты /1-6/. Но из-за большого содержания графита (5-20%) при их использовании происходит науглероживание стали на 0,01-0,02%. Известны шлакообразующие смеси с меньшим содержанием графита (2-15%) /7-10/. При их использовании также происходит науглероживание низкоуглеродистых и особонизкоуглеродистых (электротехнических) сталей. Известна также шлакообразующая смесь для непрерывной разливки, преимущественно низкоуглеродистой нержавеющей стали, содержащая 0,5 – 4,0% графита, 21-32% фторида кальция, 27,5 – 36,5% портландцемента, 2-6% слюды (перлита), 25-42% отходов грунтовых силикатных эмалей (B2O3 = 5,5 – 8,7%) и 0,5 – 3,0% ферросилиция или магнийсодержащего материала /11/. Однако присутствие в смеси графита не предотвращает поверхностное и объемное науглероживание сталей, в частности низкоуглеродистых и особонизкоуглеродистых (динамной, трансформаторной и релейной с содержанием в них углерода не более 0,045%). Кроме того, указанная смесь из-за содержащихся в ней грунтовых эмалей (отходов) и ферросилиция или магния (горючего) является сложной по составу и содержит малораспространенные материалы. Ближайшим аналогом к заявляемой смеси является шлакообразующая смесь марки ШОС-31, состоящая из цемента (35,6-44,4%), плавикового шпата (26,7 – 33,3%), нефелинового концентрата (32,2 – 24,4%) и силикатной глыбы (5,6 – 7,8%) /12/. Недостатком такой смеси является пониженная ассимилирующая способность по отношению к всплывающим из металла оксидам алюминия, что является следствием использования в составе смеси нефелинового концентрата, содержащего оксиды алюминия до 30%. В такой смеси исходное содержание оксидов алюминия достигает 10-12%. В случае прихода из стали в шлак кристаллизатора такого же количества указанных оксидов, что случается при разливке низкоуглеродистого и особонизкоуглеродистого металла, ухудшается работа смеси со шлаком из-за резкого повышения их температуры плавления и вязкости. На поверхности непрерывнолитой заготовки появляются трещины и шлаковые включения. Кроме того, из-за наличия в шлаке из расплавленной смеси нефелиновой фазы возрастает сила трения корочки заготовки о медные стенки кристаллизатора, что также понижает качество поверхности заготовки в связи с появлением трещин. Возможны также подвисания корочки слитка. Технический эффект при использовании заявляемого состава шлакообразующей смеси заключается в повышении ее ассимилирующей способности (емкости) по отношению к оксидам алюминия, всплывающим из металла в процессе непрерывной разливки и улучшении ее технологических свойств – улучшении смазывающих свойств образующегося из смеси шлака, что приводит к снижению силы трения корки заготовки (слитка) о стенки кристаллизатора и к повышению качества поверхности заготовки. Указанный технический эффект достигается тем, что шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, включающая фторсодержащий материал, глыбу силикатную и кремнийсодержащий материал и цемент, дополнительно содержит материал, содержащий окислы бора, а в качестве кремнийсодержащего материала она содержит материал на основе окислов кремния при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Фторсодержащий материал – 16 – 24 Силикатная глыба – 8 – 12 Материал на основе окислов кремния – 8 – 12 Материал, содержащий окислы бора – 12 – 18 Цемент – остальное В качестве фторсодержащего материала смесь содержит флюоритовые, флотационные и кусковые плавиковошпатовые концентраты, содержащие 65-95% CaF2. Глыба силикатная содержит 65-75% SiO2, остальное – Na2O. В качестве материала на основе окислов кремния смесь содержит концентрат кварцевый и пески формовочные с содержанием SiO2 не менее 90%. В качестве материала, содержащего окислы бора, используют датолитовый концентрат. В качестве цемента смесь содержит шлакопортландцемент. Пределы содержаний ингредиентов смеси подобраны опытным путем. При содержании плавиковошпатового флюоритового концентрата менее 16%, силикатной глыбы менее 8% и датолитового концентрата менее 12% резко ухудшаются вязкостные и плавкостные характеристики шлакового расплава смеси в кристаллизаторе при непрерывной разливке низко- и особонизкоуглеродистых сталей, что приводит к появлению шлаковых включений на поверхности слитка. При содержании вышеперечисленных ингредиентов соответственно более 24, 12 и 18% температура плавления и вязкость шлакового расплава понижаются настолько, что шлак кристаллизатора протекает в поддон, а следы качания кристаллизатора на поверхности слитка становятся настолько глубокими, что по этим следам появляются поперечные трещины. Пределы содержаний материала на основе окислов кремния в количестве 8-12% и шлакообразующего материала – шлакопортландцемента в количестве 34-56% подобраны с учетом получения требуемых физико-химических свойств смесей с основностью 0,8-1,3 и образующихся из них в кристаллизаторе шлаков (высоких ассимилирующей способности и смазывающий свойств) при отсутствии поверхностных дефектов на слитках или их минимальном количестве. Шлакообразующая смесь оптимального состава содержит 20% плавиковошпатового концентрата, по 10% силикатной глыбы и материала на основе SiO2, 15% датолитового концентрата и 45% шлакопортландцемента. Смесь такого состава не образует рант в кристаллизаторе и жидкий шлак из нее не протекает в поддон. Дефекты на поверхности слитка отсутствуют. Конкретные примеры составов N 1 и 2 с граничными и средним (оптимальным) N 3 значениями содержаний ингредиентов новой смеси и средним значением содержаний ингредиентов известной смеси N 4 (по ближайшему аналогу – N 12) приведены в таблице. Все четыре смеси были изготовлены в виде гранул с размером не более 1 мм. Измельчение материалов смесей производили в мельнице мокрого помола до тонины 90-95%, вводили клей – карбоксиметилцеллюлозу и после перемешивания под давлением 5-10 ати в распылительном сушиле при температуре 200-350oC. Получаемые гранулы ссыпали в коробки и доставляли в отделение непрерывной разливки стали конвертерного цеха. Необходимо отметить, что длительность помола материалов в мельницах до тонины 90-95% при использовании материалов для смеси N 4 возросла на 24% из-за нефелинового концентрата. Содержание влаги во всех смесях не превышало 0,21%. Все четыре смеси были испытаны при разливке низкоуглеродистой автокузовной стали марки 08Ю с содержанием углерода 0,03 – 0,07% и при разливке особонизкоуглеродистой (релейной) стали с содержанием углерода до 0,02%. На отдельных плавках содержание углерода в слитках составляло 0,005 – 0,007%. Все испытуемые смеси N 1-4 при расплавлении в кристаллизаторе образовывали трехслойные покрытия – жидкий, полужидкий и сыпучий слои. Верхний сыпучий слой состоял из гранул. Толщина жидкого слоя при использовании смеси N 4 была на 2-5 мм меньше, чем при использовании смесей N 1-3. Для сравнительной оценки качества поверхности слитка по малому радиусу и по торцам зачищали газокислородной резкой (змейкой). Проводили также “лампасы”. Со смесями N 1 и 2 было отлито по 1050 т стали марки 08Ю и по 700 т стали марки 0200 (релейная), со смесями N 3 и 4 – по 3150 т стали марки 08Ю и по 2100 т стали марки 0200. Скорость разливки составляла 0,6 – 0,8 м/мин, размер кристаллизатора 250х1100-1710 мм. Данные по качеству поверхности слитков представлены в таблице. Пример N 1 При использовании смеси N 1 и ее выработке до малинового цвета по периметру кристаллизатора образовывался рант толщиной до 1,5 мм. На поверхности слитков трещины отсутствовали; были обнаружены шлаковые включения с глубиной залегания не более 3 мм в количестве 0,01 шт на 1 метр погонный. Пример N 2 При использовании смеси N 2 рант не образовывался. На поддоне кристаллизатора обнаружили незначительное количество протекшего шлака. На поверхности слитков обнаружены поперечные трещины глубиной менее 2 мм в количестве 0,02 шт на 1 метр погонный, шлаковых включений не обнаружено. Пример N 3 При использовании смеси N 3 замечаний по работе смеси и шлака не было. На поверхности слитков дефектов не обнаружено. В случае использования смеси N 4 в кристаллизаторе по периметру образовался рант толщиной 1-3 мм. На поверхности слитков обнаружены поперечные трещины глубиной 1-3 мм в количестве 0,17 шт на 1 метр погонный и 0,21 шт на 1 метр погонный шлаковых включений с глубиной залегания 1-5 мм. Как следует из данных сравнительных испытаний известной и заявляемой смесей, новая смесь обладает существенными преимуществами в отношении использования ее в кристаллизаторе и получения качественных слитков низко- и особонизкоуглеродистых сталей. Источники информации 1. Патент РФ N 2098221, B 22 D 11/00, 10.12.97. 2. Патент РФ N 1838030, B 22 D 11/00, 30.08.93. 3. А.с. N 1310435, B 22 D 11/00, 15.05.87. 4. А.с. N 1254628, B 22 D 11/00, 30.08.86. 5. А.с. N 1199441, B 22 D 11/00, 23.12.85. 6. А.с. N 572505, C 21 C 5/54, 01.11.77. 7. А.с. N 730457, B 22 D 11/00, 30.04.80. 8. А.с. N 570645, C 21 C 5/54, 25.08.77. 9. А.с. N 503919, C 21 C 5/54, 25.02.76. 10. А.с. N 503918, C 21 C 5/54, 25.02.76. 11. Пат. N 1838031, C 21 C 5/54, 30.08.93. 12. Технологическая инструкция. ТИ-105-СТ. КК-34-89. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали на УНРС КЦ. 1989 г., с. 7, табл. 3.1, примечание 1, ШОС 3-1, г. Череповец. Формула изобретения
Фторсодержащий материал – 16 – 24 Силикатная глыба – 8 – 12 Материал на основе окислов кремния – 8 – 12 Материал, содержащий окислы бора – 12 – 18 Цемент – Остальное 2. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фторсодержащего материала она содержит флюоритовые, флотационные и кусковые плавиковошпатовые концентраты, содержащие 65 – 95% CaF2. 3. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала на основе окислов кремния она содержит концентрат кварцевый и пески формовочные с содержанием SiO2 не менее 90%. 4. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала, содержащего окислы бора, она содержит датолитовый концентрат. 5. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве цемента она содержит шлакопортландцемент. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
