FR2621840A1 - MOLDING ADDITIVE FOR CONTINUOUS CASTING OF STEEL AND METHOD FOR CONTINUOUS CASTING OF STEEL - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un additif de moulage à utiliser dans un moule pour la coulée continue de l'acier. Selon l'invention, l'additif comprend, comme matière de base, au moins 50 % en poids de silicate de calcium synthétique qui contient CaO et SiO2 en une quantité totale qui n'est pas inférieure à 70 % en poids, Al2 O3 en une quantité qui ne dépasse pas 8 % en poids, Fe2 O3 en une quantité qui ne dépasse pas 1 % en poids et F en une quantité de 1 à 10 % en poids, et dont le rapport CaO/SiO2 n'est pas inférieur à 1,20. L'invention s'applique notamment à la métallurgie.Disclosed is a molding additive for use in a mold for the continuous casting of steel. According to the invention, the additive comprises, as a base material, at least 50% by weight of synthetic calcium silicate which contains CaO and SiO2 in a total amount which is not less than 70% by weight, Al2 O3 in an amount not exceeding 8% by weight, Fe2 O3 in an amount not exceeding 1% by weight and F in an amount of 1 to 10% by weight, and the CaO / SiO2 ratio of which is not less than 1.20. The invention applies in particular to metallurgy.
Description
La présente invention se rapporte à un additif de moulage approprié à uneThe present invention relates to a molding additive suitable for
utilisation dans un moule pour la coulée continue de l'acier, et plus particulièrement, à un additif de moulage qui contient du silicate de calcium synthétique en tant que matériau de base et est approprié à une utilisation dans un moule pour la coulée use in a mold for the continuous casting of steel, and more particularly, to a molding additive which contains synthetic calcium silicate as a base material and is suitable for use in a mold for casting
continue de l'acier.continuous steel.
Un tel additif à utiliser dans un moule pour la coulée continue de l'acier se compose d'une matière primaire telle que du ciment portland, des scories phosphoreuses jaunes ou de la wollastonite et, si cela est requis, une matière contenant SiO2. L'additif de moulage contient de plus une matière de flux comme de la cendre de sodium calciné, du borax, de la cryolite, du fluorure de sodium ou de la flurorine, et une matière Such an additive for use in a mold for the continuous casting of steel consists of a primary material such as portland cement, yellow phosphorous slags or wollastonite and, if required, a SiO2-containing material. The molding additive further contains a flux material such as calcined sodium ash, borax, cryolite, sodium fluoride or flurorine, and a material
carbonée qui sert d'agent d'ajustement du taux de fusion. carbon which serves as a melting rate adjusting agent.
L'additif est appliqué à la surface d'un acier fondu qui a été versé dans un moule, l'additif étant consommé tout en accomplissant diverses fonctions. Les fonctions importantes de l'additif sont (1) la lubrification entre le moule et une enveloppe se solidifiant, (2) la fusion et l'absorption de toute inclusion qui monte à la surface de l'acier fondu et (3) The additive is applied to the surface of a molten steel that has been poured into a mold, the additive being consumed while performing various functions. The important functions of the additive are (1) lubrication between the mold and a solidifying shell, (2) melting and absorption of any inclusions that rise to the surface of the molten steel and (3)
l'isolement thermique par rapport à l'acier fondu. thermal insulation compared to molten steel.
Le développement progressif des procédés de coulée en continu au Japon est remarquable, et des efforts actifs sont dirigés vers l'augmentation de la proportion de HCR (cylindrage charge à chaud) ou HDR (cylindrage direct à chaud) dans un procédé complet de coulée en continu, l'accélération de la coulée et ainsi de suite. Dans cette situation, il est fortement souhaité d'employer des critères encore plus stricts pour les additifs de moulage qui influencent la qualité des pièces coulées et la stabilité d'un processus de coulée et de plus, il y a une demande pour l'alimentation en additifs de moulage de divers types ayant des caractéristiques qui The progressive development of continuous casting processes in Japan is remarkable, and active efforts are directed towards increasing the proportion of HCR (Hot Load Rolling) or HDR (Hot Rolling) in a complete casting process. continuous, the acceleration of the casting and so on. In this situation, it is strongly desired to employ even stricter criteria for molding additives which influence the quality of the castings and the stability of a casting process and furthermore there is a demand for the feed. in molding additives of various types having characteristics which
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diffèrent fortement de celles des additifs conventionnels de moulage. Pour ces raisons, on a proposé de prévoir une grande variété de compositions chimiques qui règlent diverses caractéristiques de ces additifs, comme le point d'amollissement, le point de fusion, la viscosité, la differ greatly from those of conventional molding additives. For these reasons, it has been proposed to provide a wide variety of chemical compositions which regulate various characteristics of these additives, such as the softening point, the melting point, the viscosity, the
tension de surface et la température de cristallisation. surface tension and crystallization temperature.
En particulier, il est très important d'ajuster le rapport pondéral de CaO à SiO2 (que l'on appelle ci-après "rapport CaO/SiO2") car ce rapport a une influence In particular, it is very important to adjust the weight ratio of CaO to SiO2 (hereinafter called "CaO / SiO2 ratio") because this ratio has an influence
critique sur ces caractéristiques.critical about these features.
Pour atteindre les fonctions (1) et (2) parmi les fonctions ci-dessus notées d'une telle poudre, il est très important d'ajuster les caractéristiques telles que le point d'amollissement et la viscosité de l'additif ce qui indique l'importance du choix de la composition chimique mentionnée ci-dessus. Pour obtenir la fonction (3) concernant l'isolement thermique par rapport à un acier fondu, il est important de choisir de manière appropriée des caractéristiques de la poudre telles que la densité apparente et l'aptitude à l'étalement, ainsi que le taux de fusion de la poudre que l'on peut être To achieve the functions (1) and (2) among the functions noted above of such a powder, it is very important to adjust the characteristics such as the softening point and the viscosity of the additive which indicates the importance of the choice of the chemical composition mentioned above. In order to obtain the function (3) regarding thermal insulation with respect to a molten steel, it is important to appropriately select powder characteristics such as apparent density and spreadability, as well as the melting powder that one can be
ajusté par une matière carbonée.adjusted by a carbonaceous material.
La matière de base de l'additif conventionnel est choisie parmi le ciment portland, les scories phosphoriques jaunes, les scories synthétiques, la tyollastonite et analogues. Chacune de ces matières, cependant, a ses mérites et ses inconvénients, il n'y a pas de matière ayant des caractéristiques pouvant The base material of the conventional additive is selected from portland cement, yellow phosphor slags, synthetic slag, tyollastonite and the like. Each of these materials, however, has its merits and drawbacks, there is no material with characteristics that can
répondre à toutes les conditions d'une matière de base. meet all the conditions of a basic subject.
Par exemple, le ciment portland est caractérisé par sa composition chimique relativement stable. Par ailleurs, comme son rapport CaO/SiO2 est plus important que ceux des autres matières de base, en combinant le ciment portland et une poudre de perlite comme une matière légère contenant SiO2, il est possible d'obtenir une faible densité apparente et un bon isolement thermique et d'ajuster le rapport CaO/SiO2 sur une large plage. Cependant, le ciment portland contient 4CaO.A1203.Fe203 à raison de 9 à 15 % en poids et par conséquent l'additif résultant contient Fe203 en une quantité de l'ordre de 2 % en poids. Fe203 dans la poudre peut réagir avec un composant (par exemple Al) d'un acier fondu pour provoquer une contamination de l'acier fondu et cela aura en même temps pour résultat un changement des caractéristiques de l'additif. En conséquence, il est impossible d'obtenir une stable lubrification. De plus, comme une poudre qui contient du ciment portland comme matière de base est sensible à l'hydratation, il est difficile de soumettre une telle poudre à une granulation en utilisant un procédé généralement adapté de granulation qui comprend les For example, Portland cement is characterized by its relatively stable chemical composition. Moreover, since its CaO / SiO2 ratio is greater than that of the other base materials, by combining portland cement and a pearlite powder as a light material containing SiO 2, it is possible to obtain a low apparent density and a good thermal isolation and adjust the CaO / SiO2 ratio over a wide range. However, the portland cement contains 4CaO.A1203.Fe203 at 9 to 15% by weight and therefore the resulting additive contains Fe 2 O 3 in an amount of the order of 2% by weight. Fe 2 O 3 in the powder may react with a component (eg Al) of a molten steel to cause contamination of the molten steel and this will at the same time result in a change in the characteristics of the additive. As a result, it is impossible to obtain stable lubrication. In addition, since a powder which contains portland cement as a base material is moisture sensitive, it is difficult to granulate such a powder using a generally suitable granulation process which includes
étapes d'hydratation, malaxage et extrusion. steps of hydration, mixing and extrusion.
Au contraire, les scories phosphoriques Jaunes ainsi que les scories synthétiques ayant une composition analogue à celles des premières, sont une substance refroidie à l'état fondu dans l'eau et broyée. En conséquence, de telles scories peuvent être utilisées en tant que matières amorphes ayant une excellente homogénéité de la distribution des composants, et la granulation est facile. Cependant, comme le rapport CaO/SiO est relativement faible (0,9-1,15), si un additif ayant un rapport relativement élevé en CaO/SiO2 doit être fabriqué, la quantité de matière légére contenant SiO2 ajoutée doit être réduite avec ainsi pour résultat un problème par le fait que la densité apparente de la poudre obtenue est élevée. un autre inconvénient de cette matière réside dans le fait qu'une composition de poudre ayant un rapport CaO/SiO2 de 1,15 ou plus ne peut In contrast, yellow phosphor slags as well as synthetic slags having a composition similar to those of the former, are a substance melt-cooled in water and milled. As a result, such slags can be used as amorphous materials having excellent homogeneity in the distribution of the components, and granulation is easy. However, since the CaO / SiO ratio is relatively low (0.9-1.15), if an additive with a relatively high CaO / SiO 2 ratio is to be made, the amount of light matter containing SiO 2 added should be reduced to as a result, a problem in that the apparent density of the powder obtained is high. another disadvantage of this material lies in the fact that a powder composition having a CaO / SiO 2 ratio of 1.15 or more can not
être obtenue.to be obtained.
La wollastonite a un rapport encore plus faible de CaO/SiO2 et son utilisation est par conséquent Wollastonite has an even lower ratio of CaO / SiO2 and its use is therefore
limitée à une plage extrêmement étroite d'applications. limited to an extremely narrow range of applications.
De plus, la wollastonite est inférieure en termes de stabilité de ses composants. Diverses autres méthodes ont été proposées, par exemple, une méthode de production d'une poudre ayant un rapport élevé de CaO/SiO2 en ajoutant du calcaire ou de la fluorine à une matière de base telle que des scories phosphoriques jaunes ou de la wollastonite ayant un rapport CaO/SiO2 relativement faible. Cependant toutes les méthodes conventionnelles posent des problèmes concernant la stabilité de la qualité du produit. En conséquence, il a été impossible d'obtenir une poudre In addition, wollastonite is inferior in terms of the stability of its components. Various other methods have been proposed, for example, a method for producing a powder having a high CaO / SiO 2 ratio by adding limestone or fluorine to a base material such as yellow phosphor slags or wollastonite having a relatively low CaO / SiO 2 ratio. However, all the conventional methods pose problems concerning the stability of the quality of the product. As a result, it was impossible to obtain a powder
d'une qualité souhaitée.of a desired quality.
Les présents inventeurs ont recherché divers types de matières afin de résoudre les problèmes ci-dessus décrits subis dans les types conventionnels de matériaux à bases de poudre et ont découvert que pour une matière de base pour un additif de moulage de la présente invention, un silicate de calcium synthétique ayant CaO et SiO2 en une quantité totale qui n'est pas inférieure à 70 % en poids, Al 203 en une quantité qui ne dépasse pas 8 % en poids, Fe203 en une quantité ne dépassant pas 1 % en poids, et F en une quantité de 1 à 10 % en poids, et dont le rapport CaO/SiO2 n'est pas plus faible que 1,20, était approprié pour atteindre l'objectif de la présente invention. La présente invention a par conséquent pour objet un additif de moulage approprié à une utilisation dans un moule pour la coulée continue de l'acier, lequel additif comprend, comme matière de base, au moins 50 % en poids de silicate de calcium synthétique qui contient CaO et SiO2 en une quantité totale qui n'est pas inférieure à 70 % en poids, A1 203 en une quantité ne dépassant pas 8 % en poids, Fe203 en une quantité ne dépassant pas 1 % en poids et F en une quantité de 1 à 10 % en poids, et The present inventors have sought various types of materials in order to solve the above-described problems experienced in conventional types of powder-based materials and have found that for a base material for a molding additive of the present invention, a silicate synthetic calcium having CaO and SiO2 in a total amount not less than 70% by weight, Al 203 in an amount not exceeding 8% by weight, Fe203 in an amount not exceeding 1% by weight, and F in an amount of 1 to 10% by weight, and whose CaO / SiO 2 ratio is not lower than 1.20, was appropriate to achieve the object of the present invention. The present invention therefore relates to a molding additive suitable for use in a mold for the continuous casting of steel, which additive comprises, as a base material, at least 50% by weight of synthetic calcium silicate which contains CaO and SiO 2 in a total amount of not less than 70% by weight, A1 203 in an amount not exceeding 8% by weight, Fe 2 O 3 in an amount not exceeding 1% by weight and F in an amount of 1 at 10% by weight, and
dont le rapport CaO/SiO2 n'est pas inférieur à 1,20. whose CaO / SiO2 ratio is not less than 1.20.
Le silicate de-calcium synthétique qui est utilisé comme matière de base d'un additif de moulage selon la présente invention a un rapport relativement élevé de Ca0/SiO2. En conséquence, si l'additif doit être fabriqué, on peut employer une grande quantité de matière légére contenant SiO2. Par conséquent, il est possible de produire un additif de moulage ayant une faible densité apparente et de bonnes propriétés d'isolement thermique et également de choisir le rapport CaO/SiO2 sur une large plage en changeant la quantité de matière contenant SiO2 à ajouter. De plus, comme la teneur en Fe203 du silicate de calcium synthétique est faible, la quantité de A1203 produite du fait de la réaction de Fe203 avec Al dans un acier fondu est faible, dont il est possible d'empêcher la contamination de l'acier. Par ailleurs, l'étendue du changement des caractéristiques de la poudre dues à la production Al 203 est faible et ainsi une lubrification stable est possible. En conséquence, le silicate de calcium synthétique de la présente invention possède des caractéristiques appropriées à une utilisation comme matière de base de l'additif de moulage pour lequel il faut employer un critère particulièrement strict. Le silicate de calcium synthétique utilisé dans la présente invention est facilement obtenu de la manière suivante. Des matières telles que CaC03, Ca(OH)2, la dolomite, du sable siliceux, la quartztite, la bauxite, l'argile, la chamotte, le calcin, la cendre de sodium calciné, le carbonate de lithium, la cryolite, le fluorure de sodium, le fluorine et la poudre de coke sont mélangées afin de former une composition chimique prédéterminée, fondues à-une haute température qui n'est pas inférieure à 1 400 C dans un four chauffant tel qu'un four électrique, refroidies à l'eau et granulées, séchées à 100 C ou plus, et broyées jusqu'à une maille inférieure à 100 par un broyeur pulvérisant conventionnel tel qu'un The synthetic calcium silicate which is used as the base material of a molding additive according to the present invention has a relatively high ratio of CaO / SiO 2. Accordingly, if the additive is to be manufactured, a large amount of light material containing SiO 2 can be employed. Therefore, it is possible to produce a molding additive having low bulk density and good thermal insulation properties and also to choose the CaO / SiO 2 ratio over a wide range by changing the amount of SiO 2 -containing material to be added. Moreover, since the Fe 2 O 3 content of the synthetic calcium silicate is low, the amount of Al 2 O 3 produced as a result of the Fe 2 O 3 reaction with Al in a molten steel is small, and it is possible to prevent the contamination of the steel. . On the other hand, the extent of the change in the characteristics of the powder due to the Al 203 production is low and thus a stable lubrication is possible. Accordingly, the synthetic calcium silicate of the present invention has characteristics suitable for use as a base material of the molding additive for which a particularly strict criterion must be employed. The synthetic calcium silicate used in the present invention is easily obtained in the following manner. Materials such as CaCO 3, Ca (OH) 2, dolomite, siliceous sand, quartzite, bauxite, clay, chamotte, cullet, calcined sodium ash, lithium carbonate, cryolite, sodium fluoride, fluorine and coke powder are mixed to form a predetermined chemical composition, melted at a high temperature of not less than 1,400 C in a heating oven such as an electric oven, cooled to water and granules, dried at 100 C or more, and milled to a mesh size of less than 100 by a conventional pulverizer such as a
broyeur à billes.ball mill.
La poudre de coke est ajoutée pour réduire et éliminer Fe203 dans une fonte tandis que la poudre de Coke powder is added to reduce and eliminate Fe203 in a pig iron while the powder of
verre est ajoutée pour écourter la durée de fusion. glass is added to shorten the melting time.
Comme le silicate de calcium synthétique ainsi obtenu est une matière amorphe refroidie à l'état fondu dans l'eau et broyée, ses composants sont distribués de façon homogène et il ne contient ni CaO libre ni minéraux hydratables comme 3CaO.SiO2. En conséquence, le présent silicate de calcium synthétique peut être granulé par un procédé de granulation qui comprend les étapes d'hydratation, malaxage et extrusion ou par son séchage Since the synthetic calcium silicate thus obtained is an amorphous material melt-cooled in water and milled, its components are homogeneously distributed and it contains neither free CaO nor hydratable minerals such as 3CaO.SiO2. As a result, the present synthetic calcium silicate can be granulated by a granulation process which comprises the steps of hydration, kneading and extrusion or drying thereof
par pulvérisation en forme de bouillie. by spraying in the form of a slurry.
On décrira maintenant la composition de la matière à base de silicate de calcium synthétique. Son rapport CaO/SiO2 est choisi pour ne pas être inférieur à 1,20. cela est dû au fait que, si le rapport CaO/SiO2 n'est pas inférieur à 1,20, la plage de sélection de la composition de CaO/SiO2 d'un additif de moulage peut être élargie et que, si on utilise une grande quantité de SiO2 léger, une poudre ayant une faible densité apparente et de bonnes propriétés d'isolement thermique peut être obtenue. De ce point de vue, il est préférable que le rapport CaO/SiO2 du silicate de calcium synthétique soit aussi élevé que possible. Cependant, tandis que le rapport CaO/SiO2 augmente, le point de solidification et la température de cristallisation d'un produit fondu deviennent supérieurs et ainsi la fabrication des produits fondus devient remarquablement difficile, avec pour résultat que la matière amorphe souhaitée est difficile à obtenir à un état stable. En conséquence, le rapport CaO/SiO2 du silicate de calcium synthétique utilisé dans la présente invention est de préférence The composition of the synthetic calcium silicate material will now be described. Its CaO / SiO2 ratio is chosen to be not less than 1.20. this is because, if the CaO / SiO 2 ratio is not less than 1.20, the selection range of the CaO / SiO 2 composition of a molding additive can be enlarged and, if a large amount of light SiO 2, a powder having a low bulk density and good thermal insulation properties can be obtained. From this point of view, it is preferable that the CaO / SiO 2 ratio of the synthetic calcium silicate is as high as possible. However, as the CaO / SiO 2 ratio increases, the solidification point and the crystallization temperature of a melt become higher and thus the manufacture of the melt becomes remarkably difficult, with the result that the desired amorphous material is difficult to obtain. in a stable state. Accordingly, the CaO / SiO 2 ratio of the synthetic calcium silicate used in the present invention is preferably
compris entre 1,2 et 2,3, et mieux entre 1,2 et 1,9. between 1.2 and 2.3, and more preferably between 1.2 and 1.9.
La poudre absorbe occasionnellement une grande quantité de A1203 qui monte à la surface d'un acier fondu dans le moule. Si, les scories en poudre contiennent A1203 en une quantité qui n'est pas inférieure à 15 % en poids, un minéral à fort point de fusion tel que la gehlénite (2CaO. A1203.SiO2) précipite et l'effet de lubrification se détériore. En conséquence, la teneur en A1203 du silicate de calcium synthétique utilisé dans la présente invention ne dépasse, de The powder occasionally absorbs a large amount of Al 2 O 3 which rises to the surface of a molten steel in the mold. If the powdered slags contain A1203 in an amount of not less than 15% by weight, a high melting point mineral such as gehlenite (2CaO, Al 2 O 3 SiO 2) precipitates and the lubricating effect deteriorates. . As a result, the A1203 content of the synthetic calcium silicate used in the present invention does not exceed
préférence, pas 8 % en poids, et mieux pas 5 % en poids. preferably not 8% by weight, and preferably not 5% by weight.
Fe203 réagit avec des composants contenus dans un acier fondu pour provoquer une contamination de l'acier et également provoquer des changements des caractéristiques des scories en poudre. En conséquence, il est nécessaire de limiter la teneur en Fe203 du silicate de calcium synthétique à un peu plus de i % en Fe203 reacts with components contained in molten steel to cause contamination of the steel and also cause changes in the characteristics of the powdered slag. Consequently, it is necessary to limit the Fe 2 O 3 content of the synthetic calcium silicate to a little more than 1% by weight.
poids et mieux à pas plus de 0,3 % en poids. weight and better not more than 0.3% by weight.
On ajoute F afin d'ajuster la viscosité d'un produit fondu dans sa fabrication et d'améliorer l'efficacité de l'opération de travail. Si l'on ajoute une quantité excessive de F, un four de fusion est gravement endomagé et l'on trouve des changements de composition dus à l'évaporation. Si la quantité de F aJouté est excessivement faible, l'effet de la chute de viscosité est faible. En conséquence, la teneur en F du présent silicate de calcium synthétique est de préférence F is added in order to adjust the viscosity of a melted product in its manufacture and to improve the efficiency of the working operation. If an excessive amount of F is added, a melting furnace is severely damaged and composition changes due to evaporation are found. If the amount of F added is excessively low, the effect of the drop in viscosity is small. Accordingly, the F content of the present synthetic calcium silicate is preferably
de 1 à 10 % en poids et mieux de 2 à 7 % en poids. from 1 to 10% by weight and more preferably from 2 to 7% by weight.
Par ailleurs, des composants de flux tels que Na20, Li20 et B203 sont aJoutés dans des buts similaires à ceux de F, il est donc possible d'ajuster le point de fusion et la viscosité d'un produit fondu pendant la On the other hand, flux components such as Na 2 O, Li 2 O and B 2 O 3 are added for purposes similar to those of F, so it is possible to adjust the melting point and the viscosity of a molten product during the
fabrication du silicate de calcium synthétique. manufacture of synthetic calcium silicate.
Cependant, étant donné la dégradation d'un conteneur du produit fondu ou de la quantité d'évaporation pendant la fabrication, il est préférable que la quantité totale des However, given the degradation of a container of the melt or the amount of evaporation during manufacture, it is preferable that the total amount of
composants du flux ajoutés ne dépasse pas 15 % en poids. added flux components does not exceed 15% by weight.
La poudre de la présente invention se compose d'une matière de base, d'une matière contenant SiO2, d'une matière de flux et d'une matière carbonée, dont la liste est donnée ci-dessous: matière de base: silicate de calcium synthétique matière contenant SiO2: perlite, cendre volante, sable siliceux, poudre de verre, diatomite ou analogue, matière de flux: cendre de sodium calciné, Li2CO3, NaF, Na3AlF6, fluorine, BaCO3, MgF2, borax ou analogue, et matière carbonée: poudre de coke, noir du carbone, The powder of the present invention consists of a base material, a material containing SiO 2, a flux material and a carbonaceous material, the list of which is given below: base material: silicate of synthetic calcium material containing SiO2: perlite, fly ash, siliceous sand, glass powder, diatomite or the like, flux material: calcined sodium ash, Li2CO3, NaF, Na3AlF6, fluorine, BaCO3, MgF2, borax or the like, and carbonaceous material : coke powder, carbon black,
graphite naturel ou analogue.natural graphite or the like.
Il est nécessaire d'ajuter les caractéristiques de fusion de l'additif de moulage, telles que le point d'amollisement, le point de fusion, la viscosité, la tension de surface, la température de cristallisation et le taux de fusion selon les conditions de coulée comme la température de coulée, la taille du moule, la qualité de l'acier et la vitesse de coulée. de telles caractéristiques de fusion sont gouvernées par la compositon chimique de l'additif et les matières ci-dessus décrites doivent être mélangées de manière que chacune des matières puisse assumer une composition It is necessary to add the melting characteristics of the molding additive, such as the softening point, the melting point, the viscosity, the surface tension, the crystallization temperature and the melting rate according to the conditions. casting such as casting temperature, mold size, steel quality and casting speed. such melting characteristics are governed by the chemical composition of the additive and the materials described above must be mixed so that each of the materials can assume a composition
chimique prédéterminée.predetermined chemical
Selon la présente invention, la composition chimique de l'additif (ou poudre) & utiliser dans la coulée continue de l'acier est comme suit: CaO = 20 à 45 % en poids, SiO2 = 25 à 50 % en poids, rapport pondérai CaO/SiO2 = 0,7 à 1,5, A1203 = O à 10 % en poids, Fe203 = 0,1 à 2,0 % en poids, MgO = O à 10 % en poids, Na20 + K20 + Li20 = i à 25 % en poids, F = 2 à 15 % en poids, B203 = 0à 10 % en poids, MnO = 0à 5 % en poids, BaO = O à 15 % en poids, et According to the present invention, the chemical composition of the additive (or powder) to be used in the continuous casting of the steel is as follows: CaO = 20 to 45% by weight, SiO 2 = 25 to 50% by weight, weight ratio CaO / SiO 2 = 0.7 to 1.5, Al 2 O 3 = 0 to 10% by weight, Fe 2 O 3 = 0.1 to 2.0% by weight, MgO = 0 to 10% by weight, Na 2 O + K 2 O + Li 2 O = at 25% by weight, F = 2 to 15% by weight, B203 = 0 to 10% by weight, MnO = 0 to 5% by weight, BaO = 0 to 15% by weight, and
C = 0,5 à 10 % en poids.C = 0.5 to 10% by weight.
L'additif ayant la composition chimique ci-dessus selon la présente invention est obtenu en mélangeant au moins 50 % en poids d'une matière de base de silicate de calcium synthétique, 2 à 30 % en poids de matière de SiO2, 3 à 30 % en poids de matière de flux et The additive having the above chemical composition according to the present invention is obtained by mixing at least 50% by weight of a synthetic calcium silicate base material, 2 to 30% by weight of SiO 2 material, 3 to 30% by weight of SiO 2 material. % by weight of flux material and
0,5 à 8 % en poids de matière carbonée. 0.5 to 8% by weight of carbonaceous material.
Il n'est pas souhaitable que la quantité du silicate de calcium synthétique ajouté soit plus faible que 50 % en poids, car la distribution homogène et la stabilité des composants qui sont caractéristiques du It is not desirable that the amount of the added synthetic calcium silicate be less than 50% by weight, since the homogeneous distribution and stability of the components which are characteristic of the
silicate de calcium synthétique sont diminuées. synthetic calcium silicate are decreased.
La matière contenant SiO2 est utilisée pour aJuster la densité apparente et le rapport CaO/Si02 de la poudre. Il n'est pas souhaitable que la quantité de matière contenant SiO2 aJoutée soit plus faible que 2 % en poids, car la densité apparente ne peut être suffisamment abaissée, même avec l'utilisation d'une matière légère contenant Si02 comme la perlite et, de plus, les propriétés d'isolement thermique se détérioreraient. De même, il n'est pas souhaitable que la quantité de matière contenant SiO2 ajouté dépasse 30 % en poids, car la densité apparente devient trop faible et la The SiO2-containing material is used to adjust the bulk density and the CaO / SiO 2 ratio of the powder. It is not desirable that the amount of SiO 2 containing material be less than 2% by weight since the bulk density can not be sufficiently lowered, even with the use of a light SiO 2 containing material such as perlite and in addition, the thermal insulation properties would deteriorate. Also, it is undesirable that the amount of SiO2-containing material added exceeds 30% by weight because the apparent density becomes too low and the
quantité de production de poussière de poudre augmente. amount of powder dust production increases.
Pour ajuster les caractéristiques de fusion, il est nécessaire d'aJouter la matière de flux en une To adjust the merge characteristics, it is necessary to add the flow material to a
quantité qui n'est pas inférieure à 3 % en poids. amount not less than 3% by weight.
Cependant, si l'on ajoute une quantité excessive de matière de flux, sa composition peut changer du fait de l'évaporation pendant la fusion et, de plus, la tuyère d'immersion utilisée pour verser un acier fondu dans un moule peut être gravement endommagée. En conséquence, il est préférable que la quantité maximale de matière de However, if an excessive amount of flux material is added, its composition may change due to evaporation during melting and, in addition, the immersion nozzle used to pour a molten steel into a mold may be severely damaged. Therefore, it is preferable that the maximum amount of
flux ajoutée soit de 30 % en poids. added flux of 30% by weight.
La matière carbonée est aJoutée afin d'ajuster le taux de fusion de la poudre. Si la quantité d'addition est plus faible que 0,5 % en poids, l'on ne peut obtenir d'effet substantiel. Par ailleurs, il n'est pas souhaitable que la quantité d'addition dépasse 8 % en poids, car le taux de fusion diminue à un degrès excessif. L'additif selon la présente invention est obtenu par préparation de chacune des matières selon la composition chimique ci-dessus décrite et mélange des matières préparées dans un mélangeur du type en V ou un mélangeur malaxeur. De plus, il est possible d'obtenir des granules ayant une forme de colonne en malaxant le mélange de matières avec de l'eau et en granulant par un granulateur à extrusion. Il est également possible d'obtenir un additif dont les grains ont une forme sphérique, en convertissant le mélange de matières en une forme de bouillie et en effectuant un séchage par pulvérisation. The carbonaceous material is added to adjust the melting rate of the powder. If the amount of addition is less than 0.5% by weight, no substantial effect can be obtained. On the other hand, it is undesirable for the amount of addition to exceed 8% by weight because the melting rate decreases to an excessive degree. The additive according to the present invention is obtained by preparing each of the materials according to the chemical composition described above and mixing the materials prepared in a V-type mixer or a kneading mixer. In addition, granules having a columnar shape can be obtained by mixing the material mixture with water and granulating with an extrusion granulator. It is also possible to obtain an additive whose grains have a spherical shape, by converting the mixture of materials into a slurry form and carrying out spray drying.
EXEMPLEEXAMPLE
Préparation d'une matière à base de silicate de Preparation of a silicate-based material
calcium synthétique.synthetic calcium.
Un mélange de matières qui a la composition montrée au tableau 1 qui suit a été fondu par chauffage à une température de 1650 à 1700 C dans un four électrique, A mixture of materials having the composition shown in Table 1 which follows was melted by heating at a temperature of 1650 to 1700 C in an electric furnace,
262 1840262 1840
et le produit fondu obtenu a été refroidi à l'eau et broyé. Les granules ont été séchés à 190 0C et enfin broyés à moins d'une maille 100 par un broyeur à billes, pour ainsi préparer des matières de base composées de silicate de calcium synthétique 1, 2 et 3. and the resulting melted product was cooled with water and ground. The granules were dried at 190 ° C. and finally milled to less than 100 mesh by a ball mill, thereby preparing base materials composed of synthetic calcium silicate 1, 2 and 3.
TABLEAU 1TABLE 1
silicate de calcium synthétique (% en poids) synthetic calcium silicate (% by weight)
1 2 31 2 3
Calcaire 50,5 52,0 56,5 Calcin 7,5 6,0 6,5 Limestone 50.5 52.0 56.5 Calcin 7.5 6.0 6.5
Chamotte 10,5 5,0 - -Chamotte 10,5 5,0 - -
Quartztite 16,0 18,0 17,0 Dolomite 7,5 9,5 14,0 Fluorine 6,5 8,0 4,0 Cendre de sodium calciné 1,5 1,5 2,0 poudre de coke 3,0 3,0 3,0 (pourcentate externe) Le tableau 2 montre les compositions du silicate de calcium synthétique obtenu 1, 2 ou 3. Le tableau 2 montre de plus les compositions des scories phosphoreuses Jaunes, des scories synthériques et du ciment portland utilisés pour préparer des échantillons Quartztite 16.0 18.0 17.0 Dolomite 7.5 9.5 14.0 Fluorine 6.5 8.0 4.0 Calcined sodium ash 1.5 1.5 2.0 coke powder 3.0 3 3.0 (external percentate) Table 2 shows the compositions of synthetic calcium silicate obtained 1, 2 or 3. Table 2 further shows compositions of yellow phosphorous slag, synthetic slag and portland cement used to prepare some samples
de poudre de comparaison.of comparison powder.
TABLEAU 2TABLE 2
SiO2 A1203 Fe203 Cao Mg Na2 F rapport pondérai de CaO/SiO2 silicate de calcium synthétique 1 38,7 5,9 0,3 48,7 2,2 1,5 3,5 1,26 silicate de calcium synthétique 2 36,0 2,7 0,3 52,2 3,4 1,7 4,8 1,45 silicate de calcium synthétique 3 31,1 1,4 0,2 56,6 4,5 2,5 2,6 1,82 ciment portland 22,0 6,7 4,1 64,2 1,4 2,92 Scories phosphoreuses jaunes 44,0 3,0 0,2 48,5 0,3 0,4 2,5 1,10 Scories synthétiques 43,5 3,0 0,3 48,5 0,8 1,0 2,6 1,11 Les matières de base composées du silicate de calcium synthétique 1, 2 et 3 ont été mélangées aux mélanges des matières qui avaient la composition montrée au tableau 3 qui suit par un mélangeur du type en V pour ainsi préparer des échantillons d'additifs de moulage de la présente invention et des échantillons d'additifs de SiO2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Cao Mg Na 2 F weight ratio of CaO / SiO 2 synthetic calcium silicate 1 38.7 5.9 0.3 48.7 2.2 1.5 3.5 1.26 synthetic calcium silicate 2 36.0 2.7 0.3 52.2 3.4 1.7 4.8 1.45 synthetic calcium silicate 3 31.1 1.4 0.2 56.6 4.5 2.5 2.6 1.82 Portland cement 22.0 6.7 4.1 64.2 1.4 2.92 Yellow phosphorous slag 44.0 3.0 0.2 48.5 0.3 0.4 2.5 1.10 Synthetic slag 43 3.0 3.0 48.5 0.8 1.0 2.6 1.11 The base materials composed of synthetic calcium silicate 1, 2 and 3 were mixed with the mixtures of the materials which had the composition shown in Table 3 which follows by a V-type mixer to thereby prepare samples of molding additives of the present invention and samples of additives of
moulage de comparaison.comparison molding.
Les résultats, lorsqu'ils sont appliqués pour des procédés de coulée réelle ainsi que les compositions et caractéristiques typiques des échantillons respectifs The results, when applied for actual casting processes as well as the compositions and typical characteristics of the respective samples
en poudre sont montrés au tableau 3. in powder are shown in Table 3.
TABLEAU 3TABLE 3
Echantillors selon Echantillons de cette invention comparaison Samplers according to Samples of this invention comparison
1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8
Silicate de calcium syn- 84 thétique 1 Silicate de calcium syn- 57 58 thétique 2 Silicate de calcium syn- 66 70 thétique 3 Synthetic calcium silicate 1 Synthetic calcium silicate 57 58 Thetic 2 Synthetic calcium silicate
Scories phos-Slag phos
phoreuses 70 jaunes i Scories synthétiques 80 ) : Ciment portland 44 phorous 70 yellow i Synthetic slag 80): Portland cement 44
Matière conte-Content matter
rn nantiO nant SiO2 25 17 13 5 25 39 Fluorine 8 Matière de flux 14 13 13 10 10 13 16 18 D Matière : carbonée 4 4 4 1 7 4 4 4 SiO2 SiO2 25 17 13 5 25 39 Fluorine 8 Flux material 14 13 13 10 10 13 16 18 D Material: carbonaceous 4 4 4 1 7 4 4 4
_ 02 S39,2 33,5 31,9 36,3 39,7 38,3 34,8 31,0 _ 02 S39.2 33.5 31.9 36.3 39.7 38.3 34.8 31.0
AI203 3,4 2,7 2,7 5,6 4,9 6,1 2,4 2,1 AI203 3.4 2.7 2.7 5.6 4.9 6.1 2.4 2.1
o -_ Fe203 0,2 0,2 0,2 2,0 0,2 0,2 o CaO 31,0 37,9 39,8 40,9 30,5 30,1 38, 8 39,1 o -_ Fe203 0.2 0.2 0.2 2.0 0.2 0.2 o CaO 31.0 37.9 39.8 40.9 30.5 30.1 38, 8 39.1
L ___23__1 3__1 9__0 __0 6_L ___23__1 3__1 9__0 __0 6_
o MgO 2,3 3,1 3,2 1,9 2,0 1,1 0,6 0,6 )> (suite) Na20 12,5 11,9 11,5 8,9 9,6 12,6 12,0 11,7 o MgO 2,3 3.1 3.2 1.9 2.0 1.1 0.6 0.6)> (cont'd) Na20 12.5 11.9 11.5 8.9 9.6 12.6 12.0 11.7
F 7,7 7,6 7,7 7,5 7,3 5,9 7,6 7,8F 7.7 7.6 7.6 7.5 7.3 5.6 7.6 7.6 7.8
carbone libre 3,8 3,8 3,8 0,94 6,6 3,8 3,8 3,8 Rapport pondéral de CaO/SiO2 0,79 1,13 1,25 1,13 0,77 0,79 1,1 1,2 free carbon 3.8 3.8 3.8 0.94 6.6 3.8 3.8 3.8 Weight ratio of CaO / SiO2 0.79 1.13 1.25 1.13 0.77 0.79 1,1 1,2
c Point d' amol-c Amolar point
oe lissement ( C) 1060 1110 1135 1130 1070 1030 111 114i Viscosité (poises 3,6 2,4 1,2 2,9 4,0 3,5 2,3 1,1 oe lissement (C) 1060 1110 1135 1130 1070 1030 111 114i Viscosity (poisons 3,6 2,4 1,2 2,9 4,0 3,5 2,3 1,1
1300 C)1300 C)
Densité apparente 0,75 0,78 0,77 0,79 0,73 0,72 0,97 1,0 Propriété d'isolement bonne bonne bonne bonne bonne bonne mau-mau thermique vai-vai se se Bulk density 0.75 0.78 0.77 0.79 0.73 0.72 0.97 1.0 Property insulation good good good good good good mau-mau thermal vai-vai is
Défaut de Rarement Fréquem-Default of Rarely Frequency
m surface observé ment m0 observé Stabilité de lubrifi- o o o o o x o a cation Stabilité de qualité o o o o o o x Note) au tableau 3, matière contenant SiO2: total des pourcentages pondéraux de poudre de perlite et de poudre de verre, matière de flux: total des pourcentage pondéraux de cendre de sodium calciné et de fluorure de sodium, point d'amollissement: mesuré par une méthode de cone de Seger et à une augmentation de température de 5 C/mn, viscosité: mesurée par une méthode d'élévation d'une bille de platine, densité apparente: récipient de 1 litre, se chargeant naturellement, propriété d'isolement thermique: par l'observation de la condition dans un moule, défaut de surface: tache de scories, trou d'épingle, fissure longitudinale, etc..., stabilité de lubrification: résultats des mesures de température de cuivre du moule, et stabilité de qualité: fréquence de présence de ruptures m observed surface area m o observed Stability of lubricant oxooxo cation Quality stability oooooox Note) in Table 3, material containing SiO2: total percentages by weight of pearlite powder and glass powder, flux material: total weight percentage of ash calcined sodium and sodium fluoride, softening point: measured by a Seger cone method and at a temperature increase of 5 C / min, viscosity: measured by a platinum ball elevation method, apparent density: 1 liter container, naturally loading, property of thermal insulation: by the observation of the condition in a mold, surface defect: slag stain, pinhole, longitudinal crack, etc ..., lubrication stability: results of mold copper temperature measurements, and quality stability: frequency of occurrence of fractures
et défauts de surface.and surface defects.
La matière à base de silicate de calcium synthétique que l'on utilise pour l'additif de moule pour la coulée continue de la présente poudre de l'invention possède les mérites à la fois du ciment portland et des scories phosphoreuses jaunes. En conséquence, l'additif de moule de la présente invention qui contient au moins % en poids de silicate de calcium synthétique offre les caractéristiques suivantes: 1) comme la matière légère contenant SiO2 est ajoutée, on peut obtenir une faible densité apparente et de bonnes propriétés d'isolement thermique, 2) si la quantité de matière de SiO2 à ajouter est ajustée, il est possible de fabriquer diverses poudres dont les compositions sont comprises entre un faible rapport de CaO/SiO2 et un fort rapport de CaO/SiO2, 3) comme la teneur en Fe203 est faible, on obtient une stable lubrification, 4) comme il ne contient ni CaO ni 3CaO.SiO2, The synthetic calcium silicate material used for the mold additive for continuous casting of the present powder of the invention possesses the merits of both portland cement and yellow phosphorous slags. Accordingly, the mold additive of the present invention which contains at least% by weight of synthetic calcium silicate has the following characteristics: 1) As the light material containing SiO 2 is added, low bulk density and good thermal insulation properties, 2) if the amount of SiO 2 material to be added is adjusted, it is possible to manufacture various powders whose compositions are between a low ratio of CaO / SiO 2 and a high ratio of CaO / SiO 2, 3 ) as the Fe 2 O 3 content is low, a stable lubrication is obtained, 4) as it contains neither CaO nor 3CaO.SiO 2,
une granulation à l'eau peut être adoptée. granulation with water can be adopted.
5) tous les composants peuvent être distribués 5) All components can be distributed
de manière homogène.homogeneously.
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