PL91148B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób dodawania latwo¬ topliwego zuzia, zwlaszcza w trakcie ciaglego odlewania stali, zwlaszcza stali o zawartosci aluminium wiekszej od 0,01%.

Przy ciaglym odlewaniu stali odtlenionej aluminium zwykle konieczne jest stosowanie specjalnych srodków zapobiegajacych tworzeniu sie nadmiernej ilosci kozucha tlenkowego, którypowstaje w czasie wiazania AI2O3 ztlen¬ kami zelaza, krzemu i manganu.

Znanych jest kilka metod zapobiegania utlenianiu sie aluminium i/lub zmiany skladu chemicznego produktów utleniania. W odniesieniu do skladu chemicznego wiado¬ mym jest z opisu patentowego USA nr 2 825 947, ze doda¬ tek zuzla na górna powierzchnie stopionej stali powoduje znaczna poprawe jakosci odlewu. Zuzel zapobiega tworze¬ niu sie kozucha tlenkowego na powierzchni cieklej stali.

Zuzel dodaje sie równiez z róznych powodów takze w przy¬ padkach, gdy stal nie zawiera znacznych ilosci aluminium.

Zuzel moze na przyklad spelniac role warstwy izolacyjnej, zapobiegajacej utracie ciepla ze stopionego metalu, moze stanowic warstwe chroniaca przed penetracja tlenu do cieklej stali w krystalizatorze i moze równiez pelnic role srodka smarujacego na powierzchni zetkniecia krystaliza- tor-odlew.Jakkolwiekstosowanowiele róznychrodzajów zuzla, stwierdzono, ze najlepsze wyniki uzyskuje sie przy stosowaniu zuzla niskotopliwego, to jest takiego, który topi sie bardzo szybko i splywa w dól po scianach krystali- zatora natychmiast po wprowadzeniu. Przyklady takich zuzli podano w opisie patentowym USA nr 3 649 245.

Stwierdzono, ze przy stosowaniu niskotopliwych zuzli, 2 szczególnie istotne jest dodawanie zuzla w ilosci nie wy¬ kraczajacej poza okreslone granice, w celu zmniejszenia wad powierzchniowych odlewu typu porów. Pory sa to male otwory o srednicy do okolo 3,2 mm i glebokosci do okolo 3,7 mm na powierzchni odlewu. Jezeliwystepuja one na powierzchni lub plytko pod powierzchnia nastepuje utlenienie porów, co powoduje pekniecie powierzchniowe wyrobów walcowanych z odlewu.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu dodawania niskotopliwego zuzla w trakcie ciaglego odlewania stali.

Cel ten osiagnieto przez to, ze latwotopliwy zuzel dodaje sie w ilosci okreslonej nierównoscia 0,00082 P < F > 0,000108-P, gdzie F jest iloscia topnika w kilogramach na tone stali, a P jest polem powierzchni jednotonowego kesa, obliczonym w decymetrach kwadra¬ towych, która moze byc pokryta stopionym zuzlem.

Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony na podsta¬ wierysunku, na którym przedstawiono zaleznoscczestotli¬ wosciwystepowania porów od wspólczynnikaokreslajace¬ go dodatek zuzla w postaci wykresu.

Jak wspomniano powyzej stosujesie zuzel latwotopliwy.

Szczególnie przydatnym zuzlem jest zuzel o nastepujacym skladzie ilosciowym i chemicznym (liczony w procentach wagowych): CaF2 20 do 60% CaO 5 do 30% K20/Na20 10 do 30% B203 5 do 20% Si02 15% max.

A1203. 10% max. 91 14891 148 Powyzszy zuzel wytwarza sie przez zmieszanie fluorku wapnia, tlenków alkalicznych (sodu lub potasu), boranu sodowego i wapnia oraz stopienie mieszaniny, w wyniku czego powstaje niskotopliwy produkt koncowy, calkowicie jednorodny i pozbawiony gazów. Nastepnie stopiony ma- 5 terial oziebia siei rozdrabniado wielkosci odpowiedniej do stosowania w procesie odlewania. Temperatura topnienia stosowanego zuzla zawiera sie w granicach od 760° do 1038°C, a korzystnie w zakresie od 815°do 955°C. Poniewaz otrzymuje sie produkt w postaci szklistej, nie mozna okre- 10 slic scisle temperatury topnienia. Jednakze, dla potrzeb okreslonych niniejszym wynalazkiem, punkt topnienia moze byc latwo wyznaczony ponizszym lub innym równo¬ waznym sposobem.

Z przetopionego, rozdrobnionego i wysuszonego zuzla 15 prasuje sie granulke cylindryczna o wysokosci 12,5 mm i: srednicy 19 mm. Granulke umieszcza sie na plytce zaro- pdfliw^i.felylpgj) x 5 x 2,5 cm) i wsuwa dopieca o tempera- luJ^teTCO^Gt Bto 1£ minutach obserwuje sie stopien stopie¬ nia granulE/Prob^[powtarza sie (za kazdym razem z nowa 20 granulka) podwyzszajac za kazdym razem temperature o 55°C az do zaobserwowania calkowitego stopienia przed uplywem 15 minut.

Calkowite stopienie zachodzi przy temperaturze, przy której zuzel nie ma j\iz ksztaltu pierwotnej granulki, to 25 znaczy jest on dostatecznie ciekly aby mógl pokryc cala powierzchnie kesiska. Temperatura przy której zachodzi calkowite stopieniemoze byc przyjeta jako punkr topienia syntetycznego zuzla.

Doswiadczenia z duza liczba niskotopliwych zuzli 30 o równym skladzie dowiodly, ze korzystne jest dodanie zuzla w ilosci dostatecznej do wytworzenia warstwy mie¬ dzy ciekla stala a krystalizatorem o grubosci co najmniej 0,01 mm. Stwierdzono, ze taka ilosc zuzla zapewnia odpo¬ wiednia absorpcje kozucha tlenkowego, a przez to zauez- 35 piecza przed uszkodzeniami powierzchniowymi odlewu.

Dotychczas uwazano, ze im wiecej dodaje sie zuzla, tym mniej wytwarza sie kozucha tlenkowego. Jednakze stwier¬ dzono, ze przyciaglym odlewaniu stali zawierajacej alumi¬ nium istnieje scisle okreslona górna i dolna granica dodat- 40 ku zuzla, powyzej której gwaltownie wzrasta czestosc wystepowania porów na powierzchni odlewu. Zgodnie z tym blednym mniemaniem o wplywie zuzla na pory powierzchniowe dodawano czesto aluminium w ilosciwie¬ kszej od 0,010% do stali odlewanej w sposób ciagly. 45 Podobne efekty nadmiernego dodatku zuzla zaobserwo¬ wano przy odlewaniu stali nie zawierajacej aluminium, np. stali odtlenianej za pomoca krzemu.

Prace doswiadczalne, które doprowadzily do niniejszego wynalazku opieraly sie na próbach z kesem o przekroju 47 50 cm2. Wcelu umozliwieniazastosowania wyników badan do odlewów o róznych przekrojach (to znaczy urzadzen do odlewania kesów i kesisk plaskich) na odcietej wykresu odlozono wspólczynnik okreslajacy zuzycie zuzla, dzieki czemu wymagane zuzycie zuzla moze byc wyznaczone dla 55 odlewów o dowolnej wielkosci (to jest takich, których górna powierzchnia zawiera sie w granicach od 90 cm2 do 0,54 cm2). Z wykresu wynika, ze przy zuzyciu zuzla wie¬ kszym od 0,00082 nastepuje znaczny wzrost czestosci wy¬ stepowania porów. Maksymalne zuzycie Fmax (w kilogra- 60 mach zuzla na tone odlewu staliwnego) okreslone jest ponizszym równaniem: gdzie P jest polem powierzchni jednotonowego kesa stali, który moze byc pokryty plynnym zuzlem.

Podobnie minimalne zuzycie zuzla okreslone jest poniz¬ szym równaniem: FmiD = 0,000108 • P Ponizsze dwa przyklady ilustruja sposób wykorzystania wspomnianych wspólczynników do okreslenia ilosci doda¬ wanego zuzla (w kilogramach na tone odlewu staliwnego).

W krystalizatorze o przekroju 1,5x6 dcm jedna tona stopionej stali zajmuje objetosc okolo 130 dcm3. Dlugosc jednotonowego kesiska wynika z równania 1,5 x 6 x L = 126, stad L = 14 dcm.

Pokryta zuzlem powierzchnia takiego kesiska sklada sie z górnej powierzchni (1,5 x 6 dcm) i czterech bocznych 2(1,5 x 14 i 2(6 x 14) co daje 219 dcm. Stad maksymalne zuzycie zuzla w kg./t stali, dla tego odlewu bedzie: Fmax = 0,00082 • 219 to znaczy okolo 0,19 kg/t.

Podobnie minimalne zuzycie powinno wynosic: Fmin = 0,000108 • 219 to znaczy okolo 0,024 kg/t.

W krystalizatorze o przekroju 2 dcm x 2 dcm dlugosc jednotonowego kesiska wynosi 124/4 = 31 dcm. Pokryte topnikiem pole powierzchni wynosi 252 dcm2. Tak wiec FfflBX = 0,00082 • 252 to jest okolo 0,204 kg/t i Fmin = 0,000108 • 252 to jest okolo 0, 0270 kg/t.

Stwierdzono, ze nadmierny dodatek zuzla jest spowodo¬ wany falszywym odczytaniem poziomu kapieli metalu i jest przyczyna uszkodzen wewnetrznej powierzchni. Jako wynik stosowania wynalazku uzyskuje sie znaczne osz¬ czednosci zwlaszcza w porpwnaniu z poprzednio stosowa¬ nymi ilosciami zuzla, które byly okolo 3 do 5 razy wieksze od maksymalnej ilosci okreslonej wynalazkiem.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób dodawania latwotopliwego zuzla zwlaszcza w trakcie ciaglego odlewania stali o zawartoscialuminium wiekszej od 0,01%, zawierajacego wstepnie stopiona mie¬ szanine tlenków i fluorków o temperaturze topnienia 760° - 1038°C, znamienny tym, ze latwotopliwy zuzel dodajesie w ilosci okreslonej nierównoscia 0,00082 • P < F > 0,000108 • P gdzie F jest iloscia zuzla w kilogramach na tone stali, a P jest polem powierzchni kesa jednotonowego, obliczo¬ nym w decymetrach kwadratowych, która moze byc po¬ kryta stopionym zuzlem. Fn.x = 0,00082 • P91 148 •1 0.0004 0.0009 O.OOM 0.0013 O.OOZA O.OOZ9 Ws/zótczynrrJk //osci topnika,