RU2145532C1

RU2145532C1 - Slag forming mixture for continuous casting of steel

Info

Publication number: RU2145532C1
Application number: RU98101605A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Айзин; В.И. Ильин; А.Я. Кузовков; А.В. Куклев; Ю.С. Комратов; А.П. Объедков; А.М. Топтыгин; Л.К. Федоров; А.В. Чернушевич
Original assignee: ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат"; ООО "Корад"
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 2000-02-20

Abstract

FIELD: metallurgy, namely slag forming mixtures. SUBSTANCE: slag forming mixture for casting steel includes silicate lumps, fluorspar, nepheline, dump slag of ferroalloy production and rice husk with next relation of components (mass%): silicate lumps -(5-20); fluorspar -(12-30); rice husk (0.5-5); nepheline (10-20); dumping slag of ferroalloy production - the balance. Mixture may include carbon containing material in quantity equal to 0.01-12 mass %. EFFECT: enhanced quality of ingot due to elimination of its surface defects, reduced heat conductivity of slag mixture, high heat insulation of mixture. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали. The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to compositions of slag-forming mixtures for continuous casting of steel.

Известна шлакообразущая смесь для непрерывной разливки стали, имеющая следующий состав, мас.%:
Аморфный графит - 40-55
Датолитовый концентрат - 45-60
В качестве теплоизолятора используется аморфный графит. Применение указанного состава позволяет получать хорошую теплоизоляцию мениска расплава, что обеспечивает качественную поверхность литой заготовки.Known slag-forming mixture for continuous casting of steel, having the following composition, wt.%:
Amorphous Graphite - 40-55
Datolite concentrate - 45-60
Amorphous graphite is used as a heat insulator. The use of this composition allows to obtain good thermal insulation of the meniscus of the melt, which ensures a high-quality surface of the cast billet.

Недостатком смеси является науглероживание стали из-за высокого содержания углерода в шлакoобразующей смеси, что приводит к отсортировке готового проката по химическому составу (а.с. СССР N 1.252353 опубл. 23.08.86 г. Бюл. N 31). The disadvantage of the mixture is the carburization of steel due to the high carbon content in the slag-forming mixture, which leads to the sorting of finished products by chemical composition (USSR AS N 1.252353 publ. 08.23.86 Bull. N 31).

Известна шлакообразующая смесь (а.с. СССР N 503918 от 04.12.73), включающая, мас.%:
Углеродсодержащее вещество - 2-15
Нефелин - 10-40
Силикатная глыба - 5-30
Плавиковый шпат - 2-10
Цемент - Oстальное
Смесь позволяет разливать высокоуглеродистую и среднеуглеродистую сталь без науглероживания в процессе разливки. Однако из-за отсутствия в ШОС достаточного количества теплоизолятора особенно в концу разливки плавки на мениске появляется поверхностная корка, которая приводит к образованию на поверхности заготовок заворота корочки, захвату неметаллических и шлаковых включений и поверхностных трещин.Known slag-forming mixture (AS USSR N 503918 from 12/04/73), including, wt.%:
Carbon-containing substance - 2-15
Nepheline - 10-40
Silicate block - 5-30
Fluorspar - 2-10
Cement - Other
The mixture allows casting high-carbon and medium-carbon steel without carburization during the casting process. However, due to the lack of a sufficient amount of heat insulator in the SCO, especially at the end of casting, a surface crust appears on the meniscus, which leads to the formation of a crust on the surface of the workpieces, the capture of non-metallic and slag inclusions and surface cracks.

Целью изобретения является улучшение поверхности непрерывно-литой заготовки путем снижения теплопроводности шлакообразующей смеси и повышения ее теплоизоляционных свойств. The aim of the invention is to improve the surface of a continuously cast billet by reducing the thermal conductivity of the slag-forming mixture and increasing its heat-insulating properties.

Поставленная цель достигается тем, что шлакообразующая смесь для разливки стали содержит силикатную глыбу, плавиковый шпат, теплоизолятор, нефелин и наполнитель, при этом она в качестве теплоизолятора содержит рисовую лузгу, а в качестве наполнителя - отвальный шлак ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Рисовая лузга - 0,5-5
Нефелин - 10-20
Силикатная глыба - 5-20
Плавиковый шпат - 12-30
Шлак ферросплавного производства - Oстальное
Для регулирования скорости проплавления шлакообразующая смесь дополнительно содержит 0,01-12% углеродсодержащего материала.This goal is achieved in that the slag-forming mixture for casting steel contains a silicate block, fluorspar, a heat insulator, nepheline and a filler, while it contains rice husk as a heat insulator, and ferroalloy waste slag as a filler in the following ratio of components, wt. %:
Rice husk - 0.5-5
Nepheline - 10-20
Silicate block - 5-20
Fluorspar - 12-30
Ferroalloy Slag - Other
To control the rate of penetration, the slag-forming mixture additionally contains 0.01-12% of carbon-containing material.

Рисовая лузга в составе шлакообразующей смеси выполняет роль основного теплоизолятора. Использование в составе ШОС рисовой лузги повышает псевдожидкотекучесть, что обеспечивает полное и равномерное закрытие зеркала металла в кристаллизаторах больших сечений шлакообразующей смесью. Rice husk in the composition of the slag-forming mixture serves as the main heat insulator. The use of rice husk as part of the SCO increases pseudo-fluidity, which ensures full and uniform closure of the metal mirror in large section crystallizers with a slag-forming mixture.

Рисовая лузга до сгорания является хорошим теплоизолятором, что позволит сохранить температуру зеркала расплава в узких пределах в процессе разливки. Rice husk before combustion is a good heat insulator, which will keep the temperature of the melt mirror within narrow limits during casting.

Рисовая лузга замещает углеродсодержащий материал в качестве теплоизолятора и регулятора проплавления смеси. Совместное использование в смеси горючих компонентов рисовой лузги и углеродсодержащего компонента дает возможность регулировать в широких пределах скорость горения и скорость проплавления. Тепло, выделяемое от сгорания рисовой лузги, позволяет компенсировать часть потерь тепла с поверхности мениска металла. Rice husk replaces carbon-containing material as a heat insulator and a regulator of penetration of the mixture. The combined use of a mixture of combustible components of rice husk and a carbon-containing component makes it possible to widely control the burning rate and penetration rate. The heat generated from the combustion of rice husks, allows you to compensate for part of the heat loss from the surface of the meniscus of the metal.

Использование рисовой лузги в количестве 0,5-5% обеспечивает получение качественной поверхности непрерывно-литых заготовок. При содержании рисовой лузги менее 0,5% эффект теплоизоляции практически отсутствует. При добавлении рисовой лузги более 5% образующая масса шлака менее требуемого расхода шлака, что приводит к нарушению технологии непрерывной разливки стали и поверхностным дефектам заготовок. The use of rice husks in an amount of 0.5-5% provides a high-quality surface of continuously cast billets. When the content of rice husk is less than 0.5%, the effect of thermal insulation is practically absent. When adding rice husk of more than 5%, the slag forming mass is less than the required slag consumption, which leads to a violation of the technology of continuous casting of steel and surface defects of the workpieces.

Нефелин служит основным источником окислов алюминия и щелочных металлов, находящихся в связанном состоянии, что ускоряет их расплавление. При содержании нефелина в смеси более 20% наблюдается нежелательный шлаковый гарнисаж на стенках кристаллизатора. При содержании нефелина менее 10% наблюдается резкое повышение температуры плавления ШОС, что также нежелательно. Nepheline serves as the main source of oxides of aluminum and alkali metals in a bound state, which accelerates their melting. When the nepheline content in the mixture is more than 20%, an undesirable slag skull on the crystallizer walls is observed. When the nepheline content is less than 10%, a sharp increase in the melting point of the SCO is observed, which is also undesirable.

Силикатная глыба ускоряет сплавление составляющих смеси. При содержании в смеси менее 5% эффективность сплавления смеси практически не заметна. При содержании силикатной глыбы более 20% резко снижается эффективность ассимиляции шлаком алюмосиликатных неметаллических включений. Silicate block accelerates the fusion of the components of the mixture. When the content in the mixture is less than 5%, the fusion efficiency of the mixture is practically not noticeable. When the content of the silicate block is more than 20%, the efficiency of slag assimilation of aluminosilicate nonmetallic inclusions sharply decreases.

Плавиковый шпат является основным флюсом, обеспечивающим понижение температуры плавления и вязкости шлакообразующей смеси. При доле плавикового шпата более 30% образующийся шлак характеризуется высокой жидкотекучестью, что приводит к большим его расходам и ухудшению качества поверхности слитка. При доле плавикового шпата менее 12% резко повышается вязкость шлака, что приводит к плохой работе шлака и ухудшению поверхности по неметаллическим включениям. Fluorspar is the main flux, providing a decrease in the melting temperature and viscosity of the slag-forming mixture. When the proportion of fluorspar is more than 30%, the resulting slag is characterized by high fluidity, which leads to high costs and deterioration of the surface quality of the ingot. When the proportion of fluorspar is less than 12%, the slag viscosity rises sharply, which leads to poor slag performance and surface deterioration by non-metallic inclusions.

В качестве наполнителя шлакообразующей смеси вводится шлак ферросплавного производства (феррованадия, феррохрома). Однако можно использовать и другие наполнители, например доменный шлак, цемент, портландцемент. Ferroalloy slag (ferrovanadium, ferrochrome) is introduced as a filler of the slag-forming mixture. However, other fillers can be used, for example blast furnace slag, cement, Portland cement.

При малых расходах рисовой лузги в указанных пределах ее роль как регулятора проплавления смеси снижается. Для обеспечения требуемой скорости проплавления в этих условиях в состав смеси вводится углеродсодержащий материал. В качестве углеродсодержащего материала применяются графит, кокс и другие материалы, содержащие углерод. At low costs of rice husk in the specified range, its role as a regulator of penetration of the mixture decreases. To ensure the required penetration rate under these conditions, a carbon-containing material is introduced into the mixture. As a carbon-containing material, graphite, coke and other materials containing carbon are used.

Верхний предел содержания графита в ШОС указанного состава ограничен возможностью науглероживания стали, особенно с низким содержанием углерода, нижний предел - полной заменой графита рисовой лузгой. The upper limit of the graphite content in the SCO of this composition is limited by the possibility of carburizing steel, especially with a low carbon content, the lower limit is the complete replacement of graphite with rice husk.

Использование рисовой лузги позволяет частично или полностью заменить графит, что дает возможность разливать стали с ультранизким содержанием углерода. The use of rice husks allows partial or complete replacement of graphite, which makes it possible to pour steel with an ultra-low carbon content.

Смесь данного состава с рисовой лузгой опробовали при отливке слябов сечением 250 х 1550 из стали марок ст.1, ст.2, ст.3, 08Ю, 08ПС, ст.10, 09Г2С, 13ГС, 17Г2С при скоростях вытягивания 0,8-0,9 м/мин. A mixture of this composition with rice husk was tested during the casting of slabs with a section of 250 x 1550 from steel grades st. 1, st. 2, st. 3, 08Yu, 08PS, st. 10, 09G2S, 13GS, 17G2S at drawing speeds of 0.8-0 9 m / min.

Процесс непрерывной разливки происходит стабильно, вредных выделений не наблюдается, качество поверхности отлитых слябов отвечает требованиям технических условий. The process of continuous casting is stable, no harmful emissions are observed, the surface quality of the cast slabs meets the requirements of technical conditions.

В табл. 1 приведены некоторые составы шлакообразующих смесей, в табл. 2 - рассортировка заготовок по качеству поверхности. In the table. 1 shows some compositions of slag-forming mixtures, in table. 2 - sorting of workpieces by surface quality.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что добавление рисовой лузги в смесь повышает ее теплоизоляционные свойства, что обеспечивает снижение поверхностных дефектов в 3-4 раза по сравнению с ШОС-прототипом. From the above table. 2 data it follows that the addition of rice husk in the mixture increases its heat-insulating properties, which ensures a reduction in surface defects by 3-4 times compared with the SCO prototype.

Технический эффект использования предлагаемого изобретения заключается в равномерном распределении ШОС по поверхности расплава в кристаллизации, дополнительной теплоизоляции рисовой лузги, частичной компенсации потерь тепла от сгорания рисовой лузги и получении чистой поверхности заготовок. The technical effect of using the present invention is to uniformly distribute the SCO over the melt surface in crystallization, additional thermal insulation of the rice husk, partial compensation of heat loss from combustion of the rice husk and obtaining a clean surface of the workpieces.

Экономический эффект от использования изобретения складывается за счет повышения выхода годных заготовок по поверхностным дефектам и замены графита более дешевой рисовой лузгой. The economic effect of the use of the invention consists of increasing the yield of blanks on surface defects and replacing graphite with cheaper rice husk.

Claims

1. Slag-forming mixture for steel casting containing silicate block, fluorspar, heat insulator, nepheline and filler, characterized in that it contains rice husk as a heat insulator, and ferroalloy waste slag as a filler in the following ratio of components, wt.% :
Silicate block - 5.0 - 20.0
Fluorspar - 12.0 - 30.0
Rice husk - 0.5 - 5.0
Nepheline - 10.0 - 20.0
Ferroalloy Dump Slag - Other
2. Slag-forming mixture according to claim 1, characterized in that, as a heat insulator, it further comprises a carbon-containing material of 0.01 - 12.00%.