RU2214888C2

RU2214888C2 - Slag forming mixture

Info

Publication number: RU2214888C2
Application number: RU2001134914A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Ларин; А.С. Лавров; А.В. Лейтес; М.К. Филяшин; А.В. Ярошенко; В.В. Чуйков; А.Ф. Копылов; А.М. Пиуновский; В.И. Лебедев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-10-27

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, namely compositions of slag forming mixtures used for protecting cast steel in mold at continuous casting of ingots with slab type cross section. SUBSTANCE: slag forming mixture contains mica, fluospar, Portland cement, carbon-containing matter and in addition it includes cryolite, dotolite concentrate, calcium-silicon and coke dust as carbon- containing matter at next relation of ingredients (mass%): mica, 10 -30; cryolite, 2 -20; fluospar, 10 -25; dotolite concentrate, 8 - 12; calcium- silicon, 3 -6; coke dust, 8 - 12; Portland cement, the balance. It is possible to use slag Portland cement as Portland cement and phlogopite as mica. EFFECT: enhanced quality of surface of continuously cast slabs, lowered cost of slag forming mixture. 3 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к составам шлакообразующих смесей, применяемым для защиты разливаемой стали в кристаллизаторе в процессе непрерывной разливки слитков слябового сечения. The invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly to compositions of slag-forming mixtures used to protect cast steel in a mold during continuous casting of slab section ingots.

Наиболее близкой по технической сущности является шлакообразующая смесь, содержащая, мас.%:
Слюда - 15 - 3
Фтористый кальций - 8 - 20
Углеродсодержащее вещество - 2 - 15
Бура - 0,2 - 15
Портландцемент - Остальное
(См. Авт. свид. СССР 550430, C 21 C 5/54, 07.04.1977).The closest in technical essence is a slag-forming mixture containing, wt.%:
Mica - 15 - 3
Calcium Fluoride - 8 - 20
Carbon-containing substance - 2 - 15
Borax - 0.2 - 15
Portland Cement - Rest
(See Auth. St. USSR 550430, C 21 C 5/54, 04/07/1977).

Недостатком известной шлакообразующей смеси является то, что при ее использовании при непрерывной разливке автолистовой и электротехнической марок стали с содержанием остаточного алюминия более 0,02% в слитки слябового сечения на их поверхности образуются трещины и шлаковые включения о Наличие поверхностных дефектов требует применения огневой зачистки слябов, что приводит к значительным потерям металла. A disadvantage of the known slag-forming mixture is that when it is used in the continuous casting of sheet steel and electrical steel grades with a residual aluminum content of more than 0.02% in slab section ingots, cracks and slag inclusions are formed on their surface. The presence of surface defects requires the use of fire-cleaning slabs, resulting in significant metal loss.

Установлено, что основными причинами, способствующими пораженности поверхности трещинами и шлаковыми включениями являются:
- недостаточная сыпучесть защитной порошкообразной смеси. В результате этого на зеркале расплава в кристаллизаторе не обеспечиваются равнотолщинность покрытия и условия для формирования по всему периметру рабочих стенок кристаллизатора равнотолщинного шлакового гарнисажа, ответственного за теплоотвод от слитка и образование растягивающих напряжений в оболочке сляба, приводящих к образованию поверхностных трещин.It has been established that the main reasons contributing to surface damage by cracks and slag inclusions are:
- insufficient flowability of the protective powder mixture. As a result, the coating is not evenly thickened on the melt mirror in the mold and the conditions for the formation of an equal-thickness slag skull along the entire perimeter of the working walls of the mold, responsible for heat removal from the ingot and the formation of tensile stresses in the slab shell, leading to the formation of surface cracks.

- недостаточная экзотермичность смеси для компенсации потерь тепла, затрачиваемого на формирование защитного покрытия. При разливке стали с небольшим перегревом над температурой ликвидуса на зеркале расплава в кристаллизаторе образуется шлакометаллическая корочка и происходит комкование шлакового покрытия. В результате поверхность слябов оказывается пораженной шлаковыми включениями. - insufficient exothermicity of the mixture to compensate for the heat loss spent on the formation of the protective coating. When casting steel with slight overheating above the liquidus temperature, a slag-metal crust forms on the melt mirror in the mold and clumping of the slag coating occurs. As a result, the surface of the slabs is affected by slag inclusions.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении качества поверхности непрерывнолитых слябов. The technical effect when using the invention is to improve the surface quality of continuously cast slabs.

Указанный технический эффект достигается тем, что шлакообразующая смесь содержит слюду, плавиковый шпат, углеродсодержащее вещество и портландцемент. Шлакообразующая смесь дополнительно содержит криолит, дотолитовый концентрат и силикокальций, а в качестве углеродсодержащего вещества содержит коксовую пыль, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Слюда - 10 - 30
Криолит - 2 - 20
Плавиковый шпат - 10 - 25
Дотолитовый концентрат - 8 - 12
Коксовая пыль - 8 - 12
Силикокальций - 3 - 6
Портландцемент - Остальное.The specified technical effect is achieved in that the slag-forming mixture contains mica, fluorspar, a carbon-containing substance and Portland cement. The slag-forming mixture additionally contains cryolite, dotolite concentrate and silicocalcium, and as a carbon-containing substance contains coke dust, in the following ratio, wt.%:
Mica - 10 - 30
Cryolite - 2 - 20
Fluorspar - 10 - 25
Dotolite concentrate - 8 - 12
Coke dust - 8 - 12
Silicocalcium - 3 - 6
Portland cement - Else.

В качестве портландцемента шлакообразующая смесь может содержать шлакопортландцемент. В качестве слюды шлакообразущая смесь может содержать флогопит. As Portland cement, the slag-forming mixture may contain slag Portland cement. As a mica, the slag-forming mixture may contain phlogopite.

Улучшение качества поверхности непрерывнолитых слябов будет происходить вследствие введения в состав смеси коксовой пыли, силикокальция и дотолитового концентрата. Improving the surface quality of continuously cast slabs will occur as a result of the introduction of coke dust, silicocalcium and dotolite concentrate into the mixture.

Коксовая пыль с установок сухого тушения кокса выполняет роль экзотермической составляющей и регулирует скорость расплавления смеси на зеркале металла в кристаллизаторе. При содержании коксовой пыли в составе смеси более 12% скорость ее расплавления отстает от скорости инфильтрации расплавленного шлака в зазор между оболочкой сляба и стенками кристаллизатора. В этих условиях нарушаются условия формирования равнотолщинности шлакового гарнисажа между оболочкой сляба и стенками кристаллизатора. В результате на поверхности слябов образуются трещины. При содержании коксовой пыли менее 8% недопустимо снижается экзотермичность шлаковой смеси. При этом скорость расплавления смеси в защитном слое начинает превышать скорость инфильтрации расплава в зазор между оболочкой сляба и стенками кристаллизатора. В этих условиях высота слоя жидкого шлака над зеркалом металла в кристаллизаторе постоянно увеличивается. Этот процесс сопровождается комкованием шлаковой смеси и образованием шлакометаллической корочки. В этих условиях увеличивается загрязненность поверхности слябов шлаковыми включениями. Coke dust from dry coke quenching plants plays the role of an exothermic component and controls the rate of melting of the mixture on a metal mirror in the mold. When the coke dust content in the mixture is more than 12%, its melting rate lags behind the rate of infiltration of molten slag into the gap between the slab shell and the walls of the mold. Under these conditions, the conditions for the formation of equal thickness slag skull between the shell of the slab and the walls of the mold are violated. As a result, cracks form on the surface of the slabs. When the content of coke dust is less than 8%, the exotherm of the slag mixture is unacceptably reduced. In this case, the rate of melting of the mixture in the protective layer begins to exceed the rate of infiltration of the melt into the gap between the slab shell and the walls of the mold. Under these conditions, the height of the layer of liquid slag above the metal mirror in the mold is constantly increasing. This process is accompanied by clumping of the slag mixture and the formation of a slag metal crust. Under these conditions, the contamination of the surface of the slabs by slag inclusions increases.

При содержании силикокальция ниже 3 мас.% снижается экзотермичность шлаковой смеси. При содержании силикокальция выше 6 мас.% технический эффект растет незначительно, а стоимость смеси возрастает. When the content of silicocalcium is below 3 wt.%, The exothermicity of the slag mixture decreases. When the content of silicocalcium is above 6 wt.%, The technical effect grows slightly, and the cost of the mixture increases.

Силикокальций в составе смеси увеличивает "сыпучесть" смеси, что способствует равномерному распределению защитного покрытия на зеркале металла в кристаллизаторе. Кроме того, силикокальций увеличивает прочность сцепления шлакового гарнисажа со стенками кристаллизатора, что приводит к стабилизации теплоотвода от слитка к стенкам кристаллизатора. Silicocalcium in the composition of the mixture increases the "flowability" of the mixture, which contributes to the uniform distribution of the protective coating on the metal mirror in the mold. In addition, silicocalcium increases the adhesion strength of the slag skull with the walls of the mold, which leads to stabilization of heat removal from the ingot to the walls of the mold.

Дотолитовый концентрат вносит в состав смеси окислы бора B₂O₃, которые способствуют ассимиляции всплывающих глиноземистых включений и переводу их в шлаковый гарнисаж с зеркала металла до того, как расплавляемый шлак над ним недопустимо загустеет. При содержании дотолитового концентрата менее 8 мас.% эффект применения смеси не обеспечивается. При содержании дотолитового концентрата более 12 мас.% технический эффект не возрастает, а стоимость шлаковой смеси увеличивается.Dotolite concentrate introduces B ₂ O ₃ boron oxides into the mixture, which contribute to the assimilation of floating alumina inclusions and their transfer to a slag scull from a metal mirror before the molten slag over it thickens unacceptably. When the content of dotolite concentrate is less than 8 wt.%, The effect of using the mixture is not provided. When the content of Dotolite concentrate is more than 12 wt.%, The technical effect does not increase, and the cost of the slag mixture increases.

Криолит и плавиковый шпат являются компонентами, которые определяют требуемую температуру плавления смеси, вязкость шлака и его ассимилирующие свойства. Верхнему пределу содержания плавикового шпата соответствуют нижние пределы содержания креолита. При этом в присутствии дотолитового концентрата оптимальные физические характеристики смеси достигаются при меньшем содержании криолита. Cryolite and fluorspar are components that determine the desired melting temperature of the mixture, slag viscosity and its assimilative properties. The upper limit of the content of fluorspar corresponds to the lower limits of the content of creolite. In the presence of dotolite concentrate, the optimal physical characteristics of the mixture are achieved with a lower cryolite content.

Слюда в составе шлакообразующей смеси является теплоизолятором и служит источником основных окислов: SiO₂, Al₂O₃, MgO, Na₂O+K₂O. При содержании слюды ниже предлагаемых пределов теплоизолирующие характеристики защитного покрытия нежелательно снижаются. При разливке стали с небольшим перегревом над температурой ликвидуса возрастает вероятность образования шлакометаллической корочки в защитном покрытии. Содержание слюды выше предлагаемых пределов сопровождается нежелательным увеличением вязкости шлака за счет роста в нем Al₂O₃ и МgО.Mica in the composition of the slag-forming mixture is a heat insulator and serves as a source of the main oxides: SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , MgO, Na ₂ O + K ₂ O. When the mica content is lower than the proposed limits, the insulating characteristics of the protective coating are undesirably reduced. When casting steel with slight overheating above the liquidus temperature, the likelihood of formation of a slag-metal crust in the protective coating increases. The content of mica above the proposed limits is accompanied by an undesirable increase in slag viscosity due to the growth of Al ₂ O ₃ and MgO in it.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков предлагаемой шлакообразующей смеси с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the proposed slag-forming mixture with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

Шлакообразующая смесь используется следующим образом. Slag-forming mixture is used as follows.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь марки 08Ю. Из кристаллизатора вытягивается сляб сечением 200-300•1200-1800 мм со скоростью 0,6-1,4 м/мин. В кристаллизатор подается шлакообразующая смесь с удельным расходом в пределах 0,8-1,2 кг/т стали следующего состава с соотношением компонентов, мас.%:
Слюда - 10 - 30
Криолит - 2 - 20
Плавиковый шпат - 10 - 25
Дотолитовый концентрат - 8 - 12
Коксовая пыль - 8 - 12
Силикокальций - 3 - 6
Портландцемент - Остальное
В качестве портландцемента возможно применение шлакопортландцемента.Example. During continuous casting, 08Yu grade steel is fed into the mold. A slab with a cross section of 200-300 • 1200-1800 mm is pulled from the mold at a speed of 0.6-1.4 m / min. A slag-forming mixture with a specific flow rate in the range of 0.8-1.2 kg / t of steel of the following composition with a ratio of components, wt.%: Is fed into the mold;
Mica - 10 - 30
Cryolite - 2 - 20
Fluorspar - 10 - 25
Dotolite concentrate - 8 - 12
Coke dust - 8 - 12
Silicocalcium - 3 - 6
Portland Cement - Rest
As Portland cement it is possible to use slag Portland cement.

В качестве слюды возможно применение флогопита. Phlogopite may be used as mica.

В таблице приведены примеры использования шлакообразующей смеси. The table shows examples of the use of a slag-forming mixture.

В 1-м и 5-м примерах вследствие несоблюдения предлагаемых соотношений компонентов, содержащихся в смеси, не обеспечивается снижение количество слябов с поверхностными дефектами, а также потерь металла при огневой зачистке слябов. In the 1st and 5th examples, due to non-observance of the proposed ratios of the components contained in the mixture, the number of slabs with surface defects, as well as metal losses during the fire cleaning of slabs, are not reduced.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдении предлагаемых соотношений компонентов, содержащихся в смеси, обеспечивается снижение количества слябов с поверхностными дефектами, а также потерь металла при огневой зачистке слябов. In the optimal examples 2-4, due to the observance of the proposed ratios of the components contained in the mixture, a reduction in the number of slabs with surface defects, as well as metal losses during the fire cleaning of slabs, is ensured.

Claims

1. Slag-forming mixture containing mica, fluorspar, carbon-containing substance and Portland cement, characterized in that the slag-forming mixture further comprises cryolite, dotolite concentrate and silicocalcium, and as carbon-containing substance contains coke dust in the following ratio, wt. %:
Mica - 10 - 30
Cryolite - 2 - 20
Fluorspar - 10 - 25
Dotolite concentrate - 8 - 12
Coke dust - 8 - 12
Silicocalcium - 3 - 6
Portland Cement - Rest
2. Slag-forming mixture according to claim 1, characterized in that as Portland cement it contains slag Portland cement.

3. Slag-forming mixture according to claim 1, characterized in that it contains phlogopite as mica.