RU2311987C2 - Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle - Google Patents

Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle Download PDF

Info

Publication number
RU2311987C2
RU2311987C2 RU2005124741/02A RU2005124741A RU2311987C2 RU 2311987 C2 RU2311987 C2 RU 2311987C2 RU 2005124741/02 A RU2005124741/02 A RU 2005124741/02A RU 2005124741 A RU2005124741 A RU 2005124741A RU 2311987 C2 RU2311987 C2 RU 2311987C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
slag
metal
carbon
containing material
Prior art date
Application number
RU2005124741/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005124741A (en
Inventor
Валерий Павлович Ногтев (RU)
Валерий Павлович Ногтев
Original Assignee
Валерий Павлович Ногтев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Павлович Ногтев filed Critical Валерий Павлович Ногтев
Priority to RU2005124741/02A priority Critical patent/RU2311987C2/en
Publication of RU2005124741A publication Critical patent/RU2005124741A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2311987C2 publication Critical patent/RU2311987C2/en

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, namely compositions of heat insulation slag forming mixtures used at continuous steel casting.
SUBSTANCE: slag forming mixture includes ingredients at next relation, mass %:carbon containing material, 15 - 25; feldspar, 75 - 85.
EFFECT: enhanced physical and chemical properties of mixture, improved manufacturing process of steel continuous casting, enhanced quality of continuously cast billets.
2 cl, 2 tbl

Description

Предполагаемое изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам теплоизолирующих шлакообразующих смесей для использования в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали.The alleged invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to compositions of heat-insulating slag-forming mixtures for use in an intermediate ladle during continuous casting of steel.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, содержащая углеродистый материал, шпат плавиковый, соду кальцинированную, шпат полевой, песок и шлакопортландцемент (Патент РФ №2175878, 7 B22D 11/111, 2001). Данная смесь в промковше практически полностью расплавляется и не обеспечивает теплоизоляцию жидкого металла.Known slag-forming mixture for continuous casting of steel containing carbonaceous material, fluorspar, soda ash, feldspar, sand and slag Portland cement (RF Patent No. 2175878, 7 B22D 11/111, 2001). This mixture in the tundish is almost completely melted and does not provide thermal insulation of liquid metal.

Известна шлакообразующая смесь для защиты стали в промежуточном ковше в процессе разливки (Патент РФ №2064363, кл. B22D 11/00, 1996 г.). Смесь состоит из углеродсодержащего материала, слюды и глины бентонитовой. При расплавлении смеси образуется вязкий шлак системы SiO2 - Al2О3. Из-за высокого начального содержания Al2О3 (20-25%) ухудшаются ассимилирующие свойства шлака по отношению к непрерывно всплывающим из металла оксидам алюминия. Шлак твердеет с образованием твердой корки - "крыши".Known slag-forming mixture for protecting steel in the intermediate ladle during casting (RF Patent No. 2064363, CL B22D 11/00, 1996). The mixture consists of carbon-containing material, mica and bentonite clay. When the mixture is melted, viscous slag of the SiO 2 - Al 2 O 3 system is formed . Due to the high initial content of Al 2 O 3 (20–25%), the assimilative properties of the slag are worsened in relation to the aluminum oxides continuously floating from the metal. Slag hardens with the formation of a hard crust - the "roof".

Известна также теплоизолирующая смесь для непрерывной разливки стали, применяемая в промежуточном ковше МНЛЗ (Патент РФ №2175279, кл. 7 B22D 11/111). Смесь содержит 4-25% углеродсодержащего материала, 4-90% рисовой лузги и остальное - кремнеземсодержащий материал (ксм).Also known is a heat-insulating mixture for continuous casting of steel used in the intermediate ladle of continuous casting machine (RF Patent No. 2175279, CL 7 B22D 11/111). The mixture contains 4-25% of carbon-containing material, 4-90% of rice husk and the rest is silica-containing material (ccm).

Недостатками данной смеси при использовании в промковше являются переход ее шлакового расплава из жидкого в твердое состояние при основности более 3,0, а при основности менее 0,6 наблюдается резкое снижение ассимилирующей способности шлака, очевидно вследствие отсутствия или низкого содержания в окисной системе оксидов щелочно-земельных металлов.The disadvantages of this mixture when used in the trap are the transition of its slag melt from liquid to solid with a basicity of more than 3.0, and with a basicity of less than 0.6, there is a sharp decrease in the assimilative ability of the slag, obviously due to the absence or low content of alkaline oxides in the oxide system land metals.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является теплоизолирующая смесь, включающая 10-20% углеродсодержащего материала (графита аморфного) и 80-90% материала на основе оксидов кремния (перлита) (Авт. св. СССР №348288, B22D 7/00, 1970 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a heat insulating mixture comprising 10-20% of carbon-containing material (amorphous graphite) and 80-90% of a material based on silicon oxides (perlite) (Aut. St. USSR No. 348288, B22D 7/00, 1970).

Данная смесь отличается высокими теплоизолирующими свойствами. Существенным недостатком смеси являются недостаточно высокие ассимилирующие свойства из-за низкого (5,6-9,0%) содержания в ней оксидов щелочно-земельных металлов. В перлите суммарное содержание R2O=7-10%. Образующаяся в зоне контакта смеси с жидким металлом тонкая жидкая шлаковая пленка быстро насыщается всплывающими из металла оксидами алюминия. Пленка из жидкого состояния переходит в гетерогенное и далее в твердое, не усваивая новые оксиды. При этом затрудняется и становится невозможным проведение некоторых технологических операций (ввод термопары в жидкую сталь, смена защитной трубы сталеразливочного ковша и др.), то есть нарушается технологичность непрерывной разливки стали. Качество непрерывнолитой заготовки снижается.This mixture is characterized by high heat-insulating properties. A significant disadvantage of the mixture is the insufficiently high assimilating properties due to the low (5.6–9.0%) content of alkaline-earth metal oxides in it. In perlite, the total content of R 2 O = 7-10%. A thin liquid slag film formed in the zone of contact of the mixture with liquid metal is rapidly saturated with aluminum oxides emerging from the metal. The film passes from a liquid state to a heterogeneous state and then to a solid state without assimilating new oxides. At the same time, it becomes difficult and impossible to carry out certain technological operations (introducing a thermocouple into liquid steel, changing the protective pipe of a steel-pouring ladle, etc.), that is, the manufacturability of continuous casting is disrupted. The quality of continuously cast billet is reduced.

Технический эффект при использовании заявляемого состава теплоизолирующей шлакообразующей смеси заключается в улучшении физико-химических свойств смеси (в повышении ассимилирующей способности), обеспечении технологичности непрерывной разливки стали и повышении качества непрерывнолитых заготовок.The technical effect when using the inventive composition of the heat-insulating slag-forming mixture is to improve the physicochemical properties of the mixture (to increase the assimilating ability), to ensure the manufacturability of continuous casting of steel and to improve the quality of continuously cast billets.

Указанный технический эффект достигается тем, что шлакообразующая смесь, содержащая материал на основе оксидов кремния и углеродсодержащий материал, в качестве материала на основе оксидов кремния содержит шпат полевой при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The specified technical effect is achieved by the fact that the slag-forming mixture containing a material based on silicon oxides and a carbon-containing material contains feldspar as a material based on silicon oxides in the following ratio of ingredients, wt.%:

- углеродсодержащий материал- carbon material 15-2515-25 - шпат полевой- feldspar 75-8575-85

В качестве углеродсодержащего материала применяются графит аморфный (зольность 15-20%), пыль установки сухого тушения кокса (пыль УСТК) с содержанием углерода более 97%.Amorphous graphite (ash content of 15–20%), dust from the dry coke quenching plant (dust CCP) with a carbon content of more than 97% are used as carbon-containing material.

В качестве материала на основе оксидов кремния применяется шпат полевой со следующим средним химическим составом (мас.%): SiO2=58,6; Al2O3=22,8; Na2O=7,5; К2O=7,5; CaO=4,8.As a material based on silicon oxides, feldspar is used with the following average chemical composition (wt.%): SiO 2 = 58.6; Al 2 O 3 = 22.8; Na 2 O = 7.5; K 2 O = 7.5; CaO = 4.8.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадений отличительных признаков заявляемого состава шлакообразующей смеси с признаками известных технических решений. На основании этого анализа можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям "изобретательский уровень" и "новизна".The analysis of scientific, technical and patent literature shows the absence of coincidence of the distinctive features of the claimed composition of the slag-forming mixture with the signs of known technical solutions. Based on this analysis, we can conclude that the claimed technical solution meets the criteria of "inventive step" and "novelty."

Углеродсодержащий материал в составе смеси повышает ее теплоизоляционные свойства, а при сгорании компенсирует часть тепловых потерь металла.The carbon-containing material in the composition of the mixture increases its heat-insulating properties, and during combustion it compensates for a part of the heat loss of the metal.

При содержании в смеси углеродсодержащего материала менее 15% ухудшаются условия утепления поверхности металла в промковше и образуется твердая шлаковая корка, препятствующая проведению некоторых технологических операций, а при его содержании более 25% возможно существенное науглероживание стали с выходом за пределы марочного содержания углерода.When the content of the carbon-containing material in the mixture is less than 15%, the conditions for warming the metal surface in the scoop deteriorate and a solid slag crust forms, which impedes certain technological operations, and with its content of more than 25%, significant carburization of the steel is possible beyond the brand carbon content.

Полевой шпат в составе смеси при ее расплавлении образует нижний слой жидкого шлака системы SiO2 - Al2О3 - R2O, представляющий жидкую стекловидную массу, хорошо ассимилирующую и удерживающую всплывающие из металла неметаллические включения. За счет этого обеспечивается лучшее качество металла по загрязненности неметаллическими включениями. Верхний слой смеси остается частично подплавленным благодаря наличию регулятора плавления - углеродсодержащего материала, выполняя защитную теплоизоляционную функцию.Feldspar in the composition of the mixture during its melting forms the lower layer of liquid slag of the SiO 2 - Al 2 O 3 - R 2 O system, which is a liquid glassy mass that assimilates and retains non-metallic inclusions floating up from the metal. Due to this, the best quality of the metal in terms of contamination with non-metallic inclusions is ensured. The top layer of the mixture remains partially melted due to the presence of a melting regulator - a carbon-containing material, performing a protective heat-insulating function.

При содержании в смеси полевого шпата менее 75% и углеродсодержащего материала более 25% снижается количество шлакового расплава, повышается его температура плавления и вязкость и снижается ассимилирующая способность расплава - на поверхности расплава образуется твердая шлаковая корка.When the content of feldspar in the mixture is less than 75% and the carbon-containing material is more than 25%, the amount of slag melt decreases, its melting point and viscosity increase, and the assimilative ability of the melt decreases — a solid slag crust forms on the surface of the melt.

При содержании в смеси полевого шпата более 85% и углеродсодержащего материала менее 15% ассимилирующая способность расплава не увеличивается. Верхний сыпучий слой смеси практически полностью расплавляется и не выполняет теплоизоляционную функцию.When the content of feldspar in the mixture is more than 85% and the carbon-containing material is less than 15%, the assimilative ability of the melt does not increase. The upper bulk layer of the mixture is almost completely melted and does not perform a heat-insulating function.

При выходе содержания ингредиентов в смеси за указанные пределы ухудшаются физико-химические свойства смеси, нарушается технологичность непрерывной разливки стали и понижается качество непрерывнолитых заготовок.When the content of ingredients in the mixture goes beyond the specified limits, the physicochemical properties of the mixture deteriorate, the manufacturability of continuous casting is impaired, and the quality of continuously cast billets decreases.

Сравнительные испытания смесей проводили в промежуточном ковше емкостью 25 т при непрерывной разливке углеродистых, высокоуглеродистых и низколегированных сталей. Скорость разливки составляла 1,8-2,4 м/мин.Comparative tests of the mixtures were carried out in an intermediate ladle with a capacity of 25 tons during continuous casting of carbon, high carbon and low alloy steels. The casting speed was 1.8-2.4 m / min.

Для оценки качества металла от отлитых сортовых заготовок с сечением 152×170 мм отбирали поперечные макротемплеты, и качество макроструктуры оценивали по величине точечного загрязнения неметаллическими включениями.To assess the quality of the metal, transverse macro templates were selected from cast high-quality billets with a cross section of 152 × 170 mm, and the quality of the macrostructure was evaluated by the value of point contamination by non-metallic inclusions.

Оценивали также расход смесей в промковш на 1 т отлитой стали.The flow rate of mixtures into the pit per 1 ton of cast steel was also estimated.

Компонентные составы заявляемой смеси (п.1-3) и известной (п.4 - средний состав) приведены в таблице 1.Component compositions of the inventive mixture (p.1-3) and known (p.4 - average composition) are shown in table 1.

Температуру плавления смесей (температуру полусферы) определяли в микропечи с платиновой подложкой, а вязкость - методом вращающегося цилиндра.The melting temperature of the mixtures (hemisphere temperature) was determined in a micro-furnace with a platinum substrate, and the viscosity was determined by the rotating cylinder method.

В таблице 2 представлены свойства шлакообразующих смесей, характеристика их шлаковых расплавов, данные по качеству макроструктуры металла и технологические данные.Table 2 presents the properties of slag-forming mixtures, the characteristics of their slag melts, data on the quality of the metal macrostructure and technological data.

Размеры частиц всех смесей составляли 0,05-0,1 мм. Смеси вводили в промковш вручную через отверстия в его крышке - в отверстия для ввода термопар и в центральное отверстие для защитной погруженной сталеразливочной трубы. Оценивали расход смесей и визуально - рассматривали поведение смеси в промковше.The particle sizes of all mixtures were 0.05-0.1 mm. The mixtures were introduced into the pitcher manually through the holes in its lid - into the holes for the input of thermocouples and into the central hole for the protective submerged steel-pouring pipe. Estimated consumption of mixtures and visually - examined the behavior of the mixture in the bucket.

При использовании новой смеси №1 было отлито 22 плавки на один промковш. В конце серии начинала образовываться шлаковая корка. Расход смеси несколько увеличили и в среднем он составил 0,29 кг/т отлитой стали.When using the new mixture No. 1, 22 heats per casting ladle were cast. At the end of the series, a slag crust began to form. The consumption of the mixture was slightly increased and on average it amounted to 0.29 kg / t of cast steel.

Средняя величина точечной неоднородности металла составила 0,88 балла.The average point inhomogeneity of the metal was 0.88 points.

При использовании новой смеси №3 было отлито 24 плавки на один промковш. На последних плавках начинали образовываться отдельные твердые участки шлака в удаленных местах промковша от мест введения смеси. Расход смеси составил 0,23 кг/т отлитой стали. Средняя величина точечной неоднородности металла составила 1,03 балла.When using the new mixture No. 3, 24 heats per casting ladle were cast. In the last swimming trunks, separate solid slag sections began to form in the remote places of the tundish from the places where the mixture was introduced. The consumption of the mixture was 0.23 kg / t of cast steel. The average point heterogeneity of the metal was 1.03 points.

При использовании новой смеси №2 (оптимального состава) были отлиты 3 серии плавок по 25-30 плавок в серию. Замечаний по поведению смеси и шлака в промковше не было. Средний расход смеси составил 0,25 кг/т отлитой стали. Величина точечной неоднородности в среднем составила 0,83 балла.When using the new mixture No. 2 (optimal composition) 3 series of heats 25-30 heats per series were cast. There were no comments on the behavior of the mixture and slag in the trap. The average consumption of the mixture was 0.25 kg / t of cast steel. The magnitude of the point heterogeneity averaged 0.83 points.

При использовании известной смеси №4 было отлито в серию 14 плавок. Уже на седьмой плавке начинала появляться твердая толстая шлаковая корка, препятствовавшая введению в металл термопары. Увеличение расхода смеси до 0,55 кг/т (в среднем расход составил 0,42 кг/т) не предотвратило образования шлаковой "крыши". Использование смеси №4 прекратили. Точечная неоднородность металла на последних плавках в среднем составила 1,82 балла.When using the known mixture No. 4, 14 heats were cast in a series. Already on the seventh heat, a solid thick slag crust began to appear, which prevented the introduction of thermocouples into the metal. An increase in the flow rate of the mixture to 0.55 kg / t (average consumption was 0.42 kg / t) did not prevent the formation of a slag "roof". The use of mixture No. 4 was discontinued. Point heterogeneity of the metal in the last melts averaged 1.82 points.

Таким образом, данные сравнительных испытаний по работе смесей в промковше и результаты по качеству металла (по величине точечной неоднородности) показали преимущество новых смесей.Thus, the data of comparative tests on the operation of mixtures in the industrial ladle and the results on the quality of the metal (in terms of the point heterogeneity) showed the advantage of the new mixtures.

Экономический эффект от использования шлакообразующей смеси нового состава заключается в возможности стабилизации технологии непрерывной разливки стали и повышении качества непрерывнолитых заготовок, а также в увеличении серийности отлитых плавок на один промковш.The economic effect of using a new composition of the slag-forming mixture consists in the possibility of stabilizing the technology of continuous casting of steel and improving the quality of continuously cast billets, as well as in increasing the seriality of cast melts by one tundish.

Таблица 1
Компонентные составы смесей
Table 1
Component mixtures
ИнгредиентыIngredients Состав, мас.%Composition, wt.% 1one 22 33 4four Пыль УСТКDust dust 15fifteen -- 2525 -- Графит аморфныйAmorphous graphite -- 20twenty -- 15fifteen Шпат полевойFeldspar 8585 8080 7575 -- ПерлитPerlite -- -- -- 8585 Таблица 2
Данные сравнительных испытаний
table 2
Comparative Test Data
ПоказателиIndicators СоставStructure 1one 22 33 4four Температура плавления смесиThe melting point of the mixture -- 13351335 -- 14701470 Содержание в смеси, мас.%The content in the mixture, wt.% углеродаcarbon 12,512.5 16,516.5 20,520.5 12,712.7 двуокиси кремнияsilica 52,752.7 48,648.6 41,941.9 62,962.9 окиси кальцияcalcium oxide 4,34.3 3,93.9 3,63.6 2,12.1 окиси алюминияalumina 20,520.5 18,918.9 17,117.1 9,49,4 оксидов щелочно-земельных металловalkaline earth metal oxides 13,513.5 12,512.5 11,311.3 5,25.2 Основность смеси, CaO/SiO2 The basicity of the mixture, CaO / SiO 2 0,080.08 0,080.08 0,090.09 0,030,03 Расход смеси, кг/т сталиMixture consumption, kg / t steel 0,290.29 0,230.23 0,250.25 0,420.42 Точечная неоднородность металла, баллPoint heterogeneity of metal, score 0,880.88 0,830.83 1,031,03 1,821.82

Claims (2)

1. Шлакообразующая смесь для теплоизоляции металла в промежуточном ковше, содержащая материал на основе оксида кремния и углеродсодержащий материал, отличающаяся тем, что в качестве материала на основе оксида кремния используют шпат полевой при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:1. Slag-forming mixture for thermal insulation of metal in an intermediate ladle, containing material based on silicon oxide and a carbon-containing material, characterized in that feldspar is used as the material based on silicon oxide in the following ratio of ingredients, wt.%: углеродсодержащий материалcarbon material 15-2515-25 шпат полевойfeldspar 75-8575-85
2. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют графит аморфный или пыль установки сухого тушения кокса.2. Slag-forming mixture according to claim 1, characterized in that amorphous graphite or dust from a dry coke quenching unit is used as the carbon-containing material.
RU2005124741/02A 2005-08-03 2005-08-03 Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle RU2311987C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124741/02A RU2311987C2 (en) 2005-08-03 2005-08-03 Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124741/02A RU2311987C2 (en) 2005-08-03 2005-08-03 Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005124741A RU2005124741A (en) 2007-02-10
RU2311987C2 true RU2311987C2 (en) 2007-12-10

Family

ID=37862286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005124741/02A RU2311987C2 (en) 2005-08-03 2005-08-03 Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2311987C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101108818B1 (en) 2006-09-11 2012-01-31 가부시키가이샤 아이에이치아이 Method of manufacturing electrode for electrical-discharge surface treatment, and electrode for electrical-discharge surface treatment

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005124741A (en) 2007-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102002556A (en) Rare earth oxide-containing steelmaking refining slag, and preparation method and using method thereof
Ji et al. Continuous casting of high-Al steel in Shougang Jingtang steel works
JP2023057409A (en) Ni-BASED ALLOY EXCELLENT IN SURFACE QUALITY AND PRODUCTION METHOD THEREOF
RU2311987C2 (en) Slag forming mixture for insulation of metal in intermediate ladle
JP4267488B2 (en) Method for cooling steel slag
Brandaleze et al. Treatments and recycling of metallurgical slags
Turkdogan Novel concept of cleansing liquid steel of solid oxide inclusions by cullet injection in ladle
RU2380194C2 (en) Heat insulation slag-generating mixture
RU2371280C1 (en) Slag-forming mixture for continuous pouring of steel
KR20140058145A (en) Method for manufacturing mold powder and method for the continuous casting of ferritic stainless steel using the method
JPH0259201B2 (en)
RU2662511C1 (en) Slag-forming mixture for casting high-carbon steel grade billet
RU2369463C1 (en) Heat insulating mixture
JP3119999B2 (en) Mold powder for continuous casting
RU2308350C2 (en) Heat insulation mixture for protection and heat insulation of metal in intermediate and steel casting ladles at steel continuous casting
RU2311258C2 (en) Slag-forming mixture for protecting surface of metal in mold at continuous steel casting
RU2175279C2 (en) Heat-insulating mixture for continuous casting of steel
RU2816961C1 (en) Special powdered slag-forming mixture for crystallizer during continuous casting of stainless steel with sorbitol structure and application thereof
RU2174893C1 (en) Slag-making mixture for protection of metal in tundish ladle under continuous casting conditions
RU2131467C1 (en) Process of reclamation of lining of converter
RU2320450C1 (en) Slag-forming heat-insulation mixture for liquid melt
RU2377094C2 (en) Heat-insulating mixture
SU1761378A1 (en) Slag-forming material for continuous casting of aluminium- containing steels
RU2387717C2 (en) Method of steelmaking in converter
KR100363418B1 (en) Slag eruption prevention method of ferritic stainless steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090804