RU2662511C1 - Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали - Google Patents

Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали Download PDF

Info

Publication number
RU2662511C1
RU2662511C1 RU2017131166A RU2017131166A RU2662511C1 RU 2662511 C1 RU2662511 C1 RU 2662511C1 RU 2017131166 A RU2017131166 A RU 2017131166A RU 2017131166 A RU2017131166 A RU 2017131166A RU 2662511 C1 RU2662511 C1 RU 2662511C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
weight
mixture
carbon
forming mixture
Prior art date
Application number
RU2017131166A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Викторович Никонов
Олег Владимирович Попов
Алексей Викторович Кажев
Олег Игоревич Паюсов
Евгений Юрьевич Кокшаров
Андрей Юрьевич Сычев
Виктор Иванович Казаков
Александр Владимирович Ключкин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь"
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 Публичное акционерное общество "Северсталь" filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь"
Priority to RU2017131166A priority Critical patent/RU2662511C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662511C1 publication Critical patent/RU2662511C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/111Treating the molten metal by using protecting powders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Изобретение относится к непрерывной разливке стали. Гранулированная шлакообразующая смесь содержит фторсодержащий (12-16 мас.%) и углеродсодержащий (22-28 мас.%) материалы, глыбу силикатную (27-31 мас.%), цемент (13-18 мас.%), связующие и стабилизирующие добавки для гранулирования (2-5 мас.%), шлак гранулированный доменный (0,3-4,0 мас.%). Введение в смесь 0,3-4,0 мас.% колеманита способствует снижению температур фазовых превращений. Смесь имеет температуру плавления 1090±30°С, основность (CaO/SiO2) - 0,68-0,88, обеспечивает вязкость шлакового расплава 0,251-0,420 Па×c при 1300°С. Обеспечивается улучшение макроструктуры стали, снижение брака сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали по поверхностным дефектам за счет улучшения смазки кристаллизатора МНЛЗ, повышение ассимилирующей способности смеси по отношению к неметаллическим включениям. 2 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам шлакообразующих смесей, используемых для защиты металла в кристаллизаторе при непрерывной разливке сортовой заготовки из высокоуглеродистых ([С]≥0,5%) марок сталей.
Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, преимущественно для начала разливки первой плавки, включающая углеродсодержащий материал, фторсодержащий материал, глыбу силикатную, концентрат датолитовый, материал на основе окислов кремния и цемент, в следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродсодержащий материал 8-12, фторсодержащий материал 20-24, глыба силикатная 19-23, концентрат датолитовый 17-23, материал на основе окислов кремния 3-9, цемент - остальное (Патент РФ №2238820, МПК B22D 11/108, B22D 11/111, опубл. 27.10.2004 г.).
Недостатки данной шлакообразующей смеси - низкое содержание углеродсодержащего материала, силикатной глыбы и высокое содержание фторсодержащего материала не позволяют добиться требуемой скорости плавления смеси, способствуют повышению кристалличности шлакового расплава, не достигаются необходимые физико-химические свойства шлакового расплава (температура плавления, вязкость при 1300°С) при разливке сортовой заготовки.
Наиболее близкой к предложенной является шлакообразующая смесь на основе СаО-Аl2О3 для непрерывной разливки стали с концентрацией алюминия до 2 мас. %, содержащая углерод, фтор, окислы кальция, алюминия, кремния, натрия, лития, бора и марганца со следующим химическим составом элементов, мас. %: С 5-8, СаO 30-40, Al2O3 10-18, SiO2 5-9, Na2O 9-12, Li2O 3-5, F 6-9, В2O3 6-10, MnO 1-2, неизбежные примеси - остальное (Патент РФ №2613804, МПК B22D 11/108, B22D 11/111, опубл. 21.03.2017 г).
Недостатки данной шлакообразующей смеси: приводится суммарное содержание окислов щелочных металлов Na2O+K2O+Li2O, оказывающих противоположное влияние на физико-химические характеристики шлакового расплава (вязкость, температуру плавления, поверхностное натяжение). Высокая суммарная концентрация фтора, оксида марганца, оксида лития приводят к избыточному снижению вязкости шлакового расплава с возможностью полной его инфильтрации в зазор между стенкой кристаллизатора и поверхностью заготовки. Содержание углерода общего недостаточно для достижения требуемой скорости плавления смеси. Смесь не позволяет получить качественную структуру сортовой заготовки.
Задача предлагаемого изобретения - улучшение макроструктуры стали, снижение брака сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали, получаемой на сортовой МНЛЗ, по поверхностным дефектам за счет улучшения смазки кристаллизатора расплавленной шлакообразующей смесью, повышение ассимилирующей способности смеси по отношению к неметаллическим включениям.
Поставленная задача достигается тем, что шлакообразующая смесь для высокоскоростной разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали, получаемой на сортовой МНЛЗ, имеющая состав, мас. %:
углеродсодержащий материал 22-28
фторсодержащий материал 12-16
глыба силикатная 27-31
шлак гранулированный доменный 0,3-4,0
колеманит 0,3-4,0
цемент 13-18
связующие и стабилизирующие
добавки для гранулирования 2-5
при этом шлакообразующая смесь подвергнута грануляции, имеет химический состав, мас. %:
С 18,0-24,0
F 4,5-8,5
Аl2O3 0,5-4,5
СаО 20,0-28,0
SiO2 28,0-38,0
Na2O+K2O 8,0-11,0
MgO ≤2,0
В2O3 0,5-2,5
Неизбежные примеси остальное,
температуру плавления 1090±30°С, основность (CaO/SiO2) - 0,68-0,88, обеспечивая вязкость шлакового расплава 0,251-0,420 Па×c при 1300°С.
Заявленное соотношение компонентов состава шлакообразующей смеси подобрано опытным путем, исходя из обеспечения заданных значений содержания химических элементов, основности, а также получения заданных теплофизических характеристик (температура плавления и вязкость шлакового расплава при 1300°С).
Массовая доля углерода определена таким образом, чтобы обеспечить оптимальную скорость плавления смеси и гарантировать наличие смазки между стенкой кристаллизатора и заготовкой. При снижении содержания углерода менее 18,0% повышается скорость плавления и увеличивается удельный расход смеси, а также ухудшаются рабочие характеристики смеси во время технологических операций по замене промежуточного ковша или погружного стакана в процессе разливки стали. При увеличении содержания углерода в шлакообразующей смеси более 24,0% при разливке стали со скоростью более 2,8 м/мин скорость плавления смеси снижается, уменьшается поступление смазки в зазор между стенкой кристаллизатора и заготовкой, тем самым ухудшаются рабочие характеристики шлакообразующей смеси.
Фтор является основной добавкой для улучшения плавкости основных компонентов: при его содержании менее 4,5% и более 8,5% вязкость шлакового расплава при температуре 1300°С не соответствует заданному значению.
Содержание Аl2O3, SiO2 и СаО выбрано из расчета обеспечения оптимального соотношения температуры плавления смеси и ее основности. При основности менее 0,68 замедляется инфильтрация шлакового расплава в зазор между стенкой кристаллизатора и заготовкой, а при повышении более 0,88 повышается склонность шлакового расплава к кристалличности и ухудшаются его смазывающие свойства.
Щелочные оксиды и оксид бора в составе смеси способствуют снижению температур фазовых превращений. Оксид бора также снижает предрасположенность шлакового расплава к кристалличности.
При содержании щелочных оксидов менее 8,0% и оксида бора менее 0,5% температура плавления смеси составляет более 1120°С, что в процессе разливки стали приводит к образованию шлако-металлической корки у стенок кристаллизатора и отсутствию шлака в зазоре между стенкой кристаллизатора и заготовкой. При повышении содержания щелочных оксидов более 8,0% и оксида бора более 0,5% температура плавления смеси снижается до заданного уровня, обеспечивая в процессе разливки стали оптимальное количество шлака для смазки и отсутствие шлако-металлической корки у стенок кристаллизатора. При содержании щелочных оксидов выше 11% и оксида бора более 2,5% дальнейшее снижение температуры плавления прекращается.
Содержание оксида магния влияет на интервал температур фазовых превращений (от температуры деформации до температуры полного расплавления). В присутствии оксида магния в диапазоне от 0% до 2,0% интервал температур фазовых превращений сокращается с 70°С до 30°С, обеспечивая стабильную работу шлакообразующей смеси во время технологических операций по замене промежуточного ковша или погружного стакана в процессе разливки стали. При повышении содержания оксида магния более 2,0% наблюдается рост температуры плавления смеси, что в процессе разливки стали приводит к образованию шлако-металлической корки у стенок кристаллизатора и отсутствию шлака в зазоре между стенкой кристаллизатора и заготовкой.
Связующие и стабилизирующие добавки для гранулирования вводились уже в готовую порошкообразную шлакообразующую смесь. Их массовая доля определялась опытным путем для обеспечения оптимального гранулометрического состава, прочности гранул и их стойкости к истиранию.
Пример использования шлакообразующей смеси.
Заявляемая шлакообразующая смесь использовалась при разливке стали марки 85ВК на сортовой МНЛЗ с содержанием углерода 0,83% со скоростью разливки 2,9 м/мин.
Смесь готовилась путем смешения в смесительной установке в течение 45 минут со скоростью 18 об/мин углеродсодержащего материала (графита ГЛС-3), фторсодержащего материала, глыбы силикатной, шлака гранулированного доменного, колеманита и цемента (42,5Н). Далее изготавливалась водная суспензия, в которую вводились связующие и стабилизирующие добавки, после чего производилось ее распыление в высокотемпературной сушильной установке.
Были подготовлены различные составы ШОС, приведенные в таблице 1, которые затем подвергались грануляции. Составы по вариантам 1-3 соответствовали предлагаемому компонентному составу, а варианты 4-6 - не соответствовали. В таблице 2 приведены получаемые химические составы и характеристики гранулированных смесей, а также результаты использования ШОС по вариантам, приведенным в таблице 1.
Определение химического состава производилось рентгеноспектральным методом, содержание углерода определялось на автоматическом газоанализаторе, температуры фазовых превращений на высокотемпературном микроскопе, вязкости шлаковых расплавов определялись двумя методами: с использованием ротационного вискозиметра и установки определения методом наклонного желоба. В таблице 2 приведены результаты исследований.
При использовании вариантов 4-6 при высокоскоростной разливке сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали работа смеси не обеспечивала удовлетворительных параметров разливки: во время технологических операций по замене промежуточного ковша или погружного стакана (вариант №4), при увеличении скорости разливки более 2,8 м/мин (вариант №5, №6).
Из представленных результатов видно, что при использовании в промышленных условиях шлакообразующих смесей по вариантам 1-3 зачистка поверхности непрерывнолитых сортовых заготовок осуществлялась меньшее количество раз, чем при использовании ШОС, параметры которых выходят за пределы заявляемых диапазонов (варианты 4-6). Это подтверждает улучшение макроструктуры стали, снижение брака заготовок по поверхностным дефектам за счет улучшения смазки кристаллизатора расплавленной шлакообразующей смесью, повышение ассимилирующей способности смеси по отношению к неметаллическим включениям.
Также была подготовлена ШОС согласно прототипа, при использовании которой зачистка поверхности непрерывнолитой сортовой заготовки находилась на уровне 5 баллов.
Figure 00000001
Figure 00000002
* - в числителе значения вязкости, определенные на ротационном вискозиметре, в знаменателе - на наклонном желобе.

Claims (7)

  1. Гранулированная шлакообразующая смесь для высокоскоростной непрерывной разливки сортовой заготовки, содержащая фторсодержащий и углеродсодержащий материалы, глыбу силикатную, цемент и связующие и стабилизирующие добавки для гранулирования, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлак гранулированный доменный и колеманит при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
  2. углеродсодержащий материал 22-28 фторсодержащий материал 12-16 глыба силикатная 27-31 шлак гранулированный доменный 0,3-4,0 колеманит 0,3-4,0 цемент 13-18 связующие и стабилизирующие добавки для гранулирования 2-5,
  3. при этом имеет химический состав, мас. %:
  4. C 18,0-24,0
  5. F 4,5-8,5
  6. Al2O3 0,5-4,5 CaO 20,0-28,0 SiO2 8,0-38,0 Na2O+K2O 8,0-11,0 MgO ≤2,0 B2O3 0,5-2,5 Неизбежные примеси остальное,
  7. причем температура плавления составляет 1090±30°C, основность (CaO/SiO2) – 0,68-0,88, а вязкость шлакового расплава – 0,251-0,420 Па×c при 1300°C.
RU2017131166A 2017-09-04 2017-09-04 Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали RU2662511C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131166A RU2662511C1 (ru) 2017-09-04 2017-09-04 Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131166A RU2662511C1 (ru) 2017-09-04 2017-09-04 Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2662511C1 true RU2662511C1 (ru) 2018-07-26

Family

ID=62981722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017131166A RU2662511C1 (ru) 2017-09-04 2017-09-04 Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662511C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024124792A1 (zh) * 2022-12-13 2024-06-20 西峡龙成冶金材料有限公司 含硬硼钙石的连铸保护渣及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2000198A (en) * 1977-06-20 1979-01-04 British Steel Corp Flux for use in continuous casting of steel
JPS55158861A (en) * 1979-05-29 1980-12-10 Nippon Chem Ind Co Ltd:The Mold additive for continuous casting
RU2365461C2 (ru) * 2007-07-02 2009-08-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Гранулированная шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали
RU2403124C1 (ru) * 2009-12-07 2010-11-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Гранулированная шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
RU2524878C2 (ru) * 2012-11-27 2014-08-10 Открытое акционерное общество "Уральский институт металлов" Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс и способ его получения (варианты)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2000198A (en) * 1977-06-20 1979-01-04 British Steel Corp Flux for use in continuous casting of steel
JPS55158861A (en) * 1979-05-29 1980-12-10 Nippon Chem Ind Co Ltd:The Mold additive for continuous casting
RU2365461C2 (ru) * 2007-07-02 2009-08-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Гранулированная шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали
RU2403124C1 (ru) * 2009-12-07 2010-11-10 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Гранулированная шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
RU2524878C2 (ru) * 2012-11-27 2014-08-10 Открытое акционерное общество "Уральский институт металлов" Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс и способ его получения (варианты)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024124792A1 (zh) * 2022-12-13 2024-06-20 西峡龙成冶金材料有限公司 含硬硼钙石的连铸保护渣及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104178698B (zh) 一种轴承钢的制备方法
CN109988972A (zh) 一种低碳含硫空调管用圆钢及其生产工艺
KR20180132857A (ko) 회주철 접종제
CN104212934A (zh) 一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法
CN112159922B (zh) 一种灰铸铁的孕育剂及其制备方法
RU2662511C1 (ru) Шлакообразующая смесь для разливки сортовой заготовки из высокоуглеродистых марок стали
JP6816777B2 (ja) スラグのフォーミング抑制方法および転炉精錬方法
JP5553167B2 (ja) 溶銑の脱りん方法
CN102477472A (zh) 一种低碳钢的脱硫精炼方法
CN101550465A (zh) 转炉炼钢用锰基助熔剂及其制备方法
CN109913739A (zh) 航空工业紧固件用优质q195连铸方坯的生产工艺
CN102041343B (zh) 一种降低钢中溶解氧含量的方法
RU2555277C1 (ru) Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
NO137280B (no) Fremgangsm}te for raffinering av en st}lsmelte
RU2403124C1 (ru) Гранулированная шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
RU2371280C1 (ru) Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
JPH10263768A (ja) 転炉スラグの再利用方法
SU648328A1 (ru) Экзотермическа шлакообразующа смесь дл разливки металла
RU2260494C1 (ru) Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки рельсовой стали
US2793114A (en) Process for producing superior cast iron
RU2590772C1 (ru) Способ получения алюминиевого чугуна
RU2369643C1 (ru) Способ получения сорбитизированной катанки ответственного назначения
RU2311987C2 (ru) Шлакообразующая смесь для теплоизоляции металла в промежуточном ковше
RU2625379C1 (ru) Компактированный реагент для обработки валкового расплава
RU2175279C2 (ru) Теплоизолирующая смесь для непрерывной разливки стали