SE445432B

SE445432B - Powdered flux for use in continuous casting of ferrous metal

Info

Publication number: SE445432B
Application number: SE8008292A
Authority: SE
Inventors: R J Phillips; T E Gammal
Original assignee: Foseco Trading Ag
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1986-06-23
Also published as: DE3045021A1; SE8008292L; BR8007781A; IT1129387B; IT8068822A0; CA1136528A; JPS5689372A; FR2471236A1; FR2471236B1

Description

10 15 20 '25 30 »as t8Di08292-8' 2 risker. Dessutom har fri bränd kalk stor benägenhet att absorbera fukt, och detta kan leda till oönskad väteupp- tagning av stålet, som gjutes. ' _ : De angivna nackdelarna kan undvikas i stor ut- sträckning vid användning av síntrade eller smälta flus- ser. Emellertid har sintrade eller smälta flusser för an- vändning vid kontinuerlig gjutning av stål en tendens att bilda klinker istället för att successivt¿smälta pâ reg- lerat sätt för bildning på stålet av ett smält smörjande skikt, på vilket ett pulverformigt isolerande skikt befin- nersig. Stycken av klinker kan dras ned i formen och leda till defekter i det gjutna stålet. Dessutom reducerar styc- ken av klinker, som är neddragna vid formens sida, verkningsgraden för sidlig värmebortförsel från stålet i formen, varvid tjockleken av det stelnade yttre skalet av stål, som lämnar formen, är mindre på dessa ställen och så- ledes finns det risk, att alltjämt smält stål i kärnan av strängen, som lämnar formen, tränger genom skalet. i Enligt uppfinningen har man funnit, att förbättrade sintrade eller smälta pulvriserade flusser kan erhållas, om flussen har formen av en blandning med ett cellulosamaterial. 10 15 20 '25 30 "as t8Di08292-8 ' 2 risks. In addition, free burnt lime has a high tendency to absorb moisture, and this can lead to unwanted hydrogen uptake taking the steel, which is cast. '_: The stated disadvantages can be largely avoided stretching when using sintered or molten fluids looks. However, sintered or molten fluxes have been used for turning during continuous casting of steel tends to form clinker instead of gradually melting on the reg- clay way of forming a molten lubricant on the steel layer, on which a powder-insulating layer is present nersig. Pieces of clinker can be pulled down into the mold and lead to defects in the cast steel. In addition, the of tiles, which are recessed at the side of the mold, the efficiency of lateral heat removal from the steel in the shape, the thickness of the solidified outer shell of steel, which leaves the mold, is smaller in these places and led there is a risk, that still molten steel in the core of the string, which leaves the mold, penetrates the shell. According to the invention, it has been found that improved sintered or molten powdered fluxes can be obtained, if the flux is in the form of a mixture with a cellulosic material.

Enligt uppfinningen innefattar en pulverformig fluss eför användning vid gjutning av järnmetaller (1) en sintrad eller smält komposition innehållande en svårsmält metall- oxid och ett flussmedel och (2) cellulosamaterial.According to the invention comprises a powdered flux for use in casting ferrous metals (1) a sintered or molten composition containing a refractory metal oxide and a flux and (2) cellulosic material.

Cellulosamaterialet, som ingår i flussen enligt uppfinningen, reducerar eller eliminerar tendensen till Å klínkerbildning och minskar eller undviker således de med denna förbundna nackdelarna. _ Nu har man emellertid funnit, att användning av elementärt kol (som användes i flusser, som varken är sintrade eller smälta, för att förhindra att flusserna smäl- ter för snabbt) inte tillfredsställande övervinner de olika problemen med klinkerbildning i fallet för sintrade eller smälta flusser, Vidare har man nu funnit, att användning av cellulosamaterial i flusser, som ej är sintrade eller smälta, inte förbättrar deras prestanda och har benägenhet (Fl _' 10 15 20 25 30 35 8008292-8 3 att leda till starkare utveckling av damm under användning. överdriven utveckling av damm eller ånga vid användning är speciellt ovälkommen när det gäller flusser för an- vändning vid kontinuerlig gjutning av stål, eftersom det i detta fall är nödvändigt, att man ser överytan av flussen i formen. _ ' _ Ett stort antal cellulosamaterial är användbara i flusserna, men några är betydligt mera tillfredsställande än andra. Lämpliga material innefattar trämjöl, pulvri- serad videavfall, krossad och torkad bagass och krossad och torkad Norfolk-gräs. Om man använder bagass, är det föredraget att en del av fibrerna eller alla fibrer, före- trädesvis en betydande andel därav, är avlägsnad.The cellulosic material, which is included in the flux according to invention, reduces or eliminates the tendency to On the other hand, they form or decrease or thus avoid this associated disadvantages. _ Now, however, it has been found that the use of elemental carbon (used in fluxes, which is neither sintered or melted, to prevent the fluxes from melting too fast) does not satisfactorily overcome the various the problems of clinker formation in the case of sintered or melt fluxes, Furthermore, it has now been found, that use of cellulosic material in fluxes not sintered or digest, do not improve their performance and have a tendency (Fl _ ' 10 15 20 25 30 35 8008292-8 3 to lead to stronger development of dust during use. excessive development of dust or steam during use is particularly unwelcome in the case of fluxes for turning in continuous casting of steel, because in in this case it is necessary to see the surface of the flux in the mold. _ '_ A large number of cellulosic materials are useful in the fluff, but some are considerably more satisfactory than others. Suitable materials include wood flour, powdered crushed willow waste, crushed and dried bagasse and crushed and dried Norfolk grass. If you use luggage, it is preferably that some or all of the fibers, preferably a significant proportion of it has been removed.

Vissa växter har stjälkar, som har ett yttre skal av fibermateríal och innesluter en stor andel sav-inne- hållande vävnad i form av celler med tunna, mjuka väggar, d.v.s. märg. Sockerrör är ett exempel på en sådan växt, och bagass är återstoden, som är kvar när rören har kros- sats och den socker innehållande saven i märgen extraher- ats. Majs är ett annat exempel på en sådan växt, och man har fler exempel i sub-familjerna graminae, saccharum och _ achillea. Lämpliga cellulosamaterial för föreliggande upp- finning kan vara härledda från dessa växter, men det är ! föredraget, att en del eller alla fibrer är borttagna, var-I vid andelen av märgen ökas.Some plants have stems, which have an outer shell of fibrous material and encloses a large proportion of saw holding tissue in the form of cells with thin, soft walls, i.e. marrow. Sugarcane is an example of such a plant, and bagasse is the residue, which remains when the pipes have crushed batch and the sugar-containing sap extracted in the marrow ats. Corn is another example of such a plant, and man has more examples in the sub-families graminae, saccharum and _ achillea. Suitable cellulosic materials for the present invention Pimples can be derived from these plants, but it is! preferably, that some or all of the fibers are removed, var-I at the proportion of the marrow is increased.

Vid användning brinner cellulosamaterialet, och de utvecklade förbränníngsgaserna håller den övre delen av flusskiktet, d.v.s. delen som ännu inte har smält, i form av en fluidiserad bädd. Utan att önska bli bunden till följande teori, postulerar man med uigångspunkt från experi- mentellt arbete, att detta fenomen bidrar till den minskade eller eliminerade tendensen till klinkerbildning. Cellu- losamaterial och dess sönderdelningsprodukter har benägen- het att hålla de síntrade eller försmälta partiklarna till- räckligt åtskilda under tillräckligt lång tid att succe- siv smältning sker istället för snabb smältning av ytan av de síntrade eller försmälta partiklarna och åtföljande (51 amp 15 20 25 30 35 sooszäá-8 . _ U bildning av ett agglomerat av partiklar, som sammanhålls '-av_smält material, d.v.s. klinker.In use, the cellulosic material burns, and they the developed combustion gases hold the upper part of the flux layer, i.e. the part that has not yet melted, in shape of a fluidized bed. Without wishing to be bound to following theory, is postulated on the basis of experi- mental work, that this phenomenon contributes to the reduced or eliminated the tendency to clinker formation. Cellular loose material and its decomposition products have a tendency to to keep the sintered or fused particles sufficiently separated for a sufficiently long time to reed melting takes place instead of rapid melting of the surface of the sintered or pre-melted particles and accompanying (51 amp 15 20 25 30 35 Sooszäá-8 . _ U formation of an agglomerate of particles, which are held together '-of_melted material, i.e. clinker.

Partikelformen och/eller storleken av cellulosa- materialet har benägenhet att utöva viss inverkan på flus- sens effektivitet. Exempelvis är träspån undcrlägsna trä- mjöl genom att de brinner olämpligt snabbt och när de har brunnit ned lämnar en del av flussen, som kan vara utsatt för klinkerbildning. Även partikelstorleken av det sintrade materialet har betydelse genom att, om storleken är för stor, det kan vara svårt att bilda en likformig blandning med cellulosamaterialet och effekten av fluidiserad bädd är lägre vid stora sintrade partiklar. Företrädesvis pas- serar de sindrade partiklarna genom en sikt med en mask- .vidd av 0,152 mm (BSS mesh No 100).The particle shape and / or size of the cellulose the material tends to exert some influence on the flux its effectiveness. For example, wood shavings are inferior to flour because they burn inappropriately quickly and when they have burned down leaves part of the flux, which may be exposed for clinker formation. Also the particle size of the sintered the material matters by, if the size is too large, it can be difficult to form a uniform mixture with the cellulosic material and the effect of fluidized bed is lower with large sintered particles. Preferably the sintered particles through a sieve with a mask .width of 0.152 mm (BSS mesh No 100).

Andelen cellulosamaterial i flussen är.företrädes- vis minst 1 viktprocent, speciellt minst 2 viktprocent.The proportion of cellulosic material in the flux is preferred. at least 1% by weight, especially at least 2% by weight.

Den minsta användbara andelen beror i viss omfattning på cellulosamaterialets art. Om andelen är för låg kan cellu- losamaterialet brhtm ned långt innan resten av_flussen har smält och sålunda leda till viss sannolikhet för klinker- bildning. Andelen cellulosamaterial kan vara så stor som 10 % eller större men i allmänhet synes man ej uppnå ytter- ligare fördelar vid användning av.mer än 5 %._Om andelen cellulosamaterial är alltför högt kan till ett resultat, som ej kompenseras utom andelen cellulosamaterial är för eller försmälta partiklarna smälta långsammare än önskat för tíllförseln av smörjande substans. 0 De sintrade eller smälta partiklarna av flussen lågor och rök leda av fördelar. Om dess- högt kan de sintrade oinnehåller företrädesvis CaO som den svårsmälta metalloxiden eller som en av en blandning av sådana oxider och kiseldi- oxid som flussmedel eller som en av en blandning av fluss- * medel. Aluminiumoxid kan utgöra hela eller en del av den svårsmälta metalloxiden och finns företrädesvis närvaran- de förutom CaO, i förhållande till vilken den har viss flussmedelsverkan. Partiklarna innefattar företrädesvis en eller flera flussmedel förutom kišeldioxid, speciellt en fa 10 15 20 25 30 35 oaooazezea 5 fluorid, t.ex. flusspat, eller en alkalimetalloxid eller karbonat, t.ex. Na20. En speciellt föredragen komposi- tion för de sintrade eller smälta partiklarna innehåller so + so % kiseldioxia, ao - so cao, o - :s ffs II oxid och 5 - 70 o aluminium- annat flusumedel än_kíseldioxid. Be- stàndsdelarna, som har använts för bildning av de sintrade eller smälta partiklarna, måste ej nödvändigtvis svara ,exakt mot sammansättningen för de senare genom att exempelvis CaO kan bildas genom sintring av en komposition innehåll- ande kalcíumkarbonat och en aluminiumhalt kan uppnås genom sintring av en komposition innehällande.ett aluminiumsili- kat.The least useful percentage depends to some extent on art of cellulose material. If the proportion is too low, cellular the loose material brhtm down long before the rest of_flussen has melted and thus lead to a certain probability of clinker formation. The proportion of cellulosic material can be as large as 10% or more but in general it does not seem to achieve more benefits when using.more than 5% ._ About the proportion cellulosic material is too high can to a result that is not compensated except the proportion of cellulosic material is for or the pre-melt particles melt more slowly than desired for the supply of lubricating substance. 0 The sintered or molten particles of the flux flames and smoke lead of benefits. If its loud can they sintered preferably does not contain CaO as the refractory metal oxide or as one of a mixture of such oxides and silicon oxide as a flux or as one of a mixture of flux * average. Alumina can form all or part of it difficult to digest the metal oxide and is preferably present in those in addition to CaO, in relation to which it has certain flux effect. The particles preferably comprise one or several fluxes in addition to silica, especially one fa 10 15 20 25 30 35 oaooazezea 5 fluoride, e.g. fluorspar, or an alkali metal oxide or carbonate, e.g. Na20. An especially preferred composition tion for the sintered or molten particles so + so% silica, ao - so cao, o -: s ffs II oxide and 5 - 70 o aluminum- flux other than_silicon dioxide. Ask- the constituents which have been used to form the sintered ones or melt the particles, do not necessarily respond , exactly against the composition of the latter by, for example CaO can be formed by sintering a composition containing calcium carbonate and an aluminum content can be achieved by sintering of a composition containing an aluminum silica cat.

Flusserna enligt uppfinningen består företrädesvis av beståndsdelar av det angivna slaget. Tillsats av ytter- ligare beståndsdelar såsom oorganiska~fibrer är ofördel- aktig. ' _ ' _ Uppfinningen är speciellt värdefull i förhållande till smälta flusser, eftersom framställning av dessa inte inbegriper den mycket strikta temperaturregleringen, som erfordras vid framställning av sintrade flusser.The fluxes according to the invention preferably consist of constituents of the specified kind. Addition of external more constituents such as inorganic fibers are disadvantageous aktig. '_' _ The invention is particularly valuable in relation to melt fluxes, since the manufacture of these does not includes the very strict temperature control, which required in the production of sintered fluxes.

Ett sätt att kontinuerligt gjuta_en järnmetall, varvid-en fluss enligt uppfinningen tillföres överytan av den smälta metallen i formen, bildar en del av uppfinningen.A way to continuously cast an iron metal, wherein a flux according to the invention is applied to the upper surface of the molten metal in the mold, forms part of the invention.

De följande exemplen belyser uppfinningen: Exempel 1 v _ En sintrad.f1uss (framställd genom sintring av en pulverblandning av beståndsdelar för erhållande av den nedan angivna kompositionen),vars partiklar passerar genom en sikt med en maskvidd av 0,152 mm (BSS No 100 mesh sieve) och den nedan angivna sammansättningen, användes i detta och andra exempel: Komponent Viktprocent kiseldioxid H0 CaO A9 Na20 - H aluminiumoxid 1 Q fluorid _' 9 10 15 ' 20 25 30 35 -sooazsz-s__ 6 Till portioner på H00 g av den sintrade flussen sattes bagass, från vilken en väsentlig del av fibrerna var avlägsnad, i mängder av 10, 8, 6, 4 och.2 viktprccent och inblandades noggrant.The following examples illustrate the invention: Example 1 v _ A sintered.f1uss (produced by sintering a powder mixture of ingredients to obtain the following specified composition), the particles of which pass through a sieve with a mesh size of 0,152 mm (BSS No 100 mesh sieve) and the composition given below, was used in this and other examples: Component Weight percent silica H0 CaO A9 Na 2 O - H alumina 1 Q fluoride _ '9 10 15 '20 25 30 35 -sooazsz-s__ 6 For portions of H00 g of the sintered flux was put bagasse, from which a substantial part of the fibers was removed, in amounts of 10, 8, 6, 4 and 2% by weight and was thoroughly involved.

Var och en av dessa portioner undersöktes sedan separat för att fastställa dess lämplighet som formfluss för användning vid kontinuerlig gjutning av stål. Vid försöket lät man en ring av eldfast material flyta på smält stål med en stabil temperatur av 1500°C i en högfrekvens- ugn, och portionen av blandningen av sintrad fluss och bagass hälldes på stålet innanför ringen och dess beteende observerades. Blandningen omrördes emellanåt med en stål- stav för att simulera den naturliga cmblandningen som före- kommer i en form. _ När portionen innehöll 10 % bagass hade flussen smält fullständigt efter 5,5 minuter och ingen klinker hade bildats. De andra funktionerna smälte också ned till- fredsställande, i inget fall bildades klinker. I portionen innehållande 10 % bagass förekom viss emulsion av låga och rök men denna avtog successivt med portíonerna som inne- höll mindre och mindre bagass. I alla fallen var delen av flussen, som inte hade smält vid speciellt stadium, i form av en fluidiserad bädd, vars flytbarhet varierade med tiden, som förflutit från anbringning av flussen,och andelen bagass, som initialt fanns närvarande.Each of these portions was then examined separately to determine its suitability as a mold flux for use in continuous casting of steel. At in the experiment, a ring of refractory material was allowed to float on melt steel with a stable temperature of 1500 ° C in a high frequency oven, and the portion of the mixture of sintered flux and bagass was poured on the steel inside the ring and its behavior was observed. The mixture was occasionally stirred with a steel rod to simulate the natural mixture of comes in a form. _ When the portion contained 10% bagasse had the flux melted completely after 5.5 minutes and no clinker had been formed. The other functions also melted down to satisfactory, in no case tiles were formed. In the portion containing 10% bagasse there was some emulsion of flame and smoke but this gradually decreased with the portions contained in held smaller and smaller luggage. In any case, the part of the flux, which had not melted at a particular stage, in shape of a fluidized bed, the flowability of which varied with time, which has elapsed from the application of the flux, and the proportion of bagasse, which was initially present.

Exempel 2 _ _ Sättet enligt exempel 1 upprepades med användning av tillsats av 2 % krossad och torkad Norfolk-gräs istället iför de olika tillsatserna av bagass. Flussen smälte ned tillfredsställande och ingen klinker bildades även när flus- sen omrördes något före det att smältningen var fullständig.Example 2 The procedure of Example 1 was repeated using of addition of 2% crushed and dried Norfolk grass instead for the various additives of bagasse. The flux melted down satisfactory and no clinker was formed even when then stirred slightly before the melting was complete.

Liksom i exempel 1 hade den ej smälta delen av flussen initialt formen av en fluidíserad bädd men i detta fall ¿ föll den fluidiserade bädden samman istället för att smälta fullständigt.As in Example 1, the undigested part of the flux had initially the shape of a fluidized bed but in this case ¿The fluidized bed collapsed instead of melting completely.

Exempel 3 Sättet enligt exempel 1 upprepade men med användning sooezsá-si 'I av tillsats av 2 % av avfall från pilträ, som malts i hammarkvarn, i stället för de olika tillsatserna av bagass. Flussen smälte ned tillfredsställande och ingen klinker bildades även när flussen omrördes. Den ej smälta delen av flussen förblev i formen av en fluidiserad bädd tills smältningen i det närmaste var fullständig.Example 3 The procedure of Example 1 was repeated but using sooezsá-si 'IN by the addition of 2% of waste from willow wood, ground in hammer mill, instead of the various additives of bagass. The flux melted down satisfactorily and none clinker was also formed when the flux was stirred. It does not melt the part of the flux remained in the form of a fluidized bed until the melting was almost complete.

Claims

ide 15 _20 125 en '8008292-8 gaf-iv f * al. Powdered flux for use in the continuous casting of ferrous metal, characterized in that it comprises (1) a particulate sintered or fused composition containing a refractory metal oxide and a flux therefor and (2) cellulosic material¿.

A plus agent according to claim 1, characterized in that the cellulosic material is wood flour, powdered waste, crushed and dried bagasse or crushed and dried Norfolk grass. .

Flux according to claim 2, characterized in that the cellulosic material is crushed and dried bagasse, from which a substantial part of the fibers is removed.

Q. "Flux according to claim 1, characterized in that the cellulosic material is derived from marrow-containing plant stems.

5. A flux according to claim 4, characterized in that a substantial part of the fibers is removed from the guard stems.

Flux according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the particles in the sintered or fused composition pass through a sieve with a mesh width of 0.152 mm. . 2. ~ '

A flux 1 according to any one of claims 1 "- 6, characterized in that the proportion of cellulosic material is 1 - 10% by weight.

A flux according to claim 7, characterized in that the proportion of cellulosic material is 2 to 5% by weight.

A flux according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the refractory metal oxide comprises calcium oxide and that the flux comprises silica.