SU1089145A1 - Шлакообразующа смесь дл разливки стали - Google Patents

Abstract

1. ШЛАКООБРАЗУЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включающа  алюминийсодержащий материал, марганцевую руду, силикатную глыбу, плавиковый шпат, металлургический шлак, отличающа с  тем, что, с целью снижени  взрьшоопасности смеси, ускорени  формировани  жидкого шлака в изложнице, улучшени  качества поверхности слитка и проката из него, она в качестве алюминийсодержащего материала содержит сплав алюмини  с цинком и кремнием при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сплав алюмини  с цинком и кремнием12-20 Марганцева  руда 15-30 Металлургический шлак 18-30 Силикатна  глыба 15-30 Плавиковый шпат Остальное 2. Смесь по п. 1, отличающа с  тем, что сплав алюмини  с цинком и кремнием содержит элементы в следзгющем соотношении, мас.%: Цинк0,5-12 Кремний4-10 АлюминийОстальное

Description

X)

;о

4

:л Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к шлаковым смес м дл  разливки стали. Известна экзотермическа  смесь дл  разливки стали ijj, котора  содержит, мас.%: Алюминиевый порошок 7-12 Древесные опилки 15-25 Марганцева  руда 1-6 Плавиковый шпат 30-40 Шамот10-18 Сили к атн а  глыб а 10-20 Недостатком данной смеси  вл етс использование в ее составу взрывоопасных смесей алюминиевого порошка и древесных опилок, что требует применени  специального дорогосто щего взрывозащищенного оборудовани  дл  изготовлени -смесей. Кроме того вследствие применени  гигроскопичес ких древесных опилок срок хранени  ограничен, а использование смеси с повышенньм содержанием влаги привод к ухудшению качества поверхности слитков. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  шлакообразующа  смесь дл  разливки стали 12 содержаща , мас Алюминий17 Марганцева  руда 20 Силикатна  глыба 23 Плавиковый шпат 20 Me таллур гиче ск ий (доменный) шлак 20 Однако в известной смеси используют взрывоопасный алюминий, что затрудн ет ее приготовление и хран ние и требует специального взрывобезопасного оборудовани . Кроме того, при использовании известной смеси дл  разливки стали жидкий шлак из нее формируетс  недостаточ быстро из-за пассивации поверхност частиц чистого металлического алюмини  окисной пленкой, усиливающей при повьппенных температурах в присутствии окислител . В результате нижн   часть слитк примерно на высоту 1/4-1/3 разлива етс  без жидкого шлака и в значительной мере поражена дефектами ти плен неметаллических включений, за ротов корочки. Цель изобретени  - снижение взры воопасности смеси, ускорение форми ровани  жидкого шлака в изложнице, улучшение качества поверхности сли ков и проката из них. Поставленна  цель достигаетс  тем, что шлакообразующа  смесь дл  разливки стали на слитки, включающа  алюминийсодержащий материал, марганцевую руду, силикатную глыбу, плавиковьш шпат, металлургический шлак, в качестве алюминийсодержащего материала содержит сплав алюмини  с цинком и кремнием при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сплав алюмини  с цинком и кремнием 12-20 Марганцева  руда 15-30 Металлургический шлак 18-30 Силикатна  глыба 15-30 Плавиковый шпат Остальное Сплав, алкмини  с цинком и кремнием содержит элементы в следующем соотношении, мас.%: Цинк 0,5-12 Кремний4-10 АлюминийОстальное Если дл  первичного и вторичного алюминиевого порошка НКПВ составл ет 56 и 60 г/м, то дл  сплава алюмини  с цинком и кремнием - более 1000 г/м- , и, следовательно, в отличие от алюминиевого порошка сплав  вл етс  взрывобезопасным материалом. Смеси с предлагаемым сплавом могут изготавливатьс  на обычном оборудовании . Температура самовоспламенени  алюминиевого порошка около 800 С, сплава - более . Содержание компонентов в экзотермической смеси обусловлено скоростью разливки и сортаментом разливаемых сталей Экзотермическа  смесь .с низким содержанием алюминиевого сплава примен етс  при небольших скорост х разливки дл  простых углеродистых сталей. При повышенньпс скорост х разливки дл  низколегированных и высоколегированных сталей используют смеси с более высоким содержанием сплава. При содержании сплава более 20% количество выдел емой теплоты Значительно превышает необходимое , кроме того, в расплавленных шлаках возрастает содержание окиси алюмини , что ведет к повьш1ению их в зкости. При содержании-сплава менее 12% не обеспечиваетс  минимально необходимое дл  расплавлени  смеси количество тепла. Марганцева  руда в смеси выполн ет роль окислител , количество которого св зано с содержанием алюминиевого сплава и увеличиваетс  с возрастанием последнего. При содержании в смеси марганцев руды менее 15% не может быть обеспе чело полное окисление сплава алюмини  с цинком и кремнием при минимальной его концентрации. При содержании марганцевой руды более 30% избыточное количество окислов марганца переходит в шлак, образующийс  при сгорании смеси, что ухудшает его физико-химические свойства и снижает качество стали путем растворени  окиси марганца в металле. Силикатна  глыба снижает температуру плавлени  лшака. Снижение ее содержани  ниже 15% не обеспечивает расплавлени  шлаковой смеси при дич ее на поверхность расплавленного металла. Увеличение содержани  силикатной глыбы вьше 30% нецелесообразно , так как повышаетс  содержани в шлаке и ухудшаетс  его физико-химические свойства. Плавиковый шпат регулирует темпе ратуру воспламенени  и снижает в зкость формируюш;егос  шлака. НижНИИ предел содержани  плавикового шпата (5%) в смеси необходим дл  получени  низкой (менее 3 пз) в зкости и дл  воспламенени  смеси. При длительной разливке стали требуетс  увеличить содержание плавикового шпата. Однако вводить его более 25% нецелесообразно из-за ухудшени  санитарно-гигиенических условий рабоФы на разливочной площадке. При контакте с металлом цинк испар етс  и способствует перемешиванию шлакообразующей смеси, уско рению ее плавлени  и предотвращению хлопков. В результате улучшаютс  услови  формировани  шлака на по- верхности разливаемого металла. Несмотр  на то, что цинк  вл етс вредной примесью в стали, использование сплава с ним в указанных коли чествах не приводит к загр знению разливаемого металла. В качестве металлургического шлака может быть использован любой (.доменный, электросталеплавильный, сплав цветных металлов и др.), сие темы Oj-SiO j-CaO-MgO в соотноше нии их (1,2-2,0):1:(0,8-1,2):(0,15 0,5). В шлаке допускаетс  присутствие окислов железа до 5%, марганца до . 3%, фторидов до 5%, окислов щелочнь1х металлов до 2%, а также других примесей , не измен ющих ни свойств шлака, ни свойств разливаемой сГали, в суммарном количестве дооЗ%. При использовании таких шлаков в смеси ускор етс  формирование жидкого шлака и металл на более ранних стади х покрываетс  жидким шлаком и, следовательно, количество дефектов на поверхности слитков и проката снижаетс . Ограничение окислов марганца и щелочных металлов св зано с вводом этих окислов с марганцевой рудой и силикатной глыбой в строго заданных количествах. Нижний предел содержани  кремни  в сплаве 4% выбран, исход  из снижени  температуры плавлени , верхний обусловлен тем, что повышение содержани  кремни  в сплаве вьше 10% приводит к снижению теплотворной способности сплава. Верхний предел содержани  цинка в сплаве ограничен 12%, так как дальнейшее его повьшгениё может привести к нежелательному загр знению стали цинком, который  вл етс  вредной |примесью.. При содержании цинка менее 0,5%, не обеспечиваетс  снижение прочности пленки окислов на частицах сплава, что затрудн ет взаимодействие их с кислородом. В табл. 1 приведены примерные составы сплавов. В табл. 2 приведены примерные составы шлакообразующи смесей. Смесь готов т путем смешени  подготовленных и дозированных компонентов расфасованной порцией, достаточной дл  разливки одного слитка. Расход смеси может составл ть 1,53 ,0 кг/т стали. До разлийки стали смесь в мешках загружают в подготовленные и очищенные изложницы. Смесь рекомендуют дл  разливки углеродистых И легированных спокойных сталей. Примеры 1-3. Из сплава алюмини  с цинком и кремнием составов 1-3 (табл. 1), марганцевой руды, металлургического шлака, силикатной глыбы, плавикового шпата приготовлены смеси составов 1-3 (табл. 2). Металлургический шлак состоит из оменного шлака и шлака переработки

цветных металлов в соотношении 1:1, 2:1 и 1:2.

НКПВ сплавов алюмини  с цинком и кремнием, указанных в табл. 1, составов, составит более 1000 г/м.

Смесь № 1 используют дл  разливки сифоном углеродистой стали в слитки массой 8 т, расход смеси 1 ,5 кг/т.

Смеси № 2 используют дл  разливки сифоном низколегированной стали в слитки массой 6 т с расходом 2,0 кг/т

Смесь № 3 используют дл  разливки сифоном легированной стали в слитки массой 3,5 т с расходом 2,5 кг/т.

В процессе разливки при поступлении первых порций металла начинают активное формирование шлака, которое заканчивают 1, мин, т.е. при наполнении 1/7-1/10 высоты изложницы В дальнейшем стали разливают при наличии на ее поверхности жидкого шлака.

Слитки прокатывают - в примере 1 (смесь 1) - на трудную заготовку, в примере 2 (смесь № 2) - на сортовую заготовку, а смеси № 3 - на осевую заготовку.

Схчтки и готовый прокат подвергают осмотру и зачистке абразивными кругами в дефектных местах.

Дефекты на поверхности слитка и проката представл ют собой мелкие плены и рванины, немногочисленны и залегают неглубоко.

Дл  сравнени  приготавливают смесь № 4 (табл. 2), соответствующую цо составу смеси йрототипа и аналогичным образом испытывают при разливке стати дл  трубной и осевой

заготовки. НКПВ алюминиевого порошка составит 56 г/м, т.е. смесь взрывоопасна.

В процессе разливки формирование шлака начинают позже и продолжают 2,0 мин, т.е. при наполнении изложниц до 1/4-1/3 ее высоты.

Слитки и заготовки, полученные при испытании смеси № 4, имеют ,грубые плены, рванины, угловые трещины .

Количество заготовок, подвергнутых зачистке, в 2-4 раза больше, чем на плавках со смес ми 1-3. Таким образом, использование смесей 1-3 обеспечивает взрывобезопасность, ускор ет формирование жидкоподвижно шлака, снижает количество дефектов на слитках и заготовке, увеличивает выход годного металла на 0,5-1,5%.

Шлакообразующа  смесь проста в изготовлении и может быть внедрена на металлургических заводах, разливающих сталь на слитки.

Экономический эффект по сравнению с базовым вариантом - смесью-прототипом - складываетс  от снижени  стоимости компонентов смеси, увеличени  выхода годного проката, снижени  трудоемкости его обработки.

При разнице в ценах 1 т алюминиевого порошка и сплава алюмини  с цинком и кремнием 522-280 242 руб экономический эффект только за счет меньшей стоимости предлагаемой смеси составит 0,15 руб/т стали и при объеме производства 1,8 млн.т стали в год составит 0,15«1,8МО 270000 руб./год.

Таблица 1

§2,5

1 2 3

87

84

7

10

4

Таблица 2

Claims (1)

1. ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включающая алюминийсодержащий материал, марганцевую руду, силикатную глыбу, плавиковый шпат, металлургический шлак, отличающаяся тем, что, с целью снижения взрывоопасности смеси, ускорения формирования жидкого шлака в изложнице, улучшения качества поверхности слитка и проката из него, она в качестве алюминийсодержащего материала содержит сплав алюминия с цинком и кремнием при следующем соотношении компонентов,

мас.%: Сплав алюминия с цинком и кремнием 12-20 Марганцевая руда 15-30 Металлургический шлак 18-30 Силикатная глыба 15-30 Плавиковый шпат Остальное 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ίο- О Щ а я с я тем, что сплав алюминия S с цинком и кремнием содержит эле- менты в следующем соотношении, мас.%: № Цинк 0,5-12 а Кремний 4-10 Алюминий Остальное о X