SU1102657A1 - Экзотермическа шлакообразующа смесь дл разливки стали - Google Patents

Abstract

1.ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включающа  твердый окислитель из группы легковосстанавливающихс  окислов металла, плавиковый шпат, силикатную глыбу, доменный .шлак и алюмосодержащий материал, отличающа с  тем, что, с целью повьппени  термичности смесии скорости шлакообразовани  и улучшени  качества слитков, смесь в качестве алюмосодержащего материала содержит отход алюминиевого производства с содержанием алюмини  35-70 мас.% фракции до 3 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Отход алюминиевого производства с содержанием алюмини  35-70 мас.% фрак20-40 ции до 3 мм Твердый окислитель (Л из группы легковосс станавливающихс  15-25 окислов металла 5-20 Плавиковый шпат 15-25 Силикатна  глыба Остальное Доменный шлак 2. Смесь по п. 1, с т л и ч а качестве ю щ а   с   тем, что в отхода алюминиевого производства ю pi с содержанием алюмини  35-70 мас.% фракции до 3 мм она содержит отсевы алюминиевой стружки или литейных алюминиевых шлаков.

Description

Изобретение относитс  к Теталлургии и может быть использовано при разливке стали сверху под слоем жидкого синтетического шлака, получаемого из экзотермических шлакообразующих смесей.

Известны экзотермические шлакообразуюп1ие смеси дп  получени  жидкого шлака непосредственно в изложнице , содержащие в качестве горючего алюминиевый порошок 1-31. ,

Недостатками данных смесей . вл ютс  их высока  стоимость и отсутствие стабильных физико-химических свойств шлака, особенно при использовании данных смесей дл  разливки металла сверху.

Известна шлакообразующа  смесь дл  1 азливки стали, включающа  алюминиевую стружку, твердый окислитель и плавиковый шпат L4

Однако указанна  смесь применима лишь дл  разливки стали сифоном.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  экзотермическа  шлакообразующа  смесь, содержаща  алюминиевый порошок, марганцевый концентрат, плавиковый шпат, силикатную глыбу и доменный шлакСЗ}

Эта смесь имеет также высокую стоимость и недостаточно стабильные физико-химические свойства.

Отсутствие стабильных свойств объ сн етс  наличием в смеси алюминиевого порошка, обладающего развитой реакционной поверхностью. При разливке металла сверху смесь испытывает в первый момент гидродинамический удар, в результате чего мелкодисперсный алюминиевый порошок частично вьшоситс  из изложницы восход щими потоками воздуха, и частично сгорает на воздухе, тем самьм нарушаетс  стехиометрическое соотношение между горючим и окислителем . Это приводит к неполному реагированию окислов марганца, снижению термичности смеси и ухудшению шлакообразовани . Kp(ie того, непрореагировавшие окислы марганца переход т в металл и способствуют образованию в нем волосовин. В случае компенсации потерь алюиниевого порошка избыточным его соержанием в смеси, не исключен переход алюмини  в металл, что также в некоторых случа х ухудп1ает его

качество - способствует трещинообразованию . Указанные недостатки могут быть устранены путем использовани  горючего с менее развитой реакционной поверхностью.

Целью, изобретени   вл етс  повышение термичности смеби и скорости шлакообразовани  и улучшение качества слитков.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что экзотермическа  шлакообразующа  смесь дл  разливки стали, ключающа  твердый окислитель из группы легковосстанавливающихс  окислов металла, плавиковый шпат, иликатную глыбу, доменный шлак и люмосодержащий материал, в качестве алюмосодержащего материала содержит тходы алюминиевого производства с одержанием алюмини  35-70 мас.% ракции до 3 мм при следующем соотошении , ингредиентов, мас.%: Отходы алюминиевого производства с содержанием алюмини  35-70 мас.%

20-40 фракции до 3 мм Твердый окислитель из группы легковосстанавливающихс  окислов

15-25 металла 5-20

Плавиковый шпат 15-25 Силикатна  глыба Доменный шлак Остальное В качестве отходов алюминиевого

производства с содержанием алюмини  35-70 мас.% фракции до 3 мм смесь содержит отсевы алюминиевой стружки или литейных алюминиевых шлаков.

Содержание алюмини  в алюминиевых отходах может колебатьс  от 35 до 70%, причем в литейном алюминиевом шлаке от 35 до 45%, а в отсевах 5 алюминиевой стружки 45-70%, поэтому термичность смесей в зависимости от состава смеси и содержани  алюмини  в горючем компоненте будет колебатьс  в пределах 2,39-4,87 кДж/г смеси.

В качестве твердого окислител  из указанной группы могут использоватьс  марганцева  руда или ее концентрат , окалина или железорудный концентрат. Дл  более полного взаимодействи  восстановител  с окислителем последний должен иметь фракцию не более 1 мм.

Содержание в смеси отходов алюминиевого производства обусловлено обеспечением необходимой термичности .дл  быстрого формировани  (в течение 20 G. при расходе смеси 3 кг/т стали) и нагрева шлака до температуры примерно 1300 С. Нижний и верхний пределы отходов алюминиевого производства обусловлены содержанием в них металлического алюмини , которое колеблетс  от 35 до 70 мас.%. Уменьшение содержани  отходов менее 20 мас.% приводит к снижению термической смеси, и как следствие, к недостаточной скорости формировани  шлака, а увеличение более АО мас.% становитс  экономически нецелесообразным. Содержание твердого окислител  задаетс  на 2-5 мас.% (абс.) меньше стехиометринески необходимого из рас чета частичного взаимодействи  восстановител  с окислами натри  и крем ни  силикатной глыбы, а также с легковосстановимыми окислами алюминиевого производства. Литейный алюминиевый шлак образуетс  на заводах Вторцветмет в плаг . вйльных печах при производстве чушкового алюмини  и содержит в среднем мас.% алюминий металлический 40; глинозем 24; кремнезем 26; закись железа 5; хлориды 5. Такой состав литейного алюминиевого шлака позвол ет использовать его-в качестве горючего компонента. Наличие в нем окислов благопри тно сказываетс  на физикб-химических свойствах получаемого шлака. Особенность отсева алюминиевой стружки заключаетс  в том, что мелка  фракци  (менее 1,0 мм) состоит в основном из негорючей части (кремнезема, глинозема и др.) и ее-улет не может нарушить стехиометрическое соотношение между горючим и окислителем. Плавиковый шпат выбирают в количестве 5-20 мас.% из услови  быстрог протекани  алюмотермического процесс и создани  гомогенного шлака. Уменьшение его содержани  менее 5 мас.% затрудн ет начало алюмотермического процесса и быстрое получение жидкоподвижного гомогенного шлака , а увеличение более 20 мас.% пОвьшает адгезию шлака к изложнице и к стали. При этом возрастает трудоемкость очистки изложниц, происходит запутывание шлака в металле, что приводит к повьш1енной его отбраковке по неметаллическим включени м. Кроме того, повышенное содержание плавикового шпатаприводит к тому, что во врем  разливки в атмосферу цеха выдел ютс  вредные дл  организма человека летучие фтористые соединени . Содержание силикатной глыбы в количестве 15-25 мас,% объ сн етс  необходимостью получени  жидкоподвижного гомогенного шлака.. Име  низкую температуру плавлени  (1089 С), силикатна  глыба обеспечивает раннее формирование жидкой фазы, что способствует быстрому растворению основных окислов (в частности, окиси кальци ) и ускор ет образование шлака. Уменьшение содержани  силикатной глыбы менее 15 мас.% приводит к повьшению в зкости шлака, а увеличение более 25 мас.% при наличии плавикового шпата ,- к увеличенной адгезии шлака к металлу, к повьш1енному угару легирующих элементов стали. Доменный шлак вводитс  в смесь в качестве наполнител . Все материалы, кроме отходов алюминиевого производства, должны иметь фракцию 0,5-1,0 мм. Экзотермическа  смесь может приготавливатьс  с использованием существующего оборудовани  и не требует специальных взрывозащитных мер, так как в отличие от алюминиевого порошка отходы алюминиевого производства  вл ютс  невзрывоопасным материалом. Приготовленна  смесь расфасовываетс  в. бумажные кульки, которые укладьюаютс  на дно изложницы во врем  наборки состава. Расход смеси 2,5 3 кг/т стали. Составы смесей приведены в табл.1.

Таблица 1

В смес х 4-6, 13,14 в качестве горючего компонента использзтотс  отходы алюминиевого производства - литейный алюминиевый шлак с фракцией до 3 мм.

Смесь 7 приведена в качестве прототипа .

Отсевы алюминиевой стружки и литейные шлаки заданы из расчета в них металлического алюмини  соответственно 52 и 40 мас.%,-что ,чоответствует 17 мас.% алюминиевого порошка в смеси-прототипе.

Содержание силикатной глыбы и плавикового шпата выбираетс  таким образом, чтобы при максимальном значении плавикового шпата задавалось минимальное количество силикатной

глыбы и наоборот, а обща  их конценраци  не превьш ала 35 мас.%. В противном случае шлак становитс  очень жидкоподвижньм, легко отгон етс  струей металла к стенкам изложницы и не преп тствует образованию брызг а следовательно, и плен на слитке.

О более высоких технологических свойствах предлагаемых смесей по сравнению с прототипом свидетельствуют отобранные после разливки металла шлаки.

В табл 2 приведены составы шлаков из смесей 1-7. С каждой смесью проводилось по 3 опыта. Как видно, шлаки предлагаемых смесей имеют более стабильный химический состав. Примечание. Числитель знаменатель

Таблица 2 среднее значение; - минимально-максимальное значение.

Так, если у шлаков из смеси 7 расхождение по 10,9 мас.% (абс.), то у шлаков из предлагаемых смесей (смесь А) максимальное расхождение равно 5,1 мас.% (абс.).

Кроме того, в шлаках из смеси 7 более низкие концентрации Ад а содержание AljOj ниже теоретического . Это свидетельствует о том, что алюминиевый порошок частично уносит-, с  из изложницы восход щими Потоками воздуха, тем самым нарушаетс  баланс между окислителем и восстановителем, что, в конечном итоге, приводит к дестабилизации свойств шлака.

Сведени  по термичности смеси, и скорости шлакообразовани  приведены в табл. 3.

Таблица 3

23

20

17

22

20.

Как следует из табл. 4, браковка по плене снизилось 0,62%.

10

1102657

Продолжение табл. 3

15-25 с разливки металла сверз у обеспечить полное формирование жидко шлака. Качество поверхности слитков, отлитых под смес ми, содержащими алюминиевые отходы, лучше, чем при разливке под известной смесью 7, за счет получени  шлака с более стабильными физико-химическими свойст-вами , так как отсутствует улет мелкой фракции алюминиевого порошка из изложницы восход щими потоками воз уха в начале разливки.

Сведени  по качеству получаемых слитков приведены в табл. 4.

Таблица 4

2,2

20 1,58

25

от- Таким образом, использование отна ходов алюминиевого производства в

.пшакообразующих смес х дл  разливки

11110265712

стали сверху приводит к стабилизации Ожидаемый годовой экономический физико-химических свойств шлака,эффект от максимального объема исулучшению технологических свойствпользовани  изобретени  составит окошлака и повьпвению качества металла.ло 250 тыс.руб.

Claims (1)

1.ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включающая твердый окислитель из ’ группы легковосстанавливающихся окислов металла, плавиковый шпат, силикатную глыбу, доменный !шлак и алюмосодержащий материал, отличающаяс я тем, что, с целью повышения термичности смеси· и скорости шлакообразования и улучшения качества слитков, смесь в качестве алюмосодержащего материала содержит отход алюминиевого производства с содержанием алюминия 35-70 мае Л фракции до 3 мм при следующем соотношении ингредиентов, . мае Л:

* Отход алюмйниевого производства с содержанием алюминия 35~70 мас.% фракции до 3 мм Твердый окислитель из группы легковосстанавливающихся окислов металла Плавиковый шпат Силикатная глыба Доменный шлак 2. Смесь по п. 1, о ю щ а я с я тем, что в отхода алюминиевого производства с содержанием алюминия 35-70 мас.% фракции до 3 мм она содержит отсевы алюминиевой стружки или литейных алюминиевых шлаков.

15-25

5-20

15-25 Остальное лича

SU п,. 1102657