SU1764803A1 - Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere - Google Patents

Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere Download PDF

Info

Publication number
SU1764803A1
SU1764803A1 SU904779339A SU4779339A SU1764803A1 SU 1764803 A1 SU1764803 A1 SU 1764803A1 SU 904779339 A SU904779339 A SU 904779339A SU 4779339 A SU4779339 A SU 4779339A SU 1764803 A1 SU1764803 A1 SU 1764803A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
slag
forming mixture
mixture
boron
casting
Prior art date
Application number
SU904779339A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Раиса Константиновна Мысик
Сергей Николаевич Чухланцев
Юрий Павлович Поручиков
Генрих Иванович Саруль
Ирина Андреевна Вайс
Инна Аркадьевна Писаревская
Анна Григорьевна Титова
Виктор Николаевич Руднев
Виктор Михайлович Игнатьев
Владимир Михайлович Тюков
Валентин Федорович Тулинов
Владимир Иванович Трофимов
Виталий Александрович Куроедов
Александр Иванович Скрыльников
Александр Викторович Лукашев
Original Assignee
Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
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 Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова filed Critical Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority to SU904779339A priority Critical patent/SU1764803A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1764803A1 publication Critical patent/SU1764803A1/en

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Шлакообразующа  смесь дл  непрерывной разливки металлов. Использование: в процессах непрерывного и полунепрерывного лить  меди и медных сплавов. Сущность изобретени : шлакообразующа  смесь, содержаща , мас.%: диоксид кремни  56,..64; оксид натри  25...30; оксид бора 11...16. 4 табл.Slag-forming mixture for continuous casting of metals. Usage: in the processes of continuous and semi-continuous casting of copper and copper alloys. The essence of the invention: a slag-forming mixture containing, in wt.%: Silica 56, .. 64; sodium oxide 25 ... 30; boron oxide 11 ... 16. 4 tab.

Description

соwith

сwith

Изобретение относитс  к области металлургии и может быть использовано при непрерывной разливке металлов и сплавов дл  защиты от взаимодействи  с атмосферой воздуха.The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the continuous casting of metals and alloys for protection against interaction with the atmosphere of air.

Цель насто щего изобретени  - устранение складчатости в углах слитков и уё ели- чение производительности машин непрерывного лить .The purpose of the present invention is to eliminate folding in the corners of ingots and increase the productivity of continuous casting machines.

Эта цель достигаетс  разработкой состава шлакообразующей смеси, котора  позвол ет ограничить потери тепла с зеркала металла в кристаллизаторе, при этом обладает более узким температурным интервалом плавлени , оптимальными в зкостью и теплопроводностью.This goal is achieved by developing a composition of the slag-forming mixture, which allows you to limit heat loss from the metal mirror in the mold, while having a narrower melting range, optimal viscosity and thermal conductivity.

Выполнение этих требований осуществл етс  при увеличении содержани  дио к- сида кремни  и уменьшении содержани  оксида бора. Содержание компонентов,The fulfillment of these requirements is accomplished by increasing the content of silicon dioxide and decreasing the content of boron oxide. Content of components

мас.%: 56-64 S102, 25-30 Na20, 11-16 ВаОз, при этом отношение содержаний оксида натри  к содержаний бксйд а бора должно составл ть 1,7...2,3.wt.%: 56-64 S102, 25-30 Na20, 11-16 BaOz, while the ratio of the contents of sodium oxide to the content of boron a boron should be 1.7 ... 2.3.

Теплопроводность предлагаемой шлакообразующей смеси при температуре разливки меди (1180-1160°С) составл ет 2,01 Вт/м-К, в то врем  как смеси-прототипа, состава, мас.%: 48-52 SiOa, 8-10 Ма20, 38- 40 ВаОз, соответственно, 2,17 Вт/м-К. Использу  рассчитанные коэффициенты теплопроводности, мВжЯоШрёдёЖгь чину теплопотерь с зеркала металла в кристаллизаторе (qi). При отливке под плав щейс  смесью эта величина определ етс  по формуле (Шмрга Л. Затвердевание и кристаллизаци  стальных отливок. - М.; Металлурги , 1985. - с. 227):The thermal conductivity of the proposed slag-forming mixture at the casting temperature of copper (1180-1160 ° C) is 2.01 W / m-K, while the mixture of the prototype, composition, wt.%: 48-52 SiOa, 8-10 Ma20, 38-40 VaOz, respectively, 2.17 W / mK. Using the calculated coefficients of heat conduction, mVJIAoSkreJozhg the rank of heat loss from the metal mirror in the mold (qi). When casting under a melting mixture, this value is determined by the formula (Shmrga L. Hardening and crystallization of steel castings. - M .; Metallurgists, 1985. - p. 227):

VI оVi o

4 004 00

оabout

соwith

qrtnbcv 1 -(tc/tn)2qrtnbcv 1 - (tc / tn) 2

где tn - температура поверхности слитка, в первом приближении она может быть прин та равной температуре кристаллизации сплава;where tn is the surface temperature of the ingot, in the first approximation it can be taken equal to the crystallization temperature of the alloy;

Ьс - коэффициент аккумул ции тепла шлакообразующей смесью:Bc is the heat storage coefficient of the slag-forming mixture:

с -у ,  s-y

где Я, С, у- теплопроводность, теплоем- кость и плотность покровного материала.where I, C, heat conductivity, heat capacity and density of the coating material.

Все расчетные и экспериментальные данные приведены в табл. 1.All calculated and experimental data are given in Table. one.

Из таблицы видно, что количество отводимого тепла с поверхности qi минимальное при использовании предлагаемого состава, что позвол ет исключить образование твердой корочки на зеркале металла в кристаллизаторе и тем самым предотвратить образование заворотов и наличие шлаковых включений на поверхности слитка.The table shows that the amount of heat removed from the surface qi is minimal when using the proposed composition, which eliminates the formation of a hard crust on the metal mirror in the mold and thereby prevent the formation of torsions and the presence of slag inclusions on the ingot surface.

Важнейшей характеристикой шлака  вл етс  температурный интервал его плавле- ни . Обычно врем  установлени  стационарного теплового режима колеблет- с  в интервале 2...3 мин в зависимости от скорости лить . Необходимым условием получени  качественной поверхности слитка следует считать расплавление и стабилизацию свойств шлака. В этой св зи, чем ниже температура плавлени  и меньше температурный интервал плавлени , тем больше веро тность получени  качественной поверхности слитка. Ниже приведены экспериментальные данные по температур- ным интервалам плавлени  смеси-прототипа и предлагаемой смеси:The most important characteristic of slag is the temperature range of its melting. Typically, the time for establishing a stationary thermal regime varies between 2 and 3 minutes, depending on the speed of pouring. A necessary condition for obtaining a high-quality ingot surface should be considered to be the melting and stabilization of slag properties. In this regard, the lower the melting point and the smaller the temperature range of melting, the greater the likelihood of obtaining a high-quality surface of the ingot. Below are experimental data on the temperature ranges of the melting mixture of the prototype and the proposed mixture:

СмесьТемпературныйMixtureTemperature

интервал плавлени , °СХ melting range, ° CX

прототип830-900prototype 830-900

предлагаема 690-720offered 690-720

Пер ва  цифра - начало разм гчени  шлакообразующей смеси, втора  - конец. The first figure is the beginning of softening the slag-forming mixture, the second is the end.

Из приведенных данных видно, что на- именьшим температурным интервалом плавлени  обладает предлагаема  смесь. Это позвол ет в 2...3 раза уменьшить врем  стабилизации свойств смеси, а значит уменьшить длину слитка, где имеетс  веро-  тность получени  заворотов и складчатости поверхности при прочих равных технологических режимах.From the data presented it can be seen that the proposed mixture has the lowest melting range. This makes it possible to reduce the stabilization time of the mixture properties by a factor of 2–3 times and, therefore, shorten the length of the ingot, where there is the likelihood of winding and folding of the surface, all other equal technological conditions.

Свойства шлакообразующей смеси позвол ют организовать процесс отвода теп- ла от слитка к кристаллизатору так, чтобы уменьшить его в верхней части и увеличить в зоне образовани  газового зазора. На практике при отливке медных слитков (благодар  очень высокой теплопроводностиThe properties of the slag-forming mixture make it possible to organize the process of heat removal from the ingot to the mold so as to reduce it in the upper part and increase the formation of a gas gap in the zone. In practice, when casting copper ingots (due to the very high thermal conductivity

меди Яси 376,8 Вт/м-К) газовый зазор образуетс  у самого мениска металла. В случае разливки под сажей зазор заполн етс  ею, а под шлакообразующей смесью - жидким шлаком. В зависимости от в зкости шлака и температурного интервала плавлени  он заполн ет зазор на различную глубину .Copper Yasi 376.8 W / mK) gas gap is formed at the very meniscus of the metal. In the case of casting under soot, the gap is filled with it, and under the slag-forming mixture - with liquid slag. Depending on the viscosity of the slag and the melting temperature range, it fills the gap to different depths.

Чтобы оценить вли ние свойств шлака на тепловой поток, рассчитали средний коэффициент теплоотдачи от слитка к кристаллизатору в верхней части в зависимости от величины зазора (Рутес B.C., Аскольдов В.И. Теори  непрерывной разливки. Технологические основы. М.: Металлурги , 1971, с. 70): To evaluate the effect of slag properties on heat flow, the average heat transfer coefficient from the ingot to the mold in the upper part was calculated depending on the gap size (Rutes VS, Askoldov VI. Theory of continuous casting. Technological bases. M .: Metallurgi, 1971, p. . 70):

a (a (

«1 Язаз"1 Yazaz

++

ЯсиYasi

))

где «1 - коэффициент теплоотдачи от стенки кристаллизатора к воде:where "1 is the heat transfer coefficient from the mold wall to the water:

V0,85( 1+1,011ъ), - где tb температура воды в кристаллизаторе , tb 24°C;  V0,85 (1 + 1,011), - where tb is the temperature of the water in the crystallizer, tb 24 ° C;

,825 м/с, оъ 3112,654 Вт/м2-К;, 825 m / s, about 3112,654 W / m2-K;

Фэаз 5сиPhase 5s

-j, -jтепловое сопротивление-j, -j thermal resistance

Азаз АСиAzaz ASI

воздушного зазора и медной стенки кристаллизатора соответственно.air gap and the copper wall of the mold, respectively.

Снижение теплопроводности шлакооб- разующих смесей приводит к уменьшению коэффициента а . Величина коэффициента «представлена в табл. 1.A decrease in the thermal conductivity of the slag-forming mixtures leads to a decrease in the coefficient a. The value of the coefficient is presented in Table. one.

Силу адгезии, действующую на неметаллическое включение на границе фаз металл-шлак , можно определить по формуле (Шмрга Л. Затвердевание и кристаллизаци  стальных отливок. - М.: Металлурги , 1985, с. 227):The adhesion force acting on a non-metallic inclusion at the metal-slag interface can be determined by the formula (Schmga L. Hardening and crystallization of steel castings. - M .: Metallurgi, 1985, p. 227):

R Омет - шл S, Н.,R Omet - shl S, N.,

где S - площадь выталкиваемой частицы, м2. Следовательно, чем меньше Омет - шл. тем легче переход включени  из металла в шлак, что и достигаетс  при использовании предлагаемой смеси.where S is the area of the ejected particle, m2. Therefore, the less Omet - shl. the easier is the transition of inclusion from metal to slag, which is achieved by using the proposed mixture.

В зкость шлака и температурный интервал плавлени  посредством заполнени  образующегос  при затвердевании между слитком и стенкой кристаллизатора газового зазора вли ют на среднюю величину теп- лового потока: q предлагаемой смеси 101240 кДж/м2, смеси-прототипа 138546 кДж/м . В результате при разливке меди под предлагаемой смесью термические напр жени  в образующейс  твердой корочке ниже, а следовательно, меньше веро тность образовани  трещин.The viscosity of the slag and the temperature range of melting by filling the gas gap formed during solidification between the ingot and the crystallizer wall influence the average heat flux: q of the proposed mixture 101240 kJ / m2, of the prototype mixture 138546 kJ / m. As a result, during the casting of copper under the proposed mixture, the thermal stresses in the solid crust that is formed are lower and, therefore, less likely to form cracks.

В целом качество слитка, отлитого под предлагаемой смесью, выше (см. табл. 4).In general, the quality of the ingot cast under the proposed mixture is higher (see Table 4).

Дл  приготовлени  шлакообразующей смеси, предлагаемой в за вке, используют следующие исходные компоненты:To prepare the slag-forming mixture offered in the application, the following starting components are used:

1)кварцит природных месторождений марки К-98-300 по ГОСТ 9854-81, молотый, просе нный через сито с  чейкой 0,3 мм. Влажность не выше 0,5%;1) quartzite natural deposits of the brand K-98-300 according to GOST 9854-81, ground, sifted through a sieve with a cell of 0.3 mm. Humidity is not higher than 0.5%;

2)бура техническа  №2840 по ГОСТ 8429-77, проплавленна , размолота  и просе нна  через сито с  чейкой 0,5 мм, влажность не выше 0,5%. Во врем  разливки вследствие термической диссоциации протекает реакци 2) drill technical No. 2840 according to GOST 8429-77, melted, ground and sifted through a sieve with a cell of 0.5 mm, the humidity is not higher than 0.5%. During casting due to thermal dissociation, the reaction proceeds

Т 1000°С №2840 N320+2ВаОз,T 1000 ° C No. 2840 N320 + 2BaOz,

3)недостающее количество оксида натри  вводитс  в виде кальцинированной соды №2СОз по ГОСТ 5100-73 влажностью не выше 1,0-1,5%. Сода, вследствие термической диссоциации в присутствии оксида кремни  как катализатора, активно разлагаетс  по реакции3) the missing amount of sodium oxide is introduced in the form of soda ash No. 2CO3 according to GOST 5100-73 with a humidity not higher than 1.0-1.5%. Soda, due to thermal dissociation in the presence of silicon oxide as a catalyst, is actively decomposed by the reaction

Si02 + T 1000°CSi02 + T 1000 ° C

Ыа2СОз Na20+C02tNa2SO3 Na20 + C02t

Указанные компоненты, подготовленные соответствующим образом, тщательно перемешиваютс  в соотношении, мас.%: Кварцит49-50These components, prepared accordingly, are thoroughly mixed in a ratio, wt.%: Quartzite49-50

Сода кальцинированна 30-31 Бура плавлена 18-20 П р и м е р. В промышленных услови х на установке полунепрерывного лить  получены слитки из меди марок М1 и М2 пр моугольного сечени  600x200 мм, длиной 5 м в количестве 20 шт. и круглого сечени  диаметром 200 мм, длиной 1,4 м в количестве 100 шт. В качестве покровного материала использовалась предлагаема  шлакообра- зующа  смесь состава 1-4 (см. табл. 1).Soda ash 30-31 Borax melted 18-20 PRI me R. Under industrial conditions on a semicontinuous casting plant, ingots of copper grades M1 and M2 of rectangular section 600x200 mm, 5 m long were obtained in an amount of 20 pcs. and a round section with a diameter of 200 mm, a length of 1.4 m in an amount of 100 pcs. The proposed slag-forming mixture of composition 1–4 was used as a covering material (see Table 1).

За базовую технологию прин та разливка меди под слоем прокаленной сажи.For the basic technology adopted copper casting under a layer of calcined carbon black.

Благодар  более высокой теплопроводности предлагаемой смеси скорость разливки удалось повысить:Due to the higher thermal conductivity of the proposed mixture, the casting speed was increased:

при отливке слитков пр моугольного се- чени  с 6,0-6,5 до 9-1 Ом/ч;when casting ingots of rectangular section from 6.0-6.5 to 9-1 ohm / h;

при отливке слитков круглого сечени  с 9 до 12 м/ч.when casting round ingots from 9 to 12 m / h.

Это привело к повышению производительности литейной установки. Подобный эффект ожидаетс  при использовании установки непрерывного лить .This has led to an increase in the productivity of the casting plant. A similar effect is expected when using the continuous casting plant.

Большим преимуществом обладает смесь следующего состава, мае. %: 56 Si02, 28№20, 16В2ОзA great advantage has a mixture of the following composition, May. %: 56 Si02, 28№20, 16В2Оз

Предлагаема  смесь может быть использована при разливке сплавов меди типа БрХ08, БрКд1, БрБ2 и др., имеющих температуру разливки, близкую к температуре разливки меди 1180-1220°С.The proposed mixture can be used for casting copper alloys of the type BrX08, BrKd1, BrB2, etc., having a casting temperature close to the casting temperature of copper of 1180-1220 ° C.

За счет увеличени  скорости лить , снижени  себестоимости покровного материала (в сравнении с сажей), повышени  качества слитков получен экономический эффект 5,27 руб. на 1 т медных слитков.By increasing the casting speed, reducing the cost of the coating material (in comparison with soot), and improving the quality of the ingots, an economic effect of 5.27 rubles was obtained. per 1 ton of copper ingots.

В табл. 2, 3 представлены свойства предлагаемой шлакообразующей смеси и смеси-прототипа.In tab. 2, 3 presents the properties of the proposed slag-forming mixture and a mixture of the prototype.

Claims (2)

Формула изобретени  Шлакообразующа  смесь дл  защиты сплава от взаимодействи  с атмосферой воздуха в машинах непрерывной разливки, содержаща  диоксид кремни , оксиды натри  и бора, отличающа с  тем, что, с целью повышени  каче ства поверхности заготовки и увеличени  производительности машин непрерывного лить , она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: Диоксид кремни 56-64Slag-forming mixture to protect the alloy from interaction with the atmosphere of air in continuous casting machines, containing silica, sodium oxides and boron, characterized in that, in order to improve the surface quality of the workpiece and increase the productivity of continuous casting machines, it contains these components in the following ratio, wt.%: Silica 56-64 Оксид натри 25-30Sodium oxide 25-30 Оксид бора11-16Boron oxide11-16 причем отношение оксида натри  и оксида бора составл ет 1,7- 2,3. moreover, the ratio of sodium oxide and boron oxide is 1.7-2.3. Межфазное Стмет - шл,Н/м, и поверхностное сгшл. Н/м, нат жение смесейInterfacial Stmet - shl, N / m, and superficial sshl. N / m tension of mixtures В зкость шлакообразующих смесей, Па-сViscosity of slag-forming mixtures, Pa-s Наличие дефектов на поверхности слитка 600x200 мм из меди М1The presence of defects on the surface of the ingot 600x200 mm from copper M1 Примечание. 1. Дефекты определ лись на 1 погонный метр слитка, вз тый из его середины.Note. 1. Defects were determined per 1 running meter of ingot taken from its middle. 2. Стандартом предпри ти  допускаетс  наличие дефектов глубиной до 3,0 мм и диаметром до 0,5 мм.2. The enterprise standard permits defects up to 3.0 mm in depth and up to 0.5 mm in diameter. Таблица 2table 2 Таблица 3Table 3 Таблица АTable A
SU904779339A 1990-01-09 1990-01-09 Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere SU1764803A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904779339A SU1764803A1 (en) 1990-01-09 1990-01-09 Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904779339A SU1764803A1 (en) 1990-01-09 1990-01-09 Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1764803A1 true SU1764803A1 (en) 1992-09-30

Family

ID=21490026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904779339A SU1764803A1 (en) 1990-01-09 1990-01-09 Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1764803A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 582905, кл. В 22 D 27/00, 1977. Патент US №3516821, кл. 75-96, 1970. Буров А.В. Литье слитков из меди и медных сплавов. М.: Металлурги , 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101885043B (en) High-casting speed mold flux
CN101745615B (en) Function protecting material of continuous casting crystallizer for large square low-carbon steel
KR930001133B1 (en) Method of producing boron alloy
US3937269A (en) Mold powder composition and method for continuously casting employing the same
US3567432A (en) Metal casting
US6516870B1 (en) Tundish fluxing process
US2240405A (en) Method of making cast metals
JP2017170494A (en) Continuous casting mold powder of steel and continuous casting method
JP2001516646A (en) Steel strip casting
SU1764803A1 (en) Slag-forming mixture for protection of alloy against contact with atmosphere
JP4272577B2 (en) Steel continuous casting method
CA2074371C (en) Process for continuous casting of ultra low carbon aluminum killed steel
CN1060107C (en) Efficient heat-generating agent for delay solidification of molten metal
JP3317258B2 (en) Mold powder for continuous casting of high Mn round section slabs
JP3179358B2 (en) Mold powder for continuous casting
US3949803A (en) Method of casting molten metal using mold additives
KR960000325B1 (en) Mold flux of continuous casting
CN113333702A (en) High-carbon chromium bearing steel continuous casting crystallizer casting powder and application thereof
JPH07214263A (en) Molding powder for continuous casting
JPH0639635B2 (en) Electroslag remelting method for copper and copper alloys
CA1285461C (en) Casting powder for use in bottom pour ingot steel production and method for employing same
CN115351252B (en) Casting slag for reducing slab continuous casting defect and preparation method thereof
JP7161035B2 (en) Mold flux and casting method using the same
RU2214888C2 (en) Slag forming mixture
SU923723A1 (en) Slag forming mixture