SU710767A1 - Теплоизолирующа бестопливна шлакообразующа смесь дл разливки нестареющих сталей - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлургии; а именно к составам теплоизолирующих бесгопливных шлакообразующих смесей, используемых для утепления зеркала металла при разливке нестареющих сталей.

Известна теплоизолирующая бестопливная шпакообразующая смесь для разливки стали, содержащая плавиковый шпаг, портландцемент, каменноугольную золу [1] .

Данная смесь при сифонной разливке быстро расплавляется, что приводит к повышенным геплопогерям и охлаждению подшлакового слоя металла. В результате; этого при разливке малоуглеродистых сталей под слоем шлака образуются 'корки*, ₁₅ что снижает эффективность использования жидкого шлака.

Наиболее близкой к описываемому изобретению является теплоизолирующая бесгопливная шлакообразующая смесь для 25 разливки нестареющих сталей, содержащая фтористый кальций, графит, огнеупорный материал, а именно мелкодисперсные пер—, лит или вермикулит с размерами частиц

0,075-0,15 мм, доменный шлак и измельченный базальт при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Фтористый кальций5-10

Графит5

Огнеупорный материал20 . Доменный шлак32-45

Базальт 32-45(2].

Для приготовления известной смеси в качестве основного шлакообразующего вводят базальт, гак как содержание доменного шлака сравнительно невысокое. В связи с этим требуются дополнительные операции и оборудование для измельчения базальта и его транспортировки на металлургические заводы. Большая летучесть мелких частиц вермикулита и перлита существенно ухудшает условия груда при изготовлении смесей и применении их при разливке стали.

Цель изобретения - упрощение технологии приготовления смеси и улучшение условий груда на операциях приготовления смеси и разливки стали.

Для достижения поставленной цели теплоизолирующая бесгопливная шлакообразующая смесь для разливки нестареющих сталей, включающая фтористый кальций, графит, теплоизолирующий материал и доменный шлак, содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, вес.%:

Фтористый кальций 8-13

Графит 1-6

Теплоизолирующий материал 15-30 Доменный шлак . Остальное

В качестве теплоизолирующего материала смесь содержит каменноугольную золу.

Фтористый кальций входит в состав смеси для обеспечения достаточно низких значений вязкости образующегося из смеси жидкого щлака и температуры его плавления. Среди других фтористых соединений (фторидов и кремнефторидов натрия, фторидов алюминия) фтористый кальций отличается наибольшей химической устойчивостью при высоких температурах и обеспечивает наиболее низкий уровень фтористых выделений в процессе плавления шлакообразующих смесей. Он не токсичен при низких температурах, что повышает безопасность приготовления и применения смесей. CaFg - один из наименее дефицитных и самых дешевых фтористых соединений. В качестве технического продук.та на основе фтористого кальция используют флюоритовый концентрат (ГОСТ 7618-70), например, флюоритовый концентрат флотационный марок ФФ92-ФФ97, содержащий 92-97% фтористого кальция. Этот концентрат поставляется в виде сухого мелкодисперсного порошка и при изготовлении шлакообразующих смесей дополнительной подготовки не требует.

Исключение из состава смеси измельченного базальта компенсируется повышением содержания доменного щлака. Пределы по содержанию доменного шлака, а также каменноугольной золы обуславливаются необходимостью получения основности образующегося щлака СаО + М^О в пределах 0,6-1,0, обеспечивающих относительно низкие значения вязкости и температуры плавления шлаковых расплавов системы СаО - StOj -ΜθΟ- АС2О3 . При выходе за указанные пределы требуется существенное повышение расхода CaFj для понижения вязкости кислых шпаков (основность ниже 0,6) или уменьшения! температуры плавления основных шлаков (основность более 1,0).

Нижний предел по содержанию CaFj равный 8%, определяется минимально необходимым его количеством, обеспечивающим достаточную жидкоподвижность шла5 ка. При содержании CaF^ выше 13% эффективность его разжижающего действия сравнительно ослабевает, вследствие чего дальнейшее повышение содержания CaEj в смеси нецелесообразно.

¹⁰ Нижний предел по содержанию графита, равный 1%, определяется его минимальным количеством, при котором в исследованных условиях предотвращается быстрое расплавление смеси и обеспечив®-.

^IS ется достаточная теплоизоляция жидкого металла.

При превышении верхнего предела содержания графита, равного 6%, скорость формирования шлака существенно замед^г0 пяется, особенно при наполнении донной части слитка, что снижает эффективность применения шлакообразующей смеси.

Для изготовления смеси используется предварительно просушенный и измельченный гранулированный доменный шлак, пылевидная каменноугольная зола ТЭЦ, порошкообразные флюоритовый конценграти.графит, Зола ТЭЦ, флюоритовый концентрат и графит используются без какой-либо дополнительной подготовки. В случае применения вместо флюоритового концентрата плавикового шпага, последний проходит предварительную сушку и помол.

Исходные материалы дозируют весовым или объемным способом, перемешивают в смесителе закрытого типа до получения однородной по составу порошкообразной массы и расфасовывают в многослойные бумажные мешки объемными или весовыми 40 дозаторами. Количество готовой смеси в одном мешке определяется ее удельным расходом (2,8-3,2 кг/т стали) и развесом слитка. Мешки со смесью забрасываются в несмазанные изложницы непосредственно перед заливкой η них металла.

Наполнение донной части слитка производится сокращенной струей, а затем регулируется по поведению смеси и ранта жидкого шлака. При этом не допускается оголение поверхности металла, подкипаниешлака у стенок изложницы или его потемнение (остывание). Полное расплавление смеси заканчивается непосредственно пе₅₅ ред входом металла в.прибыль или в самой прибыли.

В производственных условиях предлагаемую смесь опробуют при сифонной разливке малоуглеродистого нестареющего металла для глубокой вытяжки. Расход смеси составляет около 3 кг/г стали.

Масса слигка 6,2 г. Смесь в бумажных мешках забрасывается на дно несмазанных изложниц. При этом используется 5 смесь следующего оптимального состава, Beci%:

'710767

Каменноугольная зола

Фтористый кальций

Графит

Доменный шлак Испытания показывают,

22-23

10-11

2- 3

Остальное что плавление опытных смесей проходит спокойно и пос гепенно, заканчивается практически в прибыли. Около стенок изложницы образуется ’⁵ ранг шлака нормальной жидкоподвижносги. Металл под смесью не остывает, металлической 'корки не образуется. Выбросы металла отсутствуют. Дымо- и пылевыделения из изложницы в процессе разливки ²⁰ незначительны. Шлаковый гарнисаж легко очищается от стенок изложницы. Чистота металла слитков по неметаллическим включениям ( по ГОСТ 1778-70) соответствует принятым техническим нормам.

Концентрация фтористых соединений на рабочих местах обслуживающего персона ла в процессе разливки с предлагаемыми смесями находится в пределах санитарных норм.

По сравнению с известной теплоизолирующей бесгопливной шпакообразующей смесью предлагаемая смесь обеспечивает упрощенную технологию приготовления ввиду исключения трудоемкой операпии измельчения базальта.

Объем пылевыделений в воздушную среду при использовании мелкодисперсных материалов обратно пропорционален объем-₄₀ ному весу этих материалов. В качестве мелкодисперсных огнеупорных материалов в составе известной смеси используются пылевидные перлит или вермикулит, а в составе предлагаемой смеси - каменноугольная зола. Ввиду того, что объемный вес порошка каменноугольной золы в 5-10 раз выше, чем у пылевидных перлита или вермикулита, объем пылевыделения в воздушную среду при использовании каменноугольной золы в 5-10 раз ниже. Таким образом, предлагаемая смесь обеспечивает улучшение санигарно гигиенических условий груда.

ί

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к металлургии а именно к составам теплоизолирующих бестопливных шлакообразующих смесей, используемых дл  утеплени  зеркала металла при разливке нестареющих сталей. Известна теплоизолирующа  бестопливна  шпакообразующа  смесь дл  разливки стали, содержаща  плавиковый шпат, портландцемент , каменноугольную золу l . Данна  смесь при сифонной разливке быстро расплавл етс , что приводит к повышенным теплопотер м и охлаждениюподшлакового сло  металла. В результате этого при разливке малоуглеродистых сталей под слоем шлака образуютс  корки, что снижает эффективность использовани  жидкого шлака. Наиболее близкой к описываемому изоб рютению  вл етс  теплоизолирующа  бестопливна  шлакообразующа  смесь дл  разливки нестареющих сталей, содержаща  фтористый капьци11, графит, огнеупорный материал, а именно мелкодйсперснме пер- лит или вермикулит с размерами частиц 0,О75-0,15 мм, доменный шлак и из , мельченный базальт при следующем соотношении компонентов, вес,%: Фтористый кальций5-1О Графит5 Огнеупорный материал20 . Доменный шпак32-45 , Базальт32-45U1. Дл  приготовлени  известной смеси в качестве основного шлакообразующего ввод т базальт, так как содержание доменного шлака сравнительно невысокое. В св зи с этим требуютс  дополнительные операции и оборудование дл  измельчени  базальта и его транспортировки на металлургические заводы. Больша  летучесть мелких частиц вермикулита и перлита существенно ухудшает услови  труда при изготовлении смесей и применении их при разливке стали. Цель изобретего1  - упрощение технологии приготовлени  смеси и улучшение условий труда на операци х приготовлени  смеси и разливки стали. 37 Дл  достижени  поставленной цели тепло и золи рующгэ   бестопливна  шлакообразующа  смесь дл  р зливки нестареющих сталей, включающа  4  9ристый кальций, графит, теплоизолирующий материал и доменный шлак, содержит указанные ингреди енты в следующем соотношении, вес,%: Фтористый кальций8-13 FpatJMr1-6 Теплоизолирующий материал 15-30 Доменный шлак. Остальное В качестве теплоизолирующего материала смесь содержит каменноугольную зо пу. Фтористый кальций входит в состав смеси дл  обеспечени  достаточно низких значений в зкости образующегос  из смес жидкого щлака и температуры его плавлени . Среди других фтористых соединений (фторидов и кремнефторидов натри , фторидов алюмини ) фтористый кальций отличаетс  наибольшей химической устойчивостью при высоких температурах и обеспечивает наиболее низкий уровень фтористых выделений в процессе плавлени  шлакообразующих смесей. Он не токсичен пр низких температурах, что повышает безопасность приготовлени  и применени  смесей. CaFg - один из наименее дефицитных и самых дешевых фтористых соединений . В качестве технического продук .та на основе фтористого кальци  используют флюоритовыи концентрат (ГОСТ 7618-7О), например, флюоритовый концентрат флотационный марок ФФ92-ФФ97 содержащий 92-97% фтористого кальци . Этот концентрат поставл етс  в виде сухого мелкодисперсного порошка и при изготовлеш1И шлакообразующих смесей дополнительной подготовки не требует. Исключетдае из состава смеси измельченного базальта компенсируетс  повышением содержани  доменного щлака. Пределы по содержанию доменного шлака, а также какенноугопьной золы обуславливаютс  необходимостью получени  основнос ти образующегос  шлака СаО + в пределах 0,6-1,0, обеспечивающих относи тел11НО низкие значени  в зкости и температуры плавлени  1)1лаковых расплавов системы СаО - SiOg -MgO-А гОз П выходе за указанные пределы требуетс  существенное повышение расхода CaF дл  понижени  в зкости кислых шлаков (основность ниже 0,6) или уменьшени  температуры плавлени  основных шлаков (основность болоо 1,0). 7 Нижний предел по содержанию CaF равный 8%, определ етс  минимально необходимым его количеством, обеспечивающим достаточную жидкоподвижность шлака . При содержании CaF выше 13% эффективность его разжижающего действи  сравнительно ослабевает, вследствие чего дальнейшее повышение содержани  CaR в смеси нецелесообразно. Нижний предел по содержанию графита , равный 1%, определ етс  его минимальным количеством, при котором в исследованных услови х предотвращаетс  быстрое расплавление смеси и обеспечиваетс  достаточна  теплоизол ци  жидкого металла. При превышении верхнего предела содержани  графита, равного 6%, скорость формировани  щлака существенно замедл етс , особенно при наполнении донной части слитка, что снижает эффективность применени  шлакообразующей смеси. Дл  изготовлени  смеси используетс  предварительно просушенный и измельченный гранулированный доменный шлак, пылевидна  каменноугольна  золв ТЭЦ, порошкообразные флюоритовый конценграт и;графит . Зола ТЭЦ, флюоритог5ый конценграт и графит используютс  без какой-либо дополнительной подготовки. В случае применени  вместо флюоритового, концентрата плавикового щпата, последний проходит предварительную сушку и помол. Исходные материалы позируют весовым или объемным способом, перемешивают в смесителе закрытого типа до получ-ени  однородной по составу порошкообразной массы и расфасовывают в многослойнье бумажные мешки объемными ;1Л« весовыми дозаторами. Количество готовой смеси в одном мешке определ етс  ее удельным расходом (2,8-3,2 к.г/г стали) и развесом слитка. Мешки со смесью забрасываютс  в несмазанные изложницы непосредственно перед заливкой п них металла. Наполнение допьон части слитка производитс  .сокращенной струей, а затем регулируетс  по поведению смеси -и ранта жидкого шлака. Прп этом не допускаетс  оголение поверхности мета/чта, подкипаниешлака у стенок изложницы или его потемнение (остывшше). Полное расплавление смесп заканчиваетс  непосредственно перед входом металла в,прибыль или в самой прибыли. В производственных услови х предлагаемую смесь опробуют при сифотпюй разливке малоуглеродистого нестареюлего ме галла дл  глубокой выг жки. Расход смеси составл ет около 3 кг/т стали. Масса слигка 6,2 т. Смесь в бумажных мешках забрасываетс  на дно несмазанных изложниц. При эгом используетс  смесь следующего оптимального состава, Beci%: Каменноугольна  зола22-23 Фтористый кальций10-Ц Графит2-3 Доменный шлакОстальное Испытани  показывают, что плавление опытных смесей проходит спокойно и постепенно , заканчиваетс  практически в при были. Около стенок изложниць образуетс  рант шлака нормальной жидкоподвижности Металл под смесью не остывает, металли ческой KopKH не образуетс . Выбросы металла отсутствуют. Дымо- и пылевыделени  из изложницы в процессе разливки незначительны. Шлаковый гарнисах легко очищаетс  о г стенок изложницы. Чистота металла слитков по неметаллическим включени м ( по ГОСТ 1778-70) соответствует прин тым техническим нормам. Концентраци  фтористых соединений на рабочих местах обслуживающего персонала в процессе разливки с предлагаемыми смес ми находитс  в пределах санитарных норм. По сравнению с известной теплоизолирующей бестопливной шлакообразующей смесью предлагаема  смесь обеспечивает упрощенную технологию приготовлени  ввиду исключени  трудоемкой операции измельчени  базальта. Объем пылевыделений в воздушную среду при испольэоваши мелкодисперсных материалов обратно пропорционален обьем ному весу этих материалов, В качестве мелкодисперсных огнеупорных материалов в составе известной смеси используютс  пылевидные перлит или вер п1кулит, а в составе предлагаемой смеси - каменноугольна  зола. Вввдутого, что объемный вес порошка каменноугольной золы в 5-10 раз выше, чем у пылевидных перлита или вермикулита, объем пылевыделени  в воздушную среду tipu использо1зании каменноугольной золы в 5-10 раз ниже, Таким образом, предлагаема  смесь обеспечивает улучшение санитарно Г11гиенических условий труда. Формула изобретени  1. Теплоизолируккиа  бестопливна  . шлакообраз юща  скгесь дл  разливки нестареющих сталей, включающа  фтористый кальций, графит, теплоизолирующий материал и доменный шлак, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  технологии ее приготовлени  и улучшени  условий труда на операци х приготовлени  смеси и разливки стали, она содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении , вес.% Фтористый кальцин8-13 Графит1-6 Теплоизолирующий материал 15-30 Доменны шлакОстальное
2. 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю ш а   с   тем, чго в качестве теплоизолирующего материала она содержит каменноугольную золу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 206011, кл. В 22 D 27/06, 1968. 2,Патент Англии N 1276018, кл, В 3 F,1972,