SU814556A1 - Теплоизолирующа шлакообразующа СМЕСь дл пОлучЕНи СТАльНыХ СлиТКОВ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии стали и может быть использовано при разливке углеродистых, низко-, средне- и высоколегированных качественных и специальных сталей и сплавов под слоем теплоизолирующих шлакообразующих смесей. Разливка легированных и высоколегированных сталей и сплавов, содержащих такие легирующие элементы как а.гаоминий, титан, кремний, хром, .марганец, ванадий и др., сопр жена со значительными трудност ми, вызванными образованием большого количества дефектов на слитках и готовом прокате. Указанные дефекты привод т значительной отбраковке Металла, либо требуют значительных материальных затрат на их устранение (обдирка и зачистка слитков и проката, при это существенно уменьшаетс  выход готово . продукции. Дл  разливки стали примен ютс  теплоизол ционные шлакообразующие смеси, обеспечивающие снижение теплопотерь через зеркало металла в из ложнице, улучшающие физико-химическ и теплофизические услови  формирова ни  стального слитка. Известна теплоизолирующа  шлакообразующа  смесь дл  получени  стальных слитков, содержаща  графит и вспученный перлит fl7 . Однако данна  смесь характеризуетс  низкой скоростью шлакообразовани , обусловленной сравнительно высокой температурой плавлени  перлита (около 1250 с)/большой в зкостью (до 40-50 П) и малой составл ющей графита; высокой концентрацией окислов железа в образующихс  шлаках, обусловленной их значительным содержанием в перлите и в золе графита (до 10-15%}, Высокое содержание окислов железа в шлаках перлито-графитовых смесей вызывает значительный угар таких легкоокисл ющихс  легирующих элементов стали как а.пюминий, титан, ванадий , кремний, хром, марганец, что приводит к увеличению расхода ферросплавов и раскислителей, повышению содержани  кислорода и неметаллических вк.пючений в металле, образованию окисных пленок и корок, ухудшающих качество поверхности и макроструктуры слитка. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  теплоизолирующа  шлакообра: ующаи смесь дли разливки стали, содержаща  3-15 вес.% добавки иа ocFioве углерода (аморфный графит) , 2-5 вес.% силикатной глыбы и 8590 вес.% теплоизолирующего материала , в качестве которого предусмотрено использование каменноугольной золы 2 . Но эта смесь также характеризуете Недостаточной жидкотекучестью и повышенной в зкостью шлаков, значитель ным угаром легкоокисл ющихс  легирующих элементов в виду повышенного со держани  в своем составе окислов железа . Это ограничивает рбласть приме нени  данной смеси разливкой обычных среднеуглеродистых сталей. Цель изобретени  - улучшение качества литого и деформированного сли ка из легированных и низкоуглеродистых сталей. Поставленна  цель достигаете тем что теплоизолирующа  шлакообразующа  смесь дл  получени  стальных слитков включающа  .аморфный графит, силикатную глыбу и теплоизол ционный материал , содержит ингредиенты в следующ соотношении, об.%: Аморфный графит 5-15 Силикатна  глыба 1- 2 Теплоизол ционный материалОстальное В качестве добавки на основе углерода смесь дополнительно содержит аморфный графит, а в качестве теплоизол ционного материала - вспученный перлит. Смесь имеет следующий состав, вес. % : Добавка на основе углерода20-40 Силикатна  глыба 10-20 Теплоизолирующий материал Остальное В составе смеси может быть исполь зована натриева  (Na2SiO}), калиева  (K2.Si05) и натрий-калиева  (NaKSi03) силикатна  глыба. Силикатна  глыба легко подаетс  дроблению, измельчени и помолу, имеет низкую температуру плавлени  (около 1000°с) иобеспечивает высокую скорость шлакообразовани . Шлаки, образующиес  при расплав Ленин силикатной глыбы, имеют при температурах разливки стали небольшу ( 0,8-1,2 п) в зкость и достаточно вы сокую жидкотекучесть, хорошо смачива ют и раствор ют окислы легирующих металлов и раскислителей, имеют низкое (0,5-1,5%) содержание окислов же леза и не окисл ют металл в процессе разливки. Быстрое образование сло  жидкоподвижного шлака уже на начальной стадии разливки обеспечивает эффекти ную защиту металла от окислени  и науглероживани  и очищение зеркала металла от всплывающих окислов легирующих , раскислителей и огнеупоров, что предотвращает образование твердых окисных пленок и корок, вызывающих дефекты поверхности и макроструктуры слитка. Жидкоподвижные шлаки с малой в зкостью силикатной глыбы образуют между слитком и изложницей шлаковый гарнисаж , который благотворно вли ет на формирование слитка и уменьшает агрепсивное воздействие.металла на внутреннюю поверхность изложниц, обеспечива  повышение стойкости и снижение расхода изложниц на.одну тонну отливаемой стали. При применении теплоизолирующей шлакообразующей смеси дл  отливки слитков теплоизол ци  на зеркале металла состоит из сло  жидкого шлака, образующегос  из расплавившейс  силикатной , глыбы, и нерасплавившегос  сло  теплоизол ционной засыпки с низкой теплопроводностью, состо щей из смеси перлита, графита и силикатной глыбы. В результате этого обеспечиваетс  .сочетание разливки под шлаком с эффективной теплоизол цией металла на прот жении всего времени отливки слитка. Таким образом, ранее формирование жидкоподвижного шлака на поверхности металла, отсутствие науглероживани  и окислени  стали, ассимил ции неметаллических включений, образование шлакового гарнисажа и эффективна  теплоизол ци  металла в процессе разливки обеспечивает улучшение качества поверхности и макроструктуры слитка и проката, снижение расходных коэффициентов при их переделе и повышение стойкости изложниц. Указанные преимущества теплоизолирующей шлакообразующей смеси обеспечивают ее универсальность и возможность применени  дл  разливки неограниченного сортамента сталей от простых . углеродистых до высоколегированных . Содержание ингредиентов в теплоизолирующей шлакообразующей смеси обусловлено прежде всего сортаментом разливаемых сталей, а также весом и размерами (высотой и поперечным сечением ) отливаемых слитков. Смеси с более высоким содержанием графита примен ютс  дл  разливки углеродистых и низкЬлегированных сталей в слитки большого веса {более 10 т, ас низким его содержанием дл  разливки низко и особонизкоуглеродистых высоколегированных и электротехнических сталей, сталей, легированных алюминием и титаном (все эти стали как правило отливаютс  в слитки.весом до 10 т), а также углеродистых, низко и среднелегированных сталей, отливаемых в слитки до 10 т. При содержании графита в смеси менее 5% (по объему ) резко возрастает скорость плавлени  сло  теплоизол ции на мениске металла, повышаетс  спекаемость смеси и, следовательно, возрастает ее теплопроводность, а также увеличиваетс  количество окислительного перлитового шлака. Уменьшение толщины сло  нерасплавившейс  смеси на поверхности металла и повышение ее теплопроводности не обеспечивает длительной тепловой изол ции стали в процессе разливки и затвердевани . При содержании графита в смеси более 15% (по объему) уменьшаетс  скорость плавлени  силикатной глыбы и обра зовани  жидкоподвижного шлака на зеркале металла, увеличиваетс  количество окислительного шлака, образующегос  из золы графита, что приводит к науглероживанию стали, образованию твердых окисных корок и пленок ухудшающих качество слитка и загр знению поверхности донной части слитка частицами смеси. Кроме того, увеличение содержани  дефицитного графита в смеси повышает его стоимость. Смеси с более высоким содержанием силикатной глыбы rii имен ютс  дл  раз ливки низкоуглеродистых высоколегированных и электротехнических сталей , сталей легированных легкоокисл  ющимис  элементами, а также углероди тых низко- и среднелегированных сталей , отливаемых в крупные слитки и слитки с большим периметром (шести, восьми, двенадцатигранные i боковой поверхности. Смеси с меньшим-содержа нием силикатной глыбы используютс  дл  разливки углеродистых и низко- и среднелегироаанных сталей в слитки в сом до 10 т. При содержании силикатной глыбы в смеси меное 1% (по объем не образуетс  достаточное количество жидкоподвижного шлака, в результате чего не обеспечиваетс  эффектив на  .защита металла от окислени  и на углероживани  рафинирование металла от неметаллических включений и образование шлакового гарнисажа по всей высоте изложницы, что ухудшает качество слитка и проката и ограничивает сферу применени  смеси узким сортаментом ст.алей. Увеличение содержани  силикатной глыбы в смеси более 2% по объему также нерационально, так как при этом уменьшаетс  содержание перлита и повышаетс  объемный вес смеси, что ухудшает ее теплоизолирующие свойства. Кроме того, при высоком содержании силикатной глыбы в смеси образуетс  излишне много шлака, в результате чего существенно повышаетс  толщина шлакового гарнисажа, что затрудн ет оЧистку изложниц при их подготовке к последующей плавке. Содержание перлита в смеси однозначно определ етс  содержанием графита и силикатной глыбы. Теплоизолирующую шлакообразующую смеси приготавливают из порошкообразных компонентов фракций 0,01-1,5 мм. Смесь примен ют в порошкообразном или гранулированном (гранулы размером до 5 мм } виде, помеща  ее в бумажных пакетах на дно изложницы перед разливкой стали. Расход смеси составл ет 1-3 .кг/т (з-8 л/т) стали/ увеличива сь по мере повышени  веса и поперечного сечени  отливаемых слитков . Сталь разливают в несмазанные .. изложницы, утепление прибыльной части рлитка люнкеритом не производ т. Разливку стали до 1/4-1/3 высоты изложницы производ т зa eдлieннo, не допуска  бурлени  и оголени  зеркала металла в центре изложницы, в дальнейшем разливку продолжают по обычному режиму. в табл. 1 приведены составы смесей известной и предлагаемой. Таблица 1

Добавка на онове углерода - аморфный графит

Силикатна  глыба

Теплоизолирующий материал - вспченный перлит

Теплоизолирующий материал - каменноугольна  зола

Результаты испытаний смесей в услови х разливки различных марок ста- 65

3-15

10

15

2- 5

1,5

93 92,5 83 92 88

80-95

лей дл  получени  слитков весом от 2,8 до 18 т приведены в табл. 2.

Гч|

(О

tr s t; ю

(TJ

Claims (2)

1. н 981455 Из данных табл. 2 следует, что предлагаема  смесь обеспечивает сни жение содержани  окислов железа в шлаке в 3-4 раза, за счет чего угар легирующих элементов в корковой зоне слитка снижаетс  с15-25до , 4-10 относ %. Кроме того количество дефектов на 1 дм поверхности слитка уменьшаетс  в 2,5-3 раза, загр зненность неметаллическими включени ми корковой зоны слитка, точечна  не-. однородность, пористость и ликваци  снижаютс  на 0,5-1 балл. Таким образом, эта смесь позвол ет улучшить качество литого и деформированного металла и за счет этого расширить область применени  тепло-15 изолирующих шлакообразующих смесей при получении слитков из легированных и низкоуглеродистых сталей. Формула изобретени  1. Теплоизолирующа  шлакообразу-20 юща  смесь дл  получени  стальных 610 слитков, включгиоща  аморфный графит, силикатную глыбу и теплоизол ционный материал, отличаю щ.а с  тем, что, с целью улучшени  качества литого и деформированного слитка из легированных и низкоуглеродистых сталей, она содержит ингредиенты в следующем соотношении, об.%: Аморфный графит 5-15 Силикатна  глыба 1- 2 Теплоизол ционный материалОстальное 2. Теплоизолирующа  шлакообразующа  смесь по п. 1, отличающ а   с   тем, что в качестве теплоизол ционного материала она содержит вспученный перлит, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе -j Авторское свидетельство СССР 348288, кл. В 22 О 27/06, 1970.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 448064, кл. В 22 О 27/06, 1971.