SU984663A1 - Шлакообразующа смесь - Google Patents

Description

(54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСБ

1

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к разливке металлов под шлакообразующими материалами.

Шлакообразующие материалы и смеси наход т широкое применение при разливке металлов и сплавов дл  улучшени  условий кристаллиз,ации металла, повышени  качества поверхности слитка и защиты металла от вторичного окислени  1.

Известны шлакообразуюш,ие смеси, включаюш .ие в качестве основных компонентов окислы кремни , алюмини  и кальци , а также флюсуюш,ие соединени : фториды, карбонаты, борсодержащие соединени , окислы железа или вешества, содержашие их; кроме того в состав смесей ввод т углерод 2 и 3.

Однако применение данных шлакообразуюш .их смесей не обеспечивает полностью защиты металла от вторичного окислени , они создают недостаточно благопри тные услови  дл  кристаллизации металла, не обеспечивают достаточного качества поверхности слитков.

Известна шлакообразующа  смесь, включающа  SiOa, , FeO, CaO, MgO

( -f K2O). C, плавиковый щпат, кальцинированную соду 4 ,

При разливке металла с использованием указанной смеси реакци  окислов железа и углерода, а следовательно, и пенообразо5 вание не получают существенного развити , так как мало количество окислов железа (3-10%). Углерод смеси расходуетс  здесь в основном на уменьшение окислительного потенциала газовой фазы, снижа  при

10 этом, вторичное окисление металла. Кроме того, наличие в смеси плавикового шпата (Ч-6%), кальцинированной соды (I-7%), Na2O, КгО (0,2-4%) снижает температуру плавлени  и в зкость образующегос  при разливке сло  шлака, но не  вл етс  оп5 тимальным, так как указанные вешества летучи и токсичны, резко снижают устойчивость шлаковой пены.

Наиболее близкой к пр.едлагаемой по технической сушности и достигаемому эффек20 ту  вл етс  шлакообразующа  смесь дл  разливки стали, включающа  двуокись кремни , окись алюмини , окись кальци , окись магни , углеродсодержащий материал и окислы железа 5. Однако данна  смесь обеспечивает улучшенное качество лишь при разливке сифонным способом; она не образует при разливке сверху устойчивой шлаковой пены. Кроме этого, наличие в смеси большого количества окислов шелочных металлов также значительно снижает устойчивость шлаковой пены. Сравнительно невысока  термичность ,смеси не позвол ет в короткое врем , характерное дл  условий разливки стали сверху, образовать шлаковый расплав. Образовавшийс  слой шлакового расплава, содержаидий окислы П1.елочных металлов, обладает теплопроводностью пор дка 1 - 12 ВТ/МГрад. Слитки, полученные при использовании данной шлакообразуюшей смеси , имеют недостаточно высокие показатели качества поверхности и головной части слитка. Целью изобретени   вл етс  повышение качества поверхности и головной части слитка за счет снижени  теплопроводности и повы пение устойчивости шлаковой иены при разливке сверху. Дл  достижени  указанной цели шлакообразующа  смесь дл  разливки стали, включаюш ,а  двуокись Кремни , окись алюмини , окись кальци , окись .магни , углеродсодержащий материал и окислы железа, дополнительно содержит карбид кремни  при сле дующем соотношении ингредиентов, вес. %: Двуокись кремни  Окись алюмини  Окись кальци  Окись магни  Углеродсодержаший материал 10-30 0,1 - 10 Карбид кремни  Остальное Окислы железа Указанное выше соотношение компоне тов позвол ет получить шлак, обладающий в начале разливки невысокой температурой плавлени , низкой в зкостью. Плавление шлака практически не сопровождаетс  потер ми тепла. При его образовании вследствие взаимодействи  окислов железа, углерода и карбида кремни  выдел етс  значительное количество окиси углерода. Это приводит к уменьшению (из-за образовани  пены) удельной массы шлака, получению высокого сло  шлака, способность гасить кинетическую энергию струи металла и обладаюш.его высокими теплоизолируюшими свойствами. Высокое содержание окис лов железа в смеси приводит к образованию легкоплавкого и относительно малов зкого шлака. Общее количество углерода, необходимое дл  наиболее полного восстановлени  окислов железа, а тлкже дл  защиты металла от окислени , составл ет в зависимости от содержани  окислов железа 10-30% Карбид кремни ,  вл юшийс  экзотермическим восстановителем окислов железа снижает необходимые дл  нагрева и шлакообразовани  затраты тепла. Кроме того, карбид кремни  реагирует с окислами железа с выделение.м газообразного продукта - окиси углерода (СО), способству  образованию шлаковой пены. Соотношение между исходным содержанием Si02, СаО, вз то таким, чтобь после восстановлени  окислов железа из начального легкоплавкого и жидкоподвижного высокожелезистого шлака к концу разливки образовалс  шлак с температурой плавлени  пор дка 1500°С и в зкостью 0,5 П-с/м. В результате хими-. ческого взаимодействи  карбид кре.мни  превраш.аетс  в двуокись кремни . Поэто.му минимальное и максимальное количество SiO2 в исходной смеси ограничено 15 и 45°/о. Происход щее к концу разливки металла увеличение в зкости шлаков, обусловленное изменением их состава, рост гетерогенности шлака способствуют удержанию пузырьков СО в шлаке: устойчивость шлаковой пены растет. Дл  увеличени  стабильности шлаковой иены в состав смесн ввод т MgO. Этот окисел совместно с SiO, СаО (MgO до 10°/о) приводит к увеличению в зкости поверхностного с;1о  расплнва. Указанное выше содержание окиси магни  увеличивает устойчивость шлаковой пены и при этом практически не измен ет температуру плавлени  и в зкость получаюшегос  в конце разливки шлакового расплава (1500°С и 0,5-1,5 Н-с/м2). Шлакообразуюшую смесь можно составить из следуюших компонентов, вес. %: Пример 1. 30-60 Конверторный шлам Шлак производства 30--60 ферросилици  ДревесноОстальное угольна  мелочь Пример 2. Шлак мартеновского производства Кислый электропечной шлак Кремнезем Окись кокса Пример 3. 30-60 Колошникова  пыль 30-60 Шлам газоочистки 10-20 Аморфный графит В качестве примера провод т разливку стали 45 СП. Составы шлакообразующих смесей, ил™стрирующих изобретение и использованных при разливке, приведены в табл. 1. Свойства слитков, полученных с использованием составов 1-7, приведены в табл. 2. Как следует из табл. 1 и 2, поверхность слитка нуждаетс  в .меньшей зачистке и обрезь головной части меньше, если при разливке используют предлагаемые шлакообразующие смеси. В составе таких смесей отсутствуют дефицитные компоненты, а также химические соединени , служащие источниксм токсичных выделений в окружающую атмосферу. Использование смесей позвол ет улучщить качество поверхности, снизить количество обрези головной части слитка.

Шлаковый слой обладает меньшей теплопроводностью , сильнее снижает разбрызматериал Карбид кремни 

Окислы щелочных металлов

Качество поверхности , % напорченной поверхности

Глубина распространени  усадочной раковины, %

13

гивание металла на стенки изложницы, гасит колебани  поверхности кристаллизующегос  металла и улучщает услови  формировани  поверхности и головной части слитка. Экономический эффект от внедрени  шлакообразующей смеси на металлургическом комбинате составит 100 тыс. руб. в год.

Таблица 1

10

Таблица 2

1А

13,5

15

13

Claims (5)

1.Ефимцв В. А. Разливка и кристаллизаци  стали. М., «Металлурги , 1976, с. 453

2.Патент США № 3937269, кл. 164-73, 1973.

3.Патент Франции, №2314785, кл. В 22 D 1/00, 1978.

4.Авторское свидетельство СССР № 262923, кл. С 21 С 7/00, 1968.

5.Авторское свидетельство СССР № 770648, кл. В 22 D 7/00, 1980.