Синтетический шлак

ге агг СПУБЛЙН 1 С 5 21 2 1/44, ООУДАРО ПО ДЕЛАМ ТЕНИ ОРС включ елочн ек,Л.И.Даовецкий вязкостиуокисього шлалак приентов,ий ордзавод во ССС971.СССР974. 5 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ, И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО У СВИДЕТЕЛЬСТ(531 669.046. 58 088. 8)56 1. Авторское свидетель9 349724, кл. С 21 С 5/54,2.Авторское свидетельст9 505698, кл. С 21 С 5/54,(54)(57) СИНТЕТИЧЕСКИЙ ШЛАКющий доменный шлак и окислыметаллов, о т л и ч а ю щ итем, что, с целью пониженияон дополнительно содержит д.-кремния, а в качестве доменка, - обессеренный доменный шследующем соотношении комповес.Ъ:ОбессшлакОкисметалДвуок еренный доменный60-8 лы щелочныхлов 10-2 ись кремния 10-2Изобретение относится к металлур. гни и может быть использовано при погружном нагреве стальных слитков и заготовок под обработку давлением, в частности при нагреве шлаковой ванны факелом погружения и при разливке.В металлургии при обработке металлов и сплавов применяются шлаки и флюсы на основе солей, чаще всего хлоридов и фторидов, а также оксидов. Флюсы, содержащие хлориды и фториды, применяют, в основном, при выплавке цветных металлов и ,сплавов.Известен синтетический шпак, применяемый при разливке стали, содержащий доменный шлак с окислами щелочных металлов, при следующем соотношении компонентов, все,%: доменный шлак 75-90, окислы щелочных металлов 10-25 )11Укаэанный синтетический шлак малопригоден для нагрева в нем стальных слитков и заготовок под обработку давлением из-за резкого падения вязкости с уменьшением температуры (является так называемым "коротким" ылаком 1. При низких температурах (1100 фС) такой шлак теряет подвижность, при высоких (до 1350 ОС) - содержащаяся в доменном шлаке в большом количестве до 2,5) сера переходит в поверхностные слои раэогреваемого в нем твердого металла.Наиболее близким к .предлагаемому является синтетический шлак 23 содержащий доменный шлак, окислы щелочных металлов и окислы бора, при следующем соотнсшении компонентов, нес.:Доменный шлак 75-85Окислы щелочныхметаллов 5-10Окислы бора 10"15В данном шлаке добавка окислов бора понижает температуру плавления и поверхностное натяжение шлака без существенного увеличения вязкости шлака. Пониженное поверхностное натяжение такого шлака приводит к улучшению смачивания им поверхности разогретого твердого металла. Но при последующей обработке металла давлением - ковкой, штамповкой, прокаткой - такой шлак, как и,"короткий", имеющий повышенную вязкость в низко- температурной области, вминается в поверхность слитков и с трудом отних отделяется.Цель изобретения - понижение вязкости шлака./шлаке серы нет. 50 55 5 30 15 20 25 30 35 40 45 Поставленная цель достигается тем, что синтетический шлак, включающий доменный шлак и окислы щелочных металлов, дополнительно двуокись кремния, а в качестве доменного шлака - обессеренный доменный шлак при следующем соотношении компонентов, вес.:Обессеренный доменныйшлак 60-80Окислы щелочныхметаллов 10-20Двуокись кремния 10-25В предлагаемом шлаке добавка к доменному шлаку окислов щелочных металлов в количестве 10-20 обусловливает снижение температуры размягчения синтетического шлака, а внесение 10-20 кремния делает шлак более "длинным", снижая его вязкость при низких температурах (1100 ОС).Синтетический шлак готовят следующим образом.В начале с помощью факела расплавляют некоторое количество доменного шлака, затЕм в него погружают факел в дальнейшем наплавляют ванну с помощью погружного факела) . Потом засыпают в ванну добавки и растворяют их, перемешивая расплав погруженными в него струями пламени. В процессе продувки доменного шлака при его предварительном нагреве до высокой температуры 1400-1500 фС) происходит выдувание серы из шлака, практически до следов. Например, при расходе 60 м/ч природного газа на 1 т доменного шлака при коэффициенте расхода кислорода равном единице концентрация серы снижается до следов после 15-20 мин продувки при температуре расплава 1450 аС. Кроме того, и в процессе нагрева слитков шлак непрерывно продувается факелом, поэтому начальное содержание серы в доменном шлаке прктически не имеет значения - в конечном синтетическом Выплавляют различные шлаки при добавлении в предварительно обессе ренный доменный шлак окислов щелочных металлов и двуокиси кремния.Затем определяют температуру плавле;ния шлаков в микропечи с платиновымподогревателем и их текучести прн1400 и 1100 С в соответствии со стандартной методикой, замеряя длинустолбика растекшегося шлака, выпитого в спиральную графитовую улитку. Состав и свойства зкспериментальлых шлаков приведены в таблице,1076460 Состав Содержание, вес.Текучестьпри 11000 С фсм Текучесть Темпеапри 1400 С, тура, Ссм Оксилы ще- Двуокисьлочных ме- кремнияталлов Доменный шлак1170 210 100 25 180 900 25 200 50 80 1050 215 7,5 7,5 1240 150 20 75 245 170 890,15 25 60 120 910 250 20 75 1150 140 10 30 60 200 10 160 990 10 80 185 920 230 25 20 55 165 220 930 14 23 10 63 Окислы щелочных металлов (НогО и К О) вводят в шлаки, добавляя в шихту кальцинированную соду и силикатную глыбу (составы 3,4,7,9 и 10) или только кальцинированную соду (составы 2,5,6 и 8). Двуокись кремния вводят в шлаки, засыпая вшихту силикатную глыбу (составы 3,4,7,9 и 10 или кварцевый песок (составы 2,5,6 и 8) .Как видно иэ данных таблицы, получают "длинные" шлаки 2,5,8-10, которые имеют текучесть, сравнимую (достаточно высокую)при 1400 и 110 РС, и температуру плавления ниже 1000 ОС. Однако шлаки 2 и 5 непригодны для введения в них теплошлакового нагрева стальных заготовок, так как поверхность последних разъедается в процессе нагрева вследствие повышенного содержания окислов щелочных металлов. Таким образом, только шлаки 8-10 можно рекомендовать для теплошлакового нагрева в них стальных заготовок под обработку давлением.При введении в синтетический шлак окислов щелочных металлов менее 0 его температура плавления снижается незначительно, синтетический шлак с содержанием окислов щелочных металлов более 20 Ъ разъедает заготовки в процессе нагрева и теряет в процессе продувки избыток термодинамически относительно некрепких окислов 80 г 0 и КгО. При введении кремнезема менее 10 синтетический шлак "короток", т.е, его вязкость резко возрастает при уменьшении темпера. - 30 туры, а введение в синтетическийшлак двуокиси кремния более 20делает его излишне вязким в высокотемпературной области, что не даетвозможности хорошо перемещать шлак 35 факельными струями.Входящие в состав шлака в предлагаемом количестве окисные соединения обеспечивают стабильныйхимический состав шлаКового распла ва при рабочих температурах нагреватвердого металла (1100-1400 С)Шлак предлагаемого состава имеетт.пл. 920-990 ОС, т.кип. 1620-1680 С,вязкость при 14001 С 8-15 Па.с прио45 1200 С 20-30 Па с.Примеры составления шлака иэ различных материалов, вес. : силикатнаяглыба 20; кальцинированная сода 17,доменный шлак обессеренный 63 илисиликатный песок 18; сода кальцинированная 22, доменный шлак обессеренный 60. Синтетический шлак готовят, например, сплавлением компонентов в тигле 55 с помощью газокислородного факела,В процессе приготовления синтетичес. кого шлака из доменного шлака удаляется (выжигается) сера, поэтому в готовом синтетическом шлаке сера от сутствует.Пример химического состава синтетического шлака, весЪ; сО 38,78107 б 46 0 Составитель Г, НазароваРедактор В,Петраш Техред М,Тепер Корректор В, Бутяга Заказ б 54/23. Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП 1 Патентф, г,ужгород, ул.Проектная,4 Предлагаемый синтетический шлак более длинный" обладает более низкой температурой плавления, чем известные. Технический эффект от применения синтетического шлака обусловлен пониженной вязкостью как в низко-, так и в высокотеьбпратурной оЬАасти, в связи с чем наблюдается меньший унос шлаковой пыли с отходящими газами, улучшенное перемешивание шлаковой ванны факелами, что интенсифицирует теплопере.10 дачу к слитку, ускоряет нагрев метал-.ла, тем самым обеспечивает зкономиютепла (сжигаемого природного газа).Слитки нагреваются более равномерно,беэ локальных перегревов. Исходнаяокалина растворяется в предлагаемомшлаке лучше.Экономический эффект от внедренияпредлагаемого синтетического шлакапо предварительной оценке составляетболее 200 тыс.руб.