Интенсификатор кипения стали

(19) И 04 В 22 Р 7 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ ТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Донецкий политехнический институт и Магнитогорский металлургический комбинат им, В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССРУ 1069927, кл. В 22 0 7/00, 1983.Авторское свидетельство СССРМф 1125091, кл, В 22 П 7/00, 1984,(54) ИНТЕНСИФИКАТОР КИПЕНИЯ СТАЛИ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при разливке кипящей стали, Цельизобретения - повышение качества слитка. Интенсификатор кипения стали включает углеродосодержащий материал, сульфитно-спиртовую бардуи оксид бора при следующем соотношении компонентов, мас. Е: оксид бора 4-18, сульфитно-спиртовая барда6-14, углеродистый материал остальное. Вещества, входящие в состав интенсификатора, смешивают и наносятна поддон изложницы. Толщина слоясоставляет 10-30 мм, а его масса -5,0-6,5 кг для 20 т слитка. Интенсификатор позволяет повысить механические свойства металла за счет микролегирования стали бором, сформировать достаточно прочное защитноепокрытие поддона, интенсифицироватькипение стали у стенок изложницы иповысить качество слитка за счетувеличения толщины здоровой корки.1 табл.Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке кипящей стали,Целью изобретения является повышение качества слитка.Предлагаемый интенсификатор кипения стали включает углеродсодержащий материал, сульфитно-спиртовую барду, оксид бора при следующем со - отношении компонентов мас,7;Оксид бора (ВО) 4-18Сульфитно-спиртоваябарда 6-14Углеродистыйматериал ОстальноеПриведенный состав равномерно наносят на горячий. поддон слитка, По мере нагрева интенсификатора происходит дальнейшее растворение оксида бора в водном растворе сульфитноспиртовой барды, испарение влаги и формирование надежной связи между зернами углеродистой основы. Связующее состоит иэ твердого геля, который образуется при разложении лигносульфонатов, и закристаллизовавшегося оксида бора, что обусловливает высокую механическую прочность наносимого слоя и его прочное закрепление на поддоне.При попадании металла в изложницу слой углеродистого интенсификатора предохраняет поддон от размывания и вызывает интенсивное донное кипение стали в течение наполнения слитка за счет взаимодействия твердого углерода с кислородом расплава. Донный барботаж металла при формировании корковой зоны слитка кипящей стали способст-вует усилению массопередачи на кристаллизующуюся поверхность. Кроме того, процесс сопровождается снижением содержания растворенного кислорода из-за раскисления стали твердым углеродом. В результате этого происходит замедление реакции между твердым углеродом и кислородом металла., Однако в результате нагрева интенсификатора теплом жидкой стали происходит восстановление оксида бора твердым углеродом с выделением газообразных продуктов реакции. Это приводит к усилению пневматического перемешивания расплава независимо от степени его раскисления, увеличивает интен-сивность кипения на стенках изложницы и способствует равномерному распределению бора в теле слитка, Бор10 15 20 является сильным нитрндообразующим элементом. Даже при его концентрации 0,001-0,0067. обеспечивается устойчивость кипящей стали к старению.Однако при высокой окисленности металла в ряде случаев этот эффект нивелируется.Предлагаемый интенсификатор позволяет растворять восстановленный бор в наиболее раскисленной зоне металла - у поверхности твердого углерода, что обеспечивает его высокое усвоение сталью. Кроме того, в результате взаимодействия углеродистого интейсификатора с кипящей сталью снижается и общий уровень окисленности слитка, что создает благоприятные условия для микролегирования и повышает устойчивость стали к старению.Таким образом, наличие в составе интенсификатора оксида бора позволяет повысить механические свойства металла за счет микролегирования стали бором, сформировать достаточнопрочное углеродистое покрытие поддона, интенсифицировать кипениестали у стенок изложницЫ и повы-сить качество. слитка за счет увели-, З 0 чения толщины здоровой корки.Установлено, что при формировании углеродистого покрытия поддонас содержанием оксида бора ниже 47происходит миграция связующего вниз, 35обеднение им верхних слоев интенсификатора, что приводит к разрушениюи отрыву верхней части покрытия припопадании первых порций металла визложницу.Если в составе интенсификаторанаходится 4-187 оксида бора, то сформированное углеродистое покрытие имеет равномерную реакционную способность и механическую прочность. Интенсификатор не разрушается в контакте с жидким металлом, равномернорасходуется, способствует получениюкачественной корки слитка и повышению механических свойств стали в результате микролегирования бором,При содержании оксида бора в составе интенсификатора более 187. происходит разрушение покрытия в ходенаполнения изложницы из-за окисления оксидом бора и ослабления связимежду зернами углеродистой основы.Сульфитно-спиртовая барда, входящая в состав предлагаемого интенспфикатора, выполняет роль связующегослитка.При содержании сульфитно-спиртовой барды более 142 интенсификатор частично разрушается газами, которые35 образуются в результате ее возгонки, Это приводит к отрыву покрытия от под дона, вследствие чего не достигается донный барботаж расплава, а следовательно, и интенсификация кипения ста ли в изложнице.Предлагаемое сочетание ингредиентов в составе интенсификатора позволяет закрепить его на поддоне, повысить качество поверхности и внутренней структуры слитка и уменьшить склонность кицяпей стали к старению. Кроме того, примецение интенсификатора обеспечвяет защиту поддонов от разрушения В контакте с жидким метал лом, стабилизацию и снижение окисленности стали, сокращение расхода алюминия на химическое закупоривание слитков и уменьшение расходного коэффициентаметалла ца первом переделе,Ввод в состав интенсификатора оксида бора позволяет получить прочное углеродистое покрытие поддона, ицтенсифицировят, донный барботаж,Й ц)сОх)11 яет 1 ок 1),1.це )а се Г отогоцци .е туч)х от ям)ряж 1 вяеця мс тялля в первьц момент ряз:инки.При соде 1)жяции сульфитцо-спиртовой барды в составе 111 тсцсиЕ)икяторе менее 67 затруднено получение гомогееиой массы и цадежцое сцелецие Гокрытия с чугуе 1 ным поддоееом. Масса всплывает ца зеркапо металла но время разливки и не выполняет своих функций микролегирования и интенсификации кипения стали в изложнице.Если в составе интенсификатора барда находится в пределах 6-147, то покрытие поддона имеет равномерную реакционную способность и достаточно высокую механическую прочность. Интенсификатор активно реагирует со сталью, вызывает и поддерживает интенсивное кипение металла не только в кипящей зоне слитка, непрерывно перемещающейся вверх в ходе разливки, но, что особенно важно, в нижней застойной зоне, где реакция окисления углерода заторможена ферростатическим давлением и создает условия для захвата пузырей растущим фронтом кристаллизации. Это обеспечивает получение достаточно толстой здоровой корки кипящего 1015202530 я слеп)вате:11 но, и перемениванс мс -тялля, улучшить структуру слитка, ятакже микролегировать стя.)е бором,В предлагаемом веществе оксид бора восстанавливается углеродистымматериалом, входящим в состав ицтенсификатора, поэтому результат микролегирования не зависит от содержания углерода в кипящей стали и ее окисленности.Интенсификатор кипения стали изготавливают из углеродистого. материала (коксика, термоантрацита с размером частиц 0-3 мм или графита), сульфитно-спиртовой барды и оксида бора. Вещества смешивают и равномерно наносят на поддон изложницы. Толщина слоя интенсификатора составляет 10-30 мм, а его масса 5,0 - 6,5 кг для 20 т слитка. При температуре поддона 120-140 С покрытие формируется в течение 15-20 мин с момента нанесения. Интенсификатор обладает прочностью на сжатие, равной 3,0 МПа, и на отрыв от чугунного поддона, равной 0,2 МПа, что обеспечивает его надежное сцепление с поддоном в ходе наполнения изложницы.При разливке кипящей стали с интенсификатором данного состава в сравнении с известным содержание кислорода в слитке снижается на 10- 207, в 1,5-2 раза повышается глубина залегания сотового пузыря, составляющая 10-19 мм. Кроме того, интенсификатор предлагаемого состава позволяет обеспечить качественное. химическое закупоривание слитка (таблица).Повышение механических свойствстали при использовании предлагаемо - го соотношения ингредиентов в составе интенсификатора характеризуется увеличением глубины лунки по Эриксену с 8,3-9,0 до 9,4-9,7 мм, что позволяет поднять выход годного металла при глубокой вытяжке.формула изобретенияИнтенсификатор кипения стали, содержащий углеродосодержащий материал е и сульфитно-спиртовую барду, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества слитка, он дополнительно содержит оксид бора при следующем соотношении компонентов,мас,7,:Оксид бора 4-181328061 Углеродистыйматериал Сульфитноспиртовая барда 6-14 Остальное Состав, % Интенси фикатор Наименование показателей Содержаниекислородав стали,% ОксидбораВ,о Коксик Сульфитно спиртовая барда Толщи на здо ровой корки слитКачаство закупоривания Содержание бора в стали,% Глубина лунки поЭриксену, мм Высота Плонаплывов мм щадьнаплывов,% ка, мм Предлагаемый1 92 5 О, 043 5-10 120 0,030 10-19 нет 2 90. 6 10 11 0 035 12 15 60 14 18 О, 035 10-16 нет 15 19 О, 045 9-10 100 3 79 66 5 11 О, 041 6-910 3 0,043 5-10 100 120 87 Огнеупорная глина Известный 8,5 50 0 7-12 50 0,040 12 б Составитель Е,Гендлина Редактор Г,Гербер Техред И.Ходанич Корректор С.ШекмарПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 3430/13 Тираж 740 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений.и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/5 100 следы 8,4 0 00015 94 20 0,0015 9,5 0 0,0025 9,7 70 следы 8,5 100 С,001 8,4 80 следы 8,5