Интенсификатор кипения

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 789209(51)М. Кл. В 22 0 7/00 В 22 О 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30. 12. 80(7 ) Заявитель Институт проблем литья АН Украинской С(54) ИНТЕНСИФИКАТОР КИПЕНИЯ Изобретение относится к металлур. гии, а иМенно к составам интенсифицирующих смесей, применяемых при получении слитков кипящей стали.Известно, что получение качественных слитков с наружной корочкой достаточной толщины при больших скоростях разливки обеспечивается применением интенсификаторов кипения различного состава как в порошкообразном, так и в брикетированномвиде 111 и 21.Недостатками известных порошкообразных интенсификаторов являются постоянство состава жидкой окислительной шлаковой Фазы, образующейся при их вводе в металл, а также затруднения, возникающие при их изготовлении и применении.Это объясняется изменением химического состава жидкого шлака, вызванного различием компонентов, входящих в состав смеси как по фракционному составу, так и по их физико- химическим свойствам. Колебание размеров частиц от 0,1 до .5 мм приводит к сепарации смеси во время ее ввода, выдуванию мелких и легких частиц, а различие свойств - к разложению легкоплавких кислородсодержащих сос.тавляющих до.соприкосновения с металлом.Брикетирование же порошкообразнЫхсмесей известных составов позволяет исключить ряд их недостатков, однако в этом случае возникают трудности, связанные с получением и использованием брикетов, которые заключаются в отсутствии простого способа о брикетирования смесей и осложнениямив применении их из-эа плохого или раннего растворения брикетов в металле в процессе отливки слитков.Существующие способы получения бри кетов из известных составов смесейвключают ввод в исходные для брикетирования смеси связующих веществ, сушку готовых брикетов для их упрочнения. Применение таких брикетов при 20 больших скоростях наполнения изложниц не обеспечивает эффективного их воздействия на кипящую сталь иэ-за плохого растворения брикетов, вызываемого наличием связующих веществ, эа держивающих растворение их в металле.При скоростной же разливке интенсификаторы кипения должны вызывать устойчивое интенсивное кипение ме-.талла в изложнице напротяженик все го времени отливкв, слитка. Это должно обеспечивать формирование достаточно .толстой и плотной корковой эоны у слитков кипящей стали, являющейся определяющим фактором при оценке качества слитка. Однако, в связи с тем, что донная часть слитков формируется в условиях быстро нарастающего ферростатического давления, снижается интенсивность кипения металла на этих горизонтах, а это приводит к получению слитков в утоненой наружной корочкой, пораженной порами и канальцами. При прокатке таких слитков на слябах и листах образуются дефекты типа сотовых рванин и грубых плен.Кроме того, поскольку порошкооб-разный интенсификатор присаживается в виде смеси компонентов с различными Физико-химическими свойствами, то присаживается в виде смеси компонентов в совместном вводе их в а металл интенсивно охлаждаемой донной части происходит запутывание более тугоплавких частиц: обеспечить же раздельное введение составляющих для обработки разных частей слитка, тем более изменение режима доэирования их в условиях высоких скоростей наполнения не представляется возможным.Наиболее технологичным способом воздействия на процесс газообраэоваиия и газовыделения является разливка кипящей стали с применением интенсификаторов кипения в виде брикетов, рационально выбранный состав которых обеспечит активную доставку нужного количества кислорода к фронту затвердевания как в период Формирования донной части слитка, так и его вышележащих эон, что обеспечит получение слитков с толстой и плот ной наружной корочкой по всей его высоте. Поскольку получение брикетов из известных интенсифицирующих смесей заключается в добавке в их состав связующих веществ, то все это не только усложняет их производство, что нежелательно, но и вызывает осложнения с применением из-за снижекия эффективности их воздействия, вызванного сравнительно длительным сохранением Формы брикеты беэ его расплава, что задерживает взаимодействие частиц его с металлом.Наиболее близкой к оПисываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь, интенсифицирующая процесс кипения при разливке кипящей стали, содержащая вес.:Прокатная окалина 82-84Натриевая селитра 10-12Плавиковый шпат 5-7 влажность которой должна составлять не более 0,5 121 . Недостаток интенсифицирующей смеси состоит в том, что, хотя общее количество кислорода, вносимое смесьюэа время наполнения слитка и достаточно для создания интенсивного кипения, однако, равномерный ввод прискоростной разливке не обеспечивает достаточно толстой и плотной наружнойкорочки в донной части слитков, которая Формируется при быстро нарастающем ферростатическом давлении,так как при больших скоростях наполнения количества. кислорода, поступающего из селитры на протяжении времени Формирования донной части, явнонедостаточно для создания условий,обеспечивающих рост и выделения пузырьков СО, а содержащаяся окалина,обладая высокой температурой плавления, к этому времени не успевает расплавиться и сформировать окислительный железистый шлак.Ранняя же присадка смеси с цельюподвода максимально возможного ко".личества кислорода, выделяющегосяпри разложении селитры для формирования донной части, приведет к запутыванию частиц окалины в металле интенсивно охлаждающейся донной части.Кроме того, известный состав смеси не позволяет ее брикетировать простым способом (метод сухого прессования). Ввод жв в эту смесь связующихвеществ приводит, кроме удорожанияи значительного усложнения технологии производства брикетов, к ухудшению контакта составляющих брикетас металлом в результате трудностиего расплава и ошлакования, что вызовет дополнительную задержку начала протекания реакций газообраэования, а это, в свою очередь, приведет к формированию у слитка в его донной части утоненной наружной корочки, пораженной газовыми каналь ами,поскольку скорость реакции гаэообразования будет меньше скорости кристаллизации иэ-за дефицита в кислороде.Цель изобретения - получение бри-кета без применения связующего и повышения качества слитка за счет получения плотной наружной корочки повсей высоте слитка.Цель достигается тем, что интенсификатор содержит вышеуказанные компоненты в следующем соотношении,вес.Прокатная окалина 70-75Натриевая .селитра 15-20Плавиковый шпат 5-10а влажность его составляет 1,0-2,5.Применение интенсифицирующей смеси предлагаемого состава и влажностиобеспечивает брикетирование ее придавлении прессования 280-ЪОО ати безприменения связующих веществ. Этопозволяет исключить как ряд технологически трудных операций, так и от789209 казаться от применения сушильных агрегатов, что значительно упрощаеттехнологию производства брикетов. Приприменении брикетов из укаэанной смеси при скоростной разливке сталей ониобеспечивают интенсивный подвод кислорода к фронту кристаллизации на всемпротяжении поступления металла в изложницу.Поскольку удельный вес брикетаменьше жидкой стали, то он все время поступления стали в изложницувсплывает и будет некоторое время находиться во взвешенном состоянии ипо образованию подушки жидкого металла 80-100 мм распадается: все количество легкоплавкой составлякщей (селитры) брикета будет воздействоватьна нижние уровни металла слитка,т.еего донную часть.Количество кислорода, образующегося при разложении селитры и доста- Являемое к фронту затвердевания, гдепроисходит рост и выделение газовыхпузырей, будет достаточным для интенсивного протекания реакции обез-углероживания в течение Формирова- рния донной части.Тугоплавкая же составляющая смеси, обладая некоторой инерционностьюфизико-химического воздействия,обусловленной времени на прогрев,плавления и формирование окислительного железистого шлака, будет работать на уровнях, лежащих выше донной части (600-700.мм, считая от низа слитка). Тип интенсифи катора Характеристика получаемых брикетов и дымовыделения Толщина наружной корочки в донной части слитка, км Плавиковый шпат Натриеваяселитра Прокатная окалина Прочные. Выделения в пределахнормы 15-17 Прочные. Выделения на 10"15 ниже нормы 14-16 Достаточная прочность. Выделенияниже на 10-15допустиьаас концентраций 14-15 20 70 Смесь при влажности менее 1,0 и при максимальном давлении прессуется плохо, брикеты получаются нечеткой формы, обладают пониженной прочностью, что вызывает затруднения при транспортировке их и присадке стро- Я "го определенного, количества в изложницы.Если же влажность смеси выше 2,5, то такой брикет, попадая в жидкую сталь, приводит к хлопкам и даже вы Составляющие смесиЩ 72-73 17-18 7-8 Таким образом, будет достигнуто последовательно снижение кислородом металла нъ различных уровнях слитка в процессе его отливки. Пределы по содержанию окалины и натриевой селитры обеспечивают подвод требуемого количества кислорода к Фронту кристаллизации во время наполнения слитка, эффективного использования смеси и допустимого загрязнения атмосферы цеха токсичными выделениями. Так, при содержании в смеси окалины более 75, кроме осложнениЯ, связанных с брикетированием (значительно уменьшается прочность брикетов) наблюдается утонение корочки в донной части слитков иэ-эа недостаточно интенсивного кипения, вызванного уменьшением доли кислорода, вносимого легкоплавкой составляющей, т.е. селитрой. При использовании смеси с содержанием окалины менее 70 брикеты получаются достаточно прочными, однако, при использовании их при разливке стали выделяется повышенное, ваде предельно допустимых концентраций, количество токсичных соединений, так как доля селитры в этом случае увеличивается до 30. Поэтому содержание окалины в составе интенсификатора находится в пределах 70-75. Пределы по валжности смеси выбраны нз расчета облегчения прессования смеси и безопасности ее применения. бросам металла вследствие разложения избыточного количества влаги.Данные о влиянии состава смеси на технологические свойства брикетов и дымовыделение при их растворении в металле представлены в таблице.укаэанную смесь можно брикетировать беэ связующих веществ, что позволяет исключить ряд технологических операций и отказаться от применения сушильных агрегатов. Получаемые бри789209 Формула изобретения Составитель И,ЖуринаРедактор М.Ликович Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга.Заказ 8935/9 Тираж 889 ПодписноеВНИИПИ государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кеты обладают прочностью, достатоЧ- ной для транспортирования их и присадки в изложницы.Полученные брикеты весом 4,5-5 кг испытали при разливке стали марки 08 кп в слитки весом 19-23 .т со скоростью 5-6,м/мин. Перед разливкой бри- ф кеты присаживали на дно изложниц. В процессе заполнения изложниц металлом брикеты, имея меньший удедьйый вЕс., чем жидкая сталь, быстро всплывает и через 1,5-2 с распадаются. Нри этом наблюдается интенсивное выделение дыма. Через 7-10 с выделение дыма снижается, что свидетельствует о срабатывании легкой составляющей брикета (селитры). После этого в реакцию всту пает плавиковый шпат и окалины. Таким образом, обеспечивается подвод кислорода к металлу в соответствии со скоростью разливки и физико-химическими свойствами компонентов, входящих Я в состав смеси.Применение брикетов, изготовленных из смеси предлагаемого состава, обеспечивает интенсивное кипение металла в изложницах и получение качественных слитков с минимальным количеством поверхностных дефектов (плен) и с плотной наружной корочкой толщиной 15-40 мм против 10-30 мм в случае применения порошкообразного интенсификатора.Прокатка опытных слитков показала, что применение брикетов позволяет снизить отсортировку горячеката ных листов по пленам на 5-10. Интенсификатор кипения, содержащий окалину, натриевую селитру, плавиковый шпат, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения брикета без применения связующего и повышения качества за счет получения плотной наружной корочки по всей высоте слитка, она содержит указанные компоненты при следующем соотношении,вес.%;Прокатная окалина 70-75Натриевая селитра 15-20Плавиковый шпат 5-10при этом влажность интенсификаторасоставляет 1,0-2,5.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 2854329,кл. 22-192, 1968.2. Авторское свидетельство СССР9 212297, кл. В 22 0 7/00, 1966.