Шлакообразующая смесь

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублики 984663(22) Заявлено 04.02.81 (21) 3283060/22-02 с присоединением заявки %в Гфеударствекнмй комитет 3) Приоритет д 3) УД К 62 . г 45, .58 (088.8) Опубликована 3.0.12.82. Бюллетень Ло 48Дата опубликования описания 05.01.83 по делам нзевретений и открытийГ. Ф. Коновалов Н. Ф. Бахчеев, Г н, В. И. Лурье,Ногтев ский институт ч ового Красного ут им. С. М, К(72) Авторы изобретен М. Цикарев, А. С. Чуркин Власов, М. Н. Рушковский Н. Селиванов, С. М. Швейи В П ны х,ФТа.,"гови а.уни.ц1 эв 4педова ьскии научно-и и Уральский политехнич рдена 1 рудский инстит 71) Заявите СМЕС ЛАКООБ РАЗУЮ(Ха О + КО), С, плавиковый шпат, калцинированную соду 4,При разливке металла с использоуказанной смеси реакция окислови углерода, а следовательно, и пенование не получают существенного ратак как мало количество окислов(3 - 10%) . Углерод смеси расхздесь в основном на уменьшение окисного потенциала газовой фазы, сниэтом, вторичное окисление металла.того, наличие в смеси плавикового(1 - 6%), кальцинйрованной соды (Ха О, КаО (0,2 - 4%) сйижает темру плавления и вязкость образупри разливке слоя шлака, но не являтимальным, так как указанные вещетучи и токсичны, резко снижают увость шлаковой пены. мои по тех му эффекизкои к предлагсти и достигаемпакообразующавключающаяалюминия, оклеродсодержа щ Наиболее бл нической сущно О ту является ш разливки стал кремния, окись окись магния, у и окислы железя смесь для двуокись сь кальция,ий материалющая смесь, О, СаО, МдО Изобретение относится к металлургии, вчастности к разливке металлов под шлакообразующими материалами,Шлакообразующие материалы и смесинаходят широкое применение при разливкеметаллов и сплавов для улучшения условий кристаллизации металла, повышения качества поверхности слитка и защиты металла от вторичного окисления 1.Известны шлакообразующие смеси, включающие в качестве основных компонентовокислы кремния, алюминия и кальция, атакже флюсующие соединения: фториды,карбонаты, борсодержащие соединения,окислы железа или вещества, содержащиеих; кроме того в состав смесей вводят углерод 2 и 3.Однако применение данных шлакообразующих смесей не обеспечивает полностьюзащиты металла от вторичного окисления,они создают недостаточно благоприятныеусловия для кристаллизации металла, необеспечивают достаточного качества поверхности слитков.Известна шлакообразувключающая 810 а, АОа, Ге вангем железа образозвития, железа одуется лительжая приКроме шпата1 - 7%), ператующегося ется оп-тва ле- стойчи 98466310 - 300,1 - 10Остальное 35 40 10 10 Однако данная 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 щелочных металлов так же значительно снижает устойчивость шлаковой пены. Сравнительно невысокая термичность смеси не позволяет в короткое время, характерное для условий разливки стали сверху, образовать шлаковый расплав. Образовавшийся слой шлакового расплава, содержащий окислы щелочных металлов, обладает теплопроводностью порядка в 12 ВТ/м град. Слитки, полученные при использовании данной шлакообразующей смеси, имеют недостаточно высокие показатели качества поверхности и головной части слитка. Целью изобретения является повышение качества поверхности и головной части слитка за счет снижения теплопроводности и 20 повышение устойчивости шлаковой пены при разливке сверху.Для достижения указанной цели шлакообразующая смесь для разливки стали, включающая двуокись Кремния, окись алюминия, окись кальция, окись магния, углеродсодержащий материал и окислы железа, дополнительно содержит карбид кремния при сле. дующем соотношении ингредиентов, вес. %:Двуокись кремния 15 - 45Окись алюминия 5 - 20ЗООкись кальция 1 О - 20Окись магния 1 - 10УглеродсодержащийматериалКарбид кремнияОкислы железа Указанное выше соотношение компонентов позволяет получить шлак, обладающий в начале разливки невысокой температурой плавления, низкой вязкостью. Плавление шлака практически не сопровождается по терями тепла. При его образовании вследствие взаимодействия окислов железа, углерода и карбида кремния выделяется значительное количество окиси углерода. Это приводит к уменьшению (из-за образова ния пены) удельной массы шлака, получению высокого слоя шлака, способность гасить кинетическую энергию струи металла и обладающего высокими теплоизолируюшими свойствами. Высокое содержание окислов железа в смеси приводит к образова нию легкоплавкого и относительно маловязкого шлака.Общее количество углерода, необходимое для наиболее полного восстановления окислов железа, а также для защиты металла от окисления, составляет в зависимости от содержания окислов железа 10 - 30%.Карбид кремния, являющийся экзотермическим восстановителем окислов железа,снижает необходимые для нагрева и шлакообразования затраты тепла. Кроме того, карбид кремния реагирует с окислами железа с выделением газообразного продукта -- окиси углерода (СО), способствуя образованию шлаковой пены. Соотношение между исходным содержанием % 02, Са О, А 1 Оз взято таким, чтобы после восстановления окислов железа из начального легкоплавкого и жидкоподвижного высокожелезистого шлака к концу разливки образовался шлак с температурой плавления порядка 1500 С и вязкостью 0,5 Н с/м, В результате химического взаимодействия карбид кремния превращается в двуокись кремния. Поэтому минимальное и максимальное количество ЯО 2 в исходной смеси ограничено 15 и 45%. Происходящее к концу разливки металла увеличение вязкости шлаков, обусловленное изменением их состава, рост гетерогепности шлака способствуют удержанию пузырьков СО в шлаке: устойчивость шлаковой пены растет. Для увеличения стабильности шлаковой пены в состав смеси вводят МдО. Этот окисел совместно с 510, СаО (МдО до 10%) приводит к увеличению вязкости поверхностного слоя расплава.Указанное выше содержание окиси магния увеличивает устойчивость шлаковой пены и при этом практически не изменяет температуру плавления и вязкость получающегося в конце разливки шлакового расплава (1500 С и 0,5 - 1,5 Нс/м"). Шла кообразующую смесь можно составить из следующих компонентов, вес. %:Пример 1.Конверторный щлам 3060Шлак производстваферросилиция 30 - 60Древесноугольная мелочь ОстальноеПример 2.Шлак мартеновскогопроизводства 40Кислый электропечнойшлакКремнеземОкись коксаПример 3.Колошниковая пыль 30 - 60Шлам газоочистки 30- 60Аморфный графит 10 - 20В качестве примера проводят разливку стали 45 сп,Составы шлакообразующих смесей, иллюстрирующих изобретение и использован. ных 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 нуждается в меньшей зачистке и обрез ь головной части меньше, если прпразливке используют предлагаемые шлакообразующие смеси. В составе таких смесейотсутствуют дефицитные компоненты, а так984663 Таблица 1 Ингредиенты 1 2 3 4 5 6 7 30 Двуокись кремнияОкись алюминия 30 20 10 Окись кальцияОкись магния 2,5 ЙО 10 25 Окислы железа 10 Углеродсодержащийматериал 20 10 30 0,1 Карбид кремния 10 Окислы щелочныхметаллов Таблица 2 Слитки, полученные с использованием состава Наименованиепоказателей 1 2 3 1 5 6 Качество поверхности, 3 напорценной поверхности чО 10 Нет 15 Нет плена 30 10 20 Нет трещина Глубина распространения усадоцнойраковины,13,5 13 10 же химические соединения, служашие источником токсичных выделений в окружаюшую атмосферу. Использование смесей позволяет улучшить качество поверхности, снизить количество обрези головной части слитка.Шлаковый слой обладает меньшей теплопроводностью, сильнее снижает разбрызгивание металла на стенки изложницы, гасит колебания поверхности кристаллизуюшегося металла и улучшает условия формирова ния поверхности и головной части слитка. Экономический эффект от внедрения 5 шлакообразующей смеси на металлургическом комбинате составит 100 тыс. руб. в год. 22 1319 811 251 1022 2510 8984663 УглеродсодержащийматериалКарбид кремнияОкислы железа Формула изобретения 10 - 300,1 - 10Остальное Составитель И. Гопчарук Редактор И. Рыбченко Техред И. Верес Корректор Н. Буряк Заказ0028/13 Тираж 852 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Шлакообразующая смесь для разливки стали, включающая двуокись кремния, окись алюминия, окись кальция, окись магния, углеродсодержащий материал и окислы же леза, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества поверхности и головной час. ти слитка за счет снижения теплопроводности и повышения устойчивости шлаковой пены при разливке сверху, смесь дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении ингредиентов, вес, %:Двуокись кремния 15 - 45Окись алюминия 5 - 20Окись кальция 10 - 20Окись магния 1 - 1015 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ефимов В. А. Разливка и кристаллизация стали. М., Металлургия, 1976, с. 4532. Патент США3937269, кл. 164 - 73,1973.3. Патент Франции,2314785,кл. В 22 Р 1/00, 1978.4. Авторское свидетельство СССР262923, кл. С 21 С 7/00, 1968.5. Авторское свидетельство СССР770648, кл. В 22 0 7/00, 1980,