Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ

ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии и может быть использовано преимущественно для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок. Смесь обладает повышенной ассимилирующей и пониженной окислительной способностью, повышает стабильность технологии разливки. Смесь имеет следующий состав, %: углеродсодержащий материал 2 - 10, фторсодержащий материал 10 - 20, материал на основе окислов кремния 10 - 25, цемент остальное. В качестве материала на основе кремния смесь может содержать формовочные пески, кварцевый концентрат. Технический результат - улучшение физико-химических свойств смеси, удешевление смеси, повышение качества непрерывнолитых слитков. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2174893
Класс(ы) патента: B22D11/111
Номер заявки: 2000117663/02
Дата подачи заявки: 04.07.2000
Дата публикации: 20.10.2001
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Автор(ы): Ногтев В.П.; Горосткин С.В.; Маркин В.Ф.; Свиридов О.Г.; Кулаковский В.Т.; Цирлин М.Б.
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Описание изобретения: Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано преимущественно для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок.
Известна смесь для защиты поверхности металла, содержащая 60-90% графита, 5-20% плавикового шпата и 5-20% цемента (а.с. СССР, N 534292, B 22 D 7/00). Смесь простая по составу, но из-за высокого содержания графита происходит науглероживание стали, что не всегда желательно.
Известна смесь, используемая для непрерывной разливки, включающая аморфный графит 5-12%, плавиковый шпат 20-30%, портланцемент и доменный шлак 1-62%, силикатную глыбу 5-15% и материал с окислами кремния (5-25% нефелинового концентрата) (а.с. СССР N 1668018, B 22 D 11/00). Приведенная смесь является сложной по составу (содержит 6 ингредиентов) и дорогой из-за силикатной глыбы и аморфного графита. Содержащийся в смеси нефелиновый концентрат содержит нежелательные окислы алюминия, что снижает ассимилирующую способность шлакового расплава смеси по отношению к окислам алюминия, всплывающим из металла.
Ближайшим аналогом к заявляемой смеси является менее сложная по составу шлакообразующая смесь, применяемая для обработки металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали (а.с. СССР, кл. C 21 C 5/54, N 1310435, 1987 г.). Смесь содержит 5-20% аморфного графита, 10-20% плавикового шпата, 20-40% цемента, 5-20% силикатной глыбы и 20-40% перлита - материала на основе окислов кремния.
Недостатками указанной смеси является недостаточная ассимилирующая способность ее шлакового расплава из-за низкой основности (максимальная основность 0,7). Кроме того, из-за высокого содержания в шлаковом расплаве окислов кремния (минимум 47,3%) расплав обладает повышенной окислительной способностью по отношению, например, к алюминийсодержащим сталям.
То есть известная смесь обладает недостаточно высокими физико-химическими свойствами.
Так при разливке третьей-четвертой плавки на один промежуточный ковш, несмотря на весьма высокий расход смеси (0,8-0,9 кг/т стали), на поверхности зеркала металла образуется толстая твердая шлаковая корка, которая нарушает стабильность технологии разливки этих и последующих плавок.
Известная смесь также является дорогой. При использовании известной смеси качество непрерывных слитков недостаточно высокое, затраты на их производство увеличиваются.
Технический эффект при использовании заявляемого состава шлакообразующей смеси заключается в улучшении физико-химических свойств смеси (повышении ассимилирующей и снижении окислительной способности), удешевлении состава смеси и ее удельного расхода, повышении стабильности технологии разливки и, в конечном счете, повышении качества непрерывнолитых слитков.
Указанный технический эффект достигается тем, что ингредиенты шлакообразующей смеси, включающей углеродсодержащий материал, фторсодержащий материал, материал на основе окислов кремния и цемент, взяты в следующем соотношении, %:
Углеродсодержащий материал - 2-10
Фторсодержащий материал - 10-20
Материал на основе окислов кремния - 10-25
Цемент - Остальное
а в качестве материала на основе окислов кремния используются формовочные пески или кварцевый концентрат.
В качестве материала на основе окислов кремния используются формовочные пленки по ГОСТ 2138-91 с содержанием SiO2 более 70%. Может также использоваться кварцевый концентрат по ГОСТ 9077-82, но стоимость смеси при этом повышается.
В качестве углеродсодержащего материала применяется пыль установки сухого тушения кокса (пыль УСТК). Может применяться аморфный графит, но это несколько повышает стоимость смеси.
В качестве фторсодержащего материала применяются концентраты плавиковошпатовые флюоритовые с содержанием CaF2 = 65-95% по ГОСТ 20219-91 и ГОСТ 20220-91.
Цемент применяется в виде шлакопортландцемента марок 300-400 по ГОСТ 10178-76.
При содержании в смеси углеродсодержащего материала менее 2% ухудшаются условия утепления поверхности металла в промковше и образуется твердая шлаковая корка, для растворения которой требуется повышенный расход смеси, а при содержании более 10% происходит нежелательное науглероживание сталей с низкими пределами по содержанию углерода - низкоуглеродистых и особонизкоуглеродистых.
При содержании в смеси фторсодержащего материала менее 10% и шлакопортландцемента более 78% резко повышаются температура плавления и вязкость шлакового расплава смеси. Снижается ассимилирующая способность шлакового расплава. Образуется твердая корка - "крыша", затрудняющая технологию разливки металла из промковша.
При содержании в смеси фторсодержащего материала более 20% и шлакопортландцемента менее 45% не наблюдается существенного улучшения ассимилирующей способности шлакового расплава смеси, а стоимость самой смеси увеличивается. При этом расплав начинает разъедать футеровку стопоров, что приводит к снижению стойкости стопоров и снижению продолжительности кампании промковша МНЛЗ. Увеличивается количество замен промковша, что ведет к нарушению стабильности технологии разливки (изменениям скорости разливки, перерывам струи металла и т.д.) и, соответственно, к понижению качества непрерывнолитых слитков.
При содержании в смеси материала на основе окислов кремния менее 10% основность смеси превышает значение 1.5, шлаковый расплав такой смеси начинает интенсивно разъедать шамотную футеровку стопоров. При содержании в смеси этого материала более 25% основность смеси становится меньше 0.8, что приводит к резкому снижению ее ассимилирующей способности, образованию вязкого шлака и далее - к загущению шлака и к образованию твердой шлаковой корки, препятствующей нормальной разливке металла из промковша.
При выходе содержаний ингредиентов в смеси за указанные пределы нарушается (затрудняется) технология обслуживания промежуточного ковша, понижается качество металла и увеличивается себестоимость шлакообразующей смеси.
Испытания смесей проводили в промежуточном ковше при непрерывной разливке низкоуглеродистой стали марки 08ю в серию плавок на промковш с 1 по 6 плавку. Скорость разливки составляла 0,8 м/мин, размер кристаллизатора 250х1560 мм.
В кристаллизаторе использовалась шлакообразующая смесь, содержащая аморфный графит, плавиковошпатовый флюоритовый концентрат, силикатную глыбу, кварцевый концентрат и шлакопортландцемент.
Для оценки качества металла от отлитых слитков отбирали поперечные макротемплеты и качество макроструктуры оценивали по величине точечной неоднородности.
Оценивали также расход смесей в промковш на 1 т отлитой стали.
Компонентные составы заявляемой смеси (п.1-3) и известной (п.4 - средний состав) приведены в табл. 1.
Температуру плавления смесей (температуру полусферы) определяли на высокотемпературном микроскопе фирмы Лейтц-Ветцлар.
В табл. 2 представлены свойства шлакообразующих смесей, характеристика их шлаковых расплавов и данные по качеству макроструктуры металла.
Все смеси расфасовывались в бумажные мешки массой по 15 кг. Оценивали расход смеси в промковш и визуально - работу смеси в промковше.
При использовании новой смеси N 1 было отлито 6 плавок на один промковш. Шлаковая корка начинала образовываться на 5 плавке. Расход смеси несколько увеличили и в среднем он составил 0,38 кг/т отлитой стали. Средняя величина точечной неоднородности металла составила 0,50 балла.
При использовании новой смеси N 3 было отлито 6 плавок на один промковш. Образовавшиеся на 4-6 плавках отдельные твердые участки шлака растворялись при очередных присадках смеси. Средний расход смеси составил 0,40 кг/т отлитой стали. Отмечено незначительное разъедание стопоров в районе шлакового пояса. Средняя величина точечной неоднородности металла составила 0,25 балла.
При использовании новой смеси N 2 было также отлито 6 плавок на один промковш. Замечаний по работе смеси и шлака в промковше не было. Средний расход смеси составил 0,33 кг/т отлитой стали. Точечная неоднородность оценивалась, как 0,0 балла.
При использовании известной смеси N 4 было отмечено только 4 плавки. Дальнейшее использование смеси N 4 было прекращено по причине образования вязкого шлака, который превращался в толстую твердую шлаковую корку, несмотря на повышенный расход смеси. Средний расход смеси составил 0,65 кг/т отлитой стали. Средняя величина точечной неоднородности составила 1,80 при разбеге 1,5-2,5 балла.
Таким образом, данные наблюдения за работой смесей в промковше и результаты по чистоте металла (по точечной неоднородности) показали преимущество новых смесей.
Формула изобретения: 1. Шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке, включающая углеродсодержащий материал, фторсодержащий материал, материал на основе окислов кремния и цемент, отличающаяся тем, что ингредиенты смеси взяты в следующем соотношении, %:
Углеродсодержащий материал - 2 - 10
Фторсодержащий материал - 10 - 20
Материал на основе окислов кремния - 10 - 25
Цемент - Остальное
2. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала на основе окислов кремния она содержит формовочные пески, кварцевый концентрат.