Интенсификатор кипения стали

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке кипящей стали. Цель изобретения - повышение качества слитка. Интенсификатор кипения стали включает углеродосодержащий материал , сульфитно-спиртовую барду и оксид бора при следующем соотношении компонентов, мае. %: оксид бора 4-18, сульфитно-спиртовая барда 6-14, углеродистый материал остальное . Вещества, входящие в состав интенсификатора, смешивают и наносят на поддон изложницы. Толщина слоя составляет 10-30 мм, а его масса - 5,0-6,5 кг для 20 т слитка. Интенсификатор позволяет повысить механические свойства металла за счет микролегйрования стали бором, сформировать достаточно прочное защитное покрытие поддона, интенсифицировать кипение стали у стенок изложницы и повысить качество слитка за счет увеличения толщины здоровой корки. 1 табл. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{19) {1)) {50 4 В 22 D 7 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4044431/31-02 (22) 28,03.86 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Донецкий политехнический институт и Магнитогорский металлургический комбинат им, В.И.Ленина (72) В.С.Сапиро, В.M.Ñàôîíoâ, Н.Ф.Бахчеев, С.Н.Тимошенко, В.В,При:ходько, И,В.Куликов, Ю.Н.Селиванов, Ю.Ф.Вяткин, Г.П.Бураковский, А.Ф.Сарычев, В.А.Лесин и К.Л,Радюкевич (53) 62 1.745.45:62 1.746.393 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1069927, кл. В 22 D 7/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1125091, кл. В 22 D 7/00, 1984, (54) ИНТЕНСИФИКАТОР КИПЕНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке кипящей стали, Цель изобретения — повышение качества слитка. Интенсификатор кипения стали включает углеродосодержащий материал, сульфитно-спиртовую барду и оксид бора при следующем соотношении компонентов, мас. Ж: оксид бора 4-18, сульфитно-спиртовая барда

6-14, углеродистый материал остальное. Вещества, входящие в состав интенсификатора, смешивают и наносят на поддон изложницы. Толщина слоя составляет 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 защитное покрытие поддона, интенсифицировать кипение стали у стенок изложницы и повысить качество слитка за счет увеличения толщины здоровой корки.

1 табл.

1328061

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 (В О ) 4-18

Сульфитно-спиртовая барда 6-14

Углеродистый материал Остальное

Приведенный 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. Бор

20 является сильным нитрндообразующим элементом. Даже при его концентрации

0,001-0,0067. обеспечивается устойчивость кипящей стали к старению.Од— нако 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 достаточно прочное углеродистое покрытие поддона, интенсифицировать кипение стали у стенок изложницу и повы- сить качество. слитка за счет увели-, З0 чения толщины здоровой корки.

Установлено, что при формировании углеродистого покрытия поддона с содержанием оксида бора ниже 47 происходит миграция связующего вниз, 35 обеднение им верхних слоев интенсификатора, что приводит к разрушению и отрыву верхней части покрытия при попадании первых порций металла в изложницу.

Если в составе интенсификатора находится 4-187 оксида бора, то сформированное углеродистое покрытие имеет равномерную реакционную способность и механическую прочность. Интенсификатор не разрушается в контакте с жидким металлом, равномерно расходуется, способствует получению качественной корки слитка и повышению механических свойств стали в результате микролегирования бором.

При содержании оксида бора в составе интенсификатора более 187. происходит разрушение покрытия в ходе наполнения изложницы из-за окисления оксидом бора и ослабления связи между зернами углеродистой основы.

Сульфитно-спиртовая барда, входящая в состав предлагаемого интенспфикатора, выполняет роль связующего! 1 12806! слитка.

При содержянии сульфитно-спиртовой барды более 14K интенсификатор частично разрушается газами, которые

35 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- 40 ли в изложнице.

Предлагаемое сочетание ингредиентов в составе интенсификатора позволяет закрепить его на поддоне, повысить качество поверхности и внутренней структуры слитка и уменьшить склонность кипящей стали к старению.

Кроме того, применение интенсификатора обеспеч1!вяет защиту поддонов от разрушения В контакте с жидким металлом, стабилизацию и снижение окисленности стали, сокращение расхода алюминия на химическое закупоривание слитков и уменьшение расходного коэффициента металла на первом переделе.

Ввод в состав интенсификатора оксида бора позволяет получить проч ное углеродистое покрытие поддона, интенсифициронят1, донный барботаж, Й 11() I !r >хj! l II яс т I!r il;$)! I лlе з а с !е т от—

1 ОНК11 11 rye! I W ОТ 111К!ОРЯЖ111!1! НИ Я МС тялля в перньп! момент ряз:!инки.

При содержании сульфи l llo-спиртовой барды Il состяEIå интснс ификяторд менее 67 затруднено получение гомо— генно!1 массы и надежное сце11ление

Г1окрытия с чугунным поддоном. Масса всплывает !!а зеркапо металла во время разливки и не выполняет своих функций микролегировяния 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

Я С!IЕ!!(!1;1ТР:II HO 11 ПЕРЕМСПН1НЯН11С I IE тялля улучшить структуру csIIE Tv« я также микролегировать сталь бором.

В предлагаемом веществе оксид бора носстанявлива! тся уг. 1еродистым материалом, входящим в состав интенсификатора, 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 1020Х, в 1,5-2 раза повышается глубина залегания сотового пузыря, сос- . тавляющая 10-19 мм. Кроме того, интенсификатор предлагаемого состава позволяет обеспечить качественное. химическое закупоривание слитка (таблица).

Повышение механических свойств стали при использовании предлагаемо— го соотношения ингредиентов в соста— ве 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.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Интенсификатор кипения стали, содержащий углеродосодержащий материал е и сульфитно †спиртов барду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества слитка, он дополнительно содержит оксид бора при следующем соотношении компонентов,мас.7,:

Оксид бора 4-18

1328061

Углеродистый материал

Сульфитноспиртовая барда

6-14

Остальное

Состав, 7.

Интенси фикатор

Наименование показателей

Содержание кислорода в стали,%

Оксид бора

В,о>

Коксик

Сульфитно спиртовая барда

Толщи на здо ровой корки слитКачаство закупоривания

Содержание бора в стали, 7

Глубина лунки по

Эриксену

Высота Плонаплывов мм щадь наплы вов, X ка, мм

Предлагаемый

1 92 5

100 следы 8,4

0 0 0015 9 4

20 О, 0015 9,5

0 0,0025 9,7

70 следы 8,5

100 С 001 8 4

80 следы 8 5

О, 043 5-10 120

0,030 10-19 нет

2 90. 6

10 11 О, 035 12-15 60

14 18 О, 035 1 0-16 нет

15 19 О, 045 9-10 100

3 79

5 11 О, 041 6-9

10 3 0,043 5-10

100

120

Огнеупорная глина

Известный

8,5

50 О

"-12 50

0,040

12 б

Составитель Е.Гендлина

Редактор Г,Гербер Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 3430/13 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4