Шлакообразующая смесь

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для обработки чугуна рабочего слоя двухслойных прокатных валков, выплавляемого в мартеновской печи. Целью изобретения является увеличение степени усвоения бора, повышение отбеливаемости и износостойкости чугуна при снижении его стоимости. Шлакообразующая смесь содержит, мас.%: датолитовый концентрат 4 - 10

коксик 8 - 14

стружка от прокатных валков остальное. Применение шлакообразующей смеси позволяет увеличить усвоение бора в 4,6 раза, повысить отбеливаемость чугуна рабочего слоя валков на 51% и износостойкость валков на 33%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1541271 А1 (51) 5 С 21 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Кок сик 8-14

Стружка от прокатных валков Остальное

Основной качественной характеристикой жидкого чугуна для прокатных налков является его высокая отбеливаемость, т.е. способность затвердевать с образованием н отливке большой по величине макроструктурной зОны чистого отбела (со структурой цементит + перлит) при короткой переходной макроструктурной зоне (со структурой цементит + перлит + графит). В кальцелитейном производстве ее оценивают критерием качества отбе- . ленного чугуна

Х

А

Х + Z

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИРМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4429635/31-02 (22) 23. 05. 88 (46) 07. 02 „90. Бюл. N - 5 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В А.Рямов, О.В.Пузырьков-Уваров, В.И.Комлякон, P.Õ.Ãèìàëåòäèíîâ, А.В.Вихров, Н.Н.Овчинников, К.Ф.Кравец и С.П.Павлов (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 1089137, кл. С 21 С 1/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

11 755848, кл. С 21 С l/00, 1980. (54) ШЛАКООБРАЗУИЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к металлургии, н частности к шлакообразующим смесям, и предназначено преимущест-венно для обработки чугуна рабочего слоя двухслойных прокатных валков, выплавляемого в мартеновской печи.

Целью изобретения является увеличение степени усвоения бора, повышение отбеливаемости и износостойкости чугуна при снижении его стоимости.

Предлагаемая шлакообразующая смесь для обработки чугуна рабочего слоя двухслойных прокатных валков содержит датолитовый концентрат, коксик и стружку от прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Датолитовый концентрат 4-10

2 лургии и предназначенр для обработки чугуна рабочего слоя двухслойных прокатных налкон, выплавляемого в мартеновской печи. Целью изобретения является увеличение степени усвоения бора, повьш ение отбеливаемости: и износостойкости чугуна при снижении его стоимости. Шлакообразующая смесь содержит, мас.Х: датолитовый концентрат 4-10; коксик 8-14; стружка от прокатных валков остальное.

Применение шлакообразующей смеси позволяет увеличить усвоение бора.н

4,6 раза, повысить отбеливаемость чугуна рабочего слоя валков на 513 и износостойкость валков на ЗЗХ.1 табл.

1541271 где Х вЂ” вепичина зоны чистого отбеммэ

Z — величина переходной зоны,мм, Установлено что высокая отбелиЭ

5 ваемость чугуна для валков обеспечивается только при низкой концентрации окислов железа в печном шлаке, являющихся основным переносчиком кислорода от шлака к металлу, а поэтому ввод 10 их в состав смеси приводит к снижению критерия качества отбеленного чугуна

А и ухудшению износостойкости рабо чего слоя двухслойных валков в связи с увеличением в его структуре кремне- 15 кислородных неметаллических включений.

Бор имеет высокое химическое сродство к кислороду, а поэтому он в контакте с окислами железа окисляется и остается в шлаке в виде окисла. Как и все железистые шлаки, шлак, образующийся при использовании известной смеси, из-за большой концентрации окислов железа имеет высокую склонность к вспениванию, что ухудшает тех-25 нологические условия плавки. Поэтому при разработке предлагаемой смеси, обеспечивающей более высокое восстановление-бора из шлака в металл и эффективное влияние его на структуру, 30 не только выводят окислы железа иэ состава смеси, но и для обеспечения восстановительных условий в ее состав вводят в качестве углеродистого восстановителя коксик (орешек — отсев металлургического кокса, являющийся отходом грохочения,1, а для интенсификации процессов восстановления в смеси в ее состав вводят металлическое железо, оказывающее катали— тическое влияние на восстановление

40 окислов „

С технико-экономической точки зрения наиболее целесообразно металлическое железо в состав новой смеси вводить в виде чугунной стружки, обра з ующе и с я п ри мех анич ес к ой о б ра бо тке прокатных валков, содержащей малые концентрации кислорода ввиду наличия в ней раскисляющих элементов

50 углерода, кремния, марганца, а также обеспечивающей дополнительное легирование металла никелем и хромом.

Предельные содержания компонентов смеси выбраны исходя из следующего. датолитовый концентрат является 55 компонентом смеси, обеспечивающим ввод в металл бора, обеспечивающего увеличение отбеливаемости чугуна, повышение микротвердости его структурных составляющих (карбидной составляющей за счет увеличения количества мартенсита при снижении количества нижнего бейнита), а также уменьшение степени анормальности структуры. При уменьшении содержания датолита в смеси менее 4Х за счет увеличения доли других компонентов в чугуне не обеспечивается достаточная концентрация бора для повышения критерия качества

Ак и износостойкости чугуна (таблица, плавки 2 и 12). При увеличении содержания датолита более 10Х увеличивается его вынос дутьем, поскольку снижается удельный вес смеси, в результате чего уменьшается усвоение бора и возрастает стоимость чугуна.

При этом износостойкость чугуна бо лее не увеличивается, тогда как отбеливаемость имеет тенденцию к ухудшению в результате увеличения количества неметаллических включений (плавка 6) °

При уменьшении содержания коксика в смеси менее 8Х уменьшается восстановление бора из шлака, в результате чего снижается отбеливаемость и износостойкость чугуна (плавки 7 и 12), При увеличении содержания коксика в смеси более 14Х он оказывает графитизирующее воздействие на чугун, что приводит к ухудшению отбеливаемости и снижению иэносостойкости чугуна (плавки 11 и 15).

Пример. Плавку чугуна для рабочего слоя валков ЛПХНд-72 осуществляют в мартеновской печи с кислой футеровкой емкостью 35 т. Для получения смеси используют датолитовый концентрат, имеющий следующий химический состав, мас. Х: Б 0 i á, 6-17,4;

СаО 34,0-36,0; SiO< 40-44; А10з

1,6-2,0; NgO 0,6-1,0, чугунную стружку от прокатных валков, содержащую, мас.Х: С 2,7-3,4; Si 0,5-1,0; Ип 0,50,8; Cr 0,4-0,8; Ni 2,6-3,2, а также коксик. Шлакообразующую смесь в количестве 12Х от веса металла загружают на подину печи перед металлозавалкой. После расплавления и выпуска металла в ковш отбирают технологическую в юльцелитейную пробу для определения критерия качества отбеленного чугуна А и чугун заливают в литейную форму для формирования белого рабочего слоя валков. После выдержки, достаточной для эатвердевания ме20

35

Состав снеси, иас.г

Степень Отбелн- ОтносительСтоимость чугуна, руб. Iт усвое- ваемость ная износония бо- Ак стойкость ра, Х

Патолитозый

Окислы велеза

Кокснк Кальцинированная сола труака т проатнык коипентрзт алков б

2 з" бб

6

8

1О

II

l2

I 3 *

14

4

I0

13

7

7

2

l0 !

20

7О

7О

71

69

61

66

72

72 зв

67

69

0,58 ,О,7О

0 86

0,91 а,вв

0,75

0,7I

0,85

0,91

0,93

0,76

0,66 а,вг

0,84

0,76

272

256

256

257

258

256

256

257

258

258

255.

256

259

262

l i00

I,О5

1 i30

l,35

1,37

1 34

1 б1 3

l i 31

1,35

1,36

1,08

1,02

l,32

l,34

1 ° 19

1I

11

11

ll

ll

5 в

ll

14

IT ,5 в

I4

87

82

79

76

88

85 вг

79

76

93

88

76

70 б

Получение чугуна с нслолъзовайнем известной смеси. б к

Получение чугуна с использованием лредлагаемой снеси.

5 5ч12 талла рабочего слоя, начинают промьпзку" питейной формы серым чугуном выплавленным в другом плавильном агрегате. Степень извлечения бора из шлака определяют по формуле ((В1 ГВ 3) ° т

I, 0,31 (В,О,) - В где I — степень изв31ечения бора из

В шлака, Х; (В 05) — концентрация ВООК в шлаке, (ВД вЂ” заданная концентрация бора; (Вг) — остаточная концентрация бора;

 — масса бористого шлака;

Т вЂ” масса плавки;

0,31 — коэффициент пересчета В40з на свободный бор, При механической обработке валков от торцов бочек отбирают темплеты, из которых вырезают образцы для металлографических исследований, а также для определения твердости и износостойкости. Испытания на износостойкость осуществляют на машине ИИ при нагрузке 75 кг и постоянном числе оборотов контробразца из Ст3. В качестве меры износостойкости используют разницу весов исследуемого образиа до и после испытания.

Результаты сопоставительных испытаний (таблица) показали, что использование разработанной смеси обеспечивает увеличение степени усвоения бора металлом в 4,6 раза. При этом отбеливаемость чугуна рабочего слоя двухслойных валков повышается

71

6 на 5177, а его износостойкость на 337.

Стоимость чугуна снижается на

14з9 руб/т.

Предлагаемая смесь обеспечивает высокий уровень твердости (и.-носостойкости) при меньшем расходе на 2,5—

3,3 кг/т дорогостоящего и дефицитного легирующего элемента — никеля, снижение угара легирующих элементов (хрома, марганца) sa счет снижения окислительной способности шлака, рас" ширение возможности использования смеси за счет применения ее при производстве прокатных валков исполнения ЛПХНд с более высокой твердостью (более 67 HS).

Формула изобретения

Шлакообразующая смесь преимущественно для обработки чугуна рабочего слоя двухслойных прокатных валков, содержащая датолитовый концентрат, отличающаяся тем, что, с целью увеличения степени усвоения бора, повышения отбеливаемости и износостойкости чугуна при снижении его стоимости, она дополнительно содержит, коксик и стружку от прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Датолитовый концентрат 4-10

Коксик 8-14

Стружка от прокатных валков Остальное