Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к шлакообразующим смесям. Шлакообразующая смесь для разливки стали содержит силикатную глыбу, плавиковый шпат, нефелин, отвальный шлак ферросплавного производства и рисовую лузгу при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикатная глыба 5 - 20; плавиковый шпат 12 - 30; рисовая лузга 0,5 - 5; нефелин 10 - 20; отвальный шлак ферросплавного производства - остальное. Смесь может содержать в составе углеродсодержащий материал в количестве 0,01 - 12 мас.%. Изобретение позволяет повысить качество слитков за счет устранения поверхностных дефектов, снизить теплопроводность шлаковой смеси, повысить ее теплоизоляционные качества. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали.

Известна шлакообразущая смесь для непрерывной разливки стали, имеющая следующий состав, мас.%: Аморфный графит - 40-55 Датолитовый концентрат - 45-60 В качестве теплоизолятора используется аморфный графит. Применение указанного состава позволяет получать хорошую теплоизоляцию мениска расплава, что обеспечивает качественную поверхность литой заготовки.

Недостатком смеси является науглероживание стали из-за высокого содержания углерода в шлакoобразующей смеси, что приводит к отсортировке готового проката по химическому составу (а.с. СССР N 1.252353 опубл. 23.08.86 г. Бюл. N 31).

Известна шлакообразующая смесь (а.с. СССР N 503918 от 04.12.73), включающая, мас.%: Углеродсодержащее вещество - 2-15 Нефелин - 10-40 Силикатная глыба - 5-30 Плавиковый шпат - 2-10 Цемент - Oстальное Смесь позволяет разливать высокоуглеродистую и среднеуглеродистую сталь без науглероживания в процессе разливки. Однако из-за отсутствия в ШОС достаточного количества теплоизолятора особенно в концу разливки плавки на мениске появляется поверхностная корка, которая приводит к образованию на поверхности заготовок заворота корочки, захвату неметаллических и шлаковых включений и поверхностных трещин.

Целью изобретения является улучшение поверхности непрерывно-литой заготовки путем снижения теплопроводности шлакообразующей смеси и повышения ее теплоизоляционных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что шлакообразующая смесь для разливки стали содержит силикатную глыбу, плавиковый шпат, теплоизолятор, нефелин и наполнитель, при этом она в качестве теплоизолятора содержит рисовую лузгу, а в качестве наполнителя - отвальный шлак ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Рисовая лузга - 0,5-5
Нефелин - 10-20
Силикатная глыба - 5-20
Плавиковый шпат - 12-30
Шлак ферросплавного производства - Oстальное
Для регулирования скорости проплавления шлакообразующая смесь дополнительно содержит 0,01-12% углеродсодержащего материала.

Рисовая лузга в составе шлакообразующей смеси выполняет роль основного теплоизолятора. Использование в составе ШОС рисовой лузги повышает псевдожидкотекучесть, что обеспечивает полное и равномерное закрытие зеркала металла в кристаллизаторах больших сечений шлакообразующей смесью.

Рисовая лузга до сгорания является хорошим теплоизолятором, что позволит сохранить температуру зеркала расплава в узких пределах в процессе разливки.

Рисовая лузга замещает углеродсодержащий материал в качестве теплоизолятора и регулятора проплавления смеси. Совместное использование в смеси горючих компонентов рисовой лузги и углеродсодержащего компонента дает возможность регулировать в широких пределах скорость горения и скорость проплавления. Тепло, выделяемое от сгорания рисовой лузги, позволяет компенсировать часть потерь тепла с поверхности мениска металла.

Использование рисовой лузги в количестве 0,5-5% обеспечивает получение качественной поверхности непрерывно-литых заготовок. При содержании рисовой лузги менее 0,5% эффект теплоизоляции практически отсутствует. При добавлении рисовой лузги более 5% образующая масса шлака менее требуемого расхода шлака, что приводит к нарушению технологии непрерывной разливки стали и поверхностным дефектам заготовок.

Нефелин служит основным источником окислов алюминия и щелочных металлов, находящихся в связанном состоянии, что ускоряет их расплавление. При содержании нефелина в смеси более 20% наблюдается нежелательный шлаковый гарнисаж на стенках кристаллизатора. При содержании нефелина менее 10% наблюдается резкое повышение температуры плавления ШОС, что также нежелательно.

Силикатная глыба ускоряет сплавление составляющих смеси. При содержании в смеси менее 5% эффективность сплавления смеси практически не заметна. При содержании силикатной глыбы более 20% резко снижается эффективность ассимиляции шлаком алюмосиликатных неметаллических включений.

Плавиковый шпат является основным флюсом, обеспечивающим понижение температуры плавления и вязкости шлакообразующей смеси. При доле плавикового шпата более 30% образующийся шлак характеризуется высокой жидкотекучестью, что приводит к большим его расходам и ухудшению качества поверхности слитка. При доле плавикового шпата менее 12% резко повышается вязкость шлака, что приводит к плохой работе шлака и ухудшению поверхности по неметаллическим включениям.

В качестве наполнителя шлакообразующей смеси вводится шлак ферросплавного производства (феррованадия, феррохрома). Однако можно использовать и другие наполнители, например доменный шлак, цемент, портландцемент.

При малых расходах рисовой лузги в указанных пределах ее роль как регулятора проплавления смеси снижается. Для обеспечения требуемой скорости проплавления в этих условиях в состав смеси вводится углеродсодержащий материал. В качестве углеродсодержащего материала применяются графит, кокс и другие материалы, содержащие углерод.

Верхний предел содержания графита в ШОС указанного состава ограничен возможностью науглероживания стали, особенно с низким содержанием углерода, нижний предел - полной заменой графита рисовой лузгой.

Использование рисовой лузги позволяет частично или полностью заменить графит, что дает возможность разливать стали с ультранизким содержанием углерода.

Смесь данного состава с рисовой лузгой опробовали при отливке слябов сечением 250 х 1550 из стали марок ст.1, ст.2, ст.3, 08Ю, 08ПС, ст.10, 09Г2С, 13ГС, 17Г2С при скоростях вытягивания 0,8-0,9 м/мин.

Процесс непрерывной разливки происходит стабильно, вредных выделений не наблюдается, качество поверхности отлитых слябов отвечает требованиям технических условий.

В табл. 1 приведены некоторые составы шлакообразующих смесей, в табл. 2 - рассортировка заготовок по качеству поверхности.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что добавление рисовой лузги в смесь повышает ее теплоизоляционные свойства, что обеспечивает снижение поверхностных дефектов в 3-4 раза по сравнению с ШОС-прототипом.

Технический эффект использования предлагаемого изобретения заключается в равномерном распределении ШОС по поверхности расплава в кристаллизации, дополнительной теплоизоляции рисовой лузги, частичной компенсации потерь тепла от сгорания рисовой лузги и получении чистой поверхности заготовок.

Экономический эффект от использования изобретения складывается за счет повышения выхода годных заготовок по поверхностным дефектам и замены графита более дешевой рисовой лузгой.

Формула изобретения

1. Шлакообразующая смесь для разливки стали, содержащая силикатную глыбу, плавиковый шпат, теплоизолятор, нефелин и наполнитель, отличающаяся тем, что она в качестве теплоизолятора содержит рисовую лузгу, а в качестве наполнителя - отвальный шлак ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Силикатная глыба - 5,0 - 20,0
Плавиковый шпат - 12,0 - 30,0
Рисовая лузга - 0,5 - 5,0
Нефелин - 10,0 - 20,0
Отвальный шлак ферросплавного производства - Остальное
2. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве теплоизолятора она дополнительно содержит углеродсодержащий материал 0,01 - 12,00%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2