Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали



Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали
Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали

 


Владельцы патента RU 2424870:

Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке стали. Шлакообразующая смесь содержит следующие тонкомолотые смеси компонентов, мас.%: портландцементный клинкер, кварцевый песок, концентрат плавикового шпата и периклаз - (21,0-52,0); нефелиновый концентрат, концентрат плавикового шпата, кварцевый песок и стеклобой - (20,0-34,0); кальцинированную соду, базальт, карбонат кальция и волластонитовый концентрат - (27,0-37,0); углеродсодержащий материал (1,0-8,0). Шлакообразующая смесь имеет узкий температурный интервал плавления, что обеспечивает образование гомогенного шлакового расплава; низкое содержание соединений серы, углерода; обладает низкой гигроскопичностью при хранении и транспортировке. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке стали.

Шлакообразующие смеси для кристаллизаторов машин непрерывной разливки стали должны выполнять различные функции, наиболее существенными из которых являются: обеспечение смазки в кристаллизаторе для облегчения вытягивания формирующегося слитка, создание равномерного теплоотвода в кристаллизаторе от металла во избежание образования трещин на поверхности слитка, поглощение всплывающих из стали неметаллических включений, предотвращение вторичного окисления стали кислородом атмосферы, исключение изменения химического состава разливаемого металла. В результате многочисленных экспериментальных исследований выявлено, что для обеспечения комплекса перечисленных функций в процессе непрерывной разливки в кристаллизаторе к шлакообразующей смеси предъявляют требования:

1. Однородный химический состав шлакообразующей смеси;

2. Интервал между температурой начала плавления и температурой полного расплавления шлакообразующей смеси не более 50°С;

3. Соответствие физико-химических свойств шлакообразующей смеси: температуры начала плавления, температуры кристаллизации, вязкости, степени деполимеризации шлакового расплава, содержания графита марочному сортаменту разливаемых сталей;

4. Минимальное содержание в шлакообразующей смеси соединений серы и фосфора, гигроскопической влаги.

Задача достижения химической однородности особенно усложняется при использовании большого числа компонентов, при этом требования к величинам отклонения концентраций компонентов резко возрастают с увеличением их числа [Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов / А.С.Бережной. - Киев: Наукова думка, 1970. - 544 с.].

Гомогенизации материала в твердом состоянии достигают смешением порошков в тонкозернистом состоянии в течение длительного времени. Оценка относительной продолжительности гомогенизации n-компонентных порошков приведена в [Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов / А.С.Бережной. - Киев: Наукова думка, 1970. - 544 с.], где за основу для сравнения приняты двухкомпонентные смеси. Критерий однородности смеси представлен выражением (1)

где n - число компонентов. Для двух компонентов относительная продолжительность гомогенизации и критерий однородности составляет 1. Для четырех компонентов относительная продолжительность гомогенизации составляет 12, критерий однородности - 0,177. Для 6 компонентов относительная продолжительность гомогенизации - 360, критерий однородности - 0,016. Для 9 компонентов относительная продолжительность гомогенизации - 1,8·105, критерий однородности - 2,2·10-4. Таким образом, механическая гомогенизация многокомпонентных порошков является чрезвычайно трудным процессом, продолжительность которого резко возрастает, а эффективность - понижается с увеличением числа компонентов. При числе компонентов n>6 задача становится исключительно сложной, а при n>9 - практически неосуществимой без специальных мероприятий.

Известно большое количество технических решений составов шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали и способов их получения: SU 503919, SU 550430, SU 590342, SU 1254026 A1, SU 1459068 A1, RU 2015175 C1, RU 2100131 C1, GB 9600568 A1, RU 2145266 C1, RU 2145532 C1, RU 2148470 C1, RU 2164191 C1, RU 2165822 C1, RU 2165823 C1, RU 2169633 C1, RU 2175278 C1, RU 2214886 C2, RU 2214887 C2, RU 2271894 C1. Из их числа в качестве аналогов выбраны патенты SU 1254026 Al, RU 2145266 C1, RU 2165822 C1, RU 2214887 C2, а в качестве ближайшего аналога патент RU 2175278 C1 (прототип).

Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали (Патент SU 1254026 A1) состоит из углеродистого материала 10-20 мас.%, слюды 20-25 мас.%, плавикового шпата 15-20 мас.%, борсодержащего материала 2-7 мас.%, кварцевого песка 14-18 мас.%, известняковой пыли 20-29 мас.%. Недостатками известной шлакообразующей смеси являются: высокое содержание углерода, что приводит к науглероживанию стали в процессе разливки, низкой скорости образования шлакового расплава, следствием чего является трещинообразование на поверхности непрерывно-литых заготовок; высокая гигроскопическая способность, обусловленная высоким содержанием слюды и известняковой пыли, что приводит к накоплению шлакообразующей смесью гигроскопичной и химически связанной влаги при хранении и транспортировке и образованию фтороводорода при температуре применения шлакообразующей смеси, опасного для металлургического оборудования и здоровья человека, а также водорода, растворимого в металле и отрицательно влияющего на его свойства; формирование неоднородного шлакового расплава на поверхности металла вследствие широкого интервала плавления шлакообразующей смеси, что приводит к неравномерному растеканию расплава шлака по поверхности заготовки и значительному изменению смазывающих и теплоизолирующих свойств слоя шлакообразующей смеси.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали (Патент RU 2145266 C1), состоящая из графита 12-20 мас.%, силикатной глыбы 10-20 мас.%, плавикового шпата 10-20 мас.%, рисовой лузги 0,5-5,0 мас.%, отвального шлака ферросплавного производства - остальное. Недостатками известной шлакообразующей смеси являются: высокое содержание углерода, что приводит к науглероживанию стали в процессе разливки, низкой скорости образования шлакового расплава, следствием чего является трещинообразование на поверхности непрерывно-литых заготовок; применение в качестве сырьевого компонента отвального шлака ферросплавного производства приводит к нестабильности химического состава и свойств шлакообразующей смеси, поражению заготовки дефектами вследствие существенных колебаний содержания CaO, SiO2, Al2O3, оксидов железа (II) и (III), влаги в составе отвального шлака ферросплавного производства, загрязнению разливаемого металла вредными примесями серы и фосфора; формирование негомогенного шлакового расплава на поверхности металла, что приводит к неоднородности смазывающих и теплоизолирующих свойств слоя шлакообразующей смеси; высокая вязкость образующегося шлакового расплава (2-5 Па·с), в результате чего возникают дефекты в виде паукообразных трещин на поверхности заготовки.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали (Патент RU 2165822 С1), состоящая из углеродсодержащего вещества 7-12 мас.%, фторсодержащего вещества 18-22 мас.%, глыбы силикатной 12-18 мас.%, кварцевого или формовочного песка 8-14 мас.%, портландцемента - остальное. Недостатками известной шлакообразующей смеси являются: низкое содержание оксидов щелочных металлов (до 5,0 мас.%), что приводит к повышению температуры плавления шлакообразующей смеси, вязкости и температуры кристаллизации шлакового расплава, недостаточной смазке слитка между стенкой кристаллизатора и заготовкой, образованию толстого слоя гарнисажа на поверхности стенок кристаллизатора, следствием чего является появление дефектов на поверхности непрерывно-литой заготовки; формирование неоднородного шлакового расплава по периметру кристаллизатора вследствие широкого интервала плавления шлакообразующей смеси, что приводит к неравномерному растеканию расплава шлака по поверхности заготовки, изменению теплоизолирующих свойств шлакообразующей смеси, образованию неоднородного состава шлакового гарнисажа с неоднородными теплопроводящими свойствами и появлению продольных трещин на поверхности заготовки; высокое содержание углерода, что приводит к науглероживанию стали в процессе разливки.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали (Патент RU 2214887 С2), состоящая из слюды 10-30 мас.%, криолита 2-20 мас.%, плавикового шпата 10-25 мас.%, коксовой пыли 8-12 мас.%, силикокальция 3-6 мас.%, портландцемента - остальное. Недостатками известной шлакообразующей смеси является использование в составе смеси вредного для здоровья человека и работы металлургического оборудования криолита; высокое содержание в смеси соединений серы, вводимой в составе коксовой пыли и портландцемента, что может привести к загрязнению металла соединениями серы и изменению свойств непрерывно-литой заготовки; высокая гигроскопическая способность силикокальция и слюды; высокое содержание фторидов, что приводит к снижению вязкости расплава при температуре эксплуатации, увеличению удельного расхода шлакообразующей смеси, появлению глубоких следов качания кристаллизатора на поверхности заготовки, образованию шлакового расплава с повышенной агрессивностью к огнеупору шлакового пояса погружаемого стакана.

Наиболее близкой к заявленной является шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали (Патент RU 2175278 С1), которая содержит углеродсодержащий материал 15-25 мас.%, плавиковый шпат 7-20 мас.%, кальцинированную соду 3-15 мас.%, полевой шпат 7-20 мас.%, песок 12-25 мас.%, шлакопортландцемент 20-35 мас.%.

Недостатки наиболее близкой к заявленной шлакообразующей смеси:

- формирование неоднородного шлакового расплава на поверхности металла вследствие широкого температурного интервала плавления шлакообразующей смеси, что приводит к неравномерному растеканию расплава шлака по поверхности заготовки, значительному изменению теплоизолирующих и смазывающих свойств шлакообразующей смеси, образованию неоднородного состава шлакового гарнисажа с неоднородными теплопроводящими свойствами и появлению продольных трещин на поверхности заготовки, нестабильной работе кристаллизатора и аварийным ситуациям;

- высокое содержание углерода, что приводит к науглероживанию стали в процессе разливки, низкой скорости образования шлакового расплава, следствием чего является трещинообразование на поверхности непрерывно-литых заготовок;

- высокая гигроскопическая способность тонкомолотой смеси, что приводит к накоплению шлакообразующей смесью гигроскопичной влаги при хранении и транспортировке и образованию фтороводорода при температуре применения шлакообразующей смеси, опасного для металлургического оборудования и здоровья человека, а также водорода, растворимого в металле и отрицательно влияющего на его свойства, комкованию частиц смеси и недостаточной сыпучести;

- высокое содержание в смеси соединений серы, вводимой в составе портландцемента, что может привести к загрязнению металла соединениями серы и изменению свойств непрерывно-литой заготовки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение шлакообразующей смеси с узким температурным интервалом плавления, обеспечивающей образование гомогенного шлакового расплава; исключение высокого содержания в шлакообразующей смеси соединений серы, углерода, накопления гигроскопичной влаги при хранении и транспортировке.

Предлагаемая шлакообразующая смесь обеспечивает образование однородного шлакового расплава на поверхности металла и равномерное растекание расплава шлака по поверхности заготовки, смазку кристаллизатора для облегчения вытягивания формирующегося слитка, равномерный теплоотвод в кристаллизаторе от металла, защиту металла от вторичного окисления кислородом атмосферы, поглощения атмосферного азота, науглероживания.

Поставленная задача достигается тем, что шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, содержащая концентрат плавикового шпата, кварцевый песок, кальцинированную соду, углеродсодержащий материал, по изобретению дополнительно содержит портландцементный клинкер, базальт, нефелиновый концентрат, карбонат кальция, волластонитовый концентрат, стеклобой, периклаз в составе тонкомолотых смесей при следующем соотношении, мас.%:

Тонкомолотая смесь портландцементного клинкера,
кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза 21,0-52,0
Тонкомолотая смесь нефелинового концентрата,
концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя 20,0-34,0
Тонкомолотая смесь кальцинированной соды, базальта,
карбоната кальция и волластонитового концентрата 27,0-37,0
Углеродсодержащий материал 1,0-8,0

компоненты тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза взяты в соотношении, мас.%:

Портландцементный клинкер 43,5-55,5
Кварцевый песок 22,5-26,5
Концентрат плавикового шпата 17,0-21,0
Периклаз 5,0-9,0

компоненты тонкомолотой смеси нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя взяты в соотношении, мас.%:

Нефелиновый концентрат 29,0-41,0
Концентрат плавикового шпата 32,0-36,0
Кварцевый песок 15,0-19,0
Стеклобой 12,0-16,0

компоненты тонкомолотой смеси кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата взяты в соотношении, мас.%:

Кальцинированная сода 28,0-40,0
Базальт 27,0-31,0
Карбонат кальция 18,0-22,0
Волластонитовый концентрат 15,0-19,0

а в качестве углеродсодержащего материала она содержит смесь графита скрытокристаллического, кокса нефтяного и углерода технического при следующем соотношении, мас.%:

Графит скрытокристаллический 40-80
Кокс нефтяной 10-30
Углерод технический 10-30

При разработке заявляемого изобретения использовали ингредиенты: ТУ 5739-001-00281223-05 Портландцементный клинкер (Технические условия), ГОСТ 2138-91 Пески формовочные (кварцевые) (Технические условия), ГОСТ 29220-91 Плавиковый шпат (Технические условия), ТУ 2111-28-00203938-93 Нефелиновый концентрат (Технические условия), ГОСТ 5100-85 Сода кальцинированная техническая (Технические условия), ГОСТ Р 52233-2004 Стеклобой (Технические условия), ГОСТ 10360-85 Периклаз (Технические условия), ТУ У 14.2-24360789-002-2003 Крошка базальтовая (Технические условия), ТУ 113-08-667-98 Карбонат кальция (Технические условия), Волластонитовый концентрат Верхне-Бодамского месторождения, ГОСТ Р 52729-2007 Графит скрытокристаллический (Общие технические условия), ГОСТ 22898-78 Коксы нефтяные малосернистые (Технические условия), ГОСТ 7885-86 Углерод технический для производства резины (Технические условия).

Получение шлакообразующей смеси включает приготовление тонкомолотых смесей совместным помолом компонентов: портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза; нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя; кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата до фракции менее 0,063 мм, смешение тонкомолотых смесей и углеродсодержащего материала в заявленных соотношениях с последующим гранулированием и сушкой.

Заявляемое техническое решение обеспечивает существенное улучшение гомогенизации компонентов шлакообразующей смеси: критерий однородности составляет 0,177 и относительная продолжительность гомогенизации - 12 по сравнению с прототипом, для которого критерий однородности составляет 0,016, относительная продолжительность гомогенизации - 360.

Снижение содержания в шлакообразующей смеси тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза менее 21,0 мас.% приводит к повышению температуры начала плавления и температуры полного расплавления, увеличению температурного интервала плавления, вязкости шлакового расплава, что приводит к значительному изменению теплоизолирующих и смазывающих свойств шлакообразующей смеси, образованию неоднородного состава шлакового гарнисажа с неоднородными теплопроводящими свойствами. Увеличение содержания в шлакообразующей смеси тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза более 52,0 мас.% приводит к значительному увеличению температурного интервала плавления, критическому снижению вязкости шлакового расплава, что приводит к формированию неоднородного шлакового расплава на поверхности металла, нестабильной работе кристаллизатора.

При содержании в шлакообразующей смеси тонкомолотой смеси нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя более 34,0 мас.% увеличивается температурный интервал плавления, повышается вязкость шлакового расплава, ухудшается ассимилирующая способность шлакового расплава по отношению к неметаллическим включениям. При содержании в шлакообразующей смеси тонкомолотой смеси нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя менее 20,0 мас.% увеличивается температура начала плавления и температура полного расплавления, что приводит к значительному изменению смазывающих свойств шлакообразующей смеси.

Снижение содержания в шлакообразующей смеси тонкомолотой смеси кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата ниже 27,0 мас.% приводит к увеличению температурного интервал плавления, повышению вязкости шлакового расплава, ухудшению ассимилирующей способности шлакового расплава по отношению к неметаллическим включениям. Увеличение содержания в шлакообразующей смеси тонкомолотой смеси кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата более 37,0 мас.% приводит к критическому уменьшению вязкости шлакового расплава, температуры начала плавления, образованию неоднородного шлакового расплава с повышенной агрессивностью к огнеупору шлакового пояса погружаемого стакана.

Снижение содержания в шлакообразующей смеси углеродсодержащего материала менее 1,0 мас.% приводит к увеличению скорости плавления шлакообразующей смеси, увеличению количества шлакового расплава, увеличению теплопотерь с поверхности металла. Увеличение содержания в шлакообразующей смеси углеродсодержащего материала более 8,0 мас.% приводит к науглероживанию стали в процессе разливки и существенному уменьшению скорости плавления шлакообразующей смеси.

Содержание в составе тонкомолотой смеси портландцементного клинкера 43,5-55,5 мас.%, кварцевого песка 22,5-26,5 мас.%, концентрата плавикового шпата 17,0-21,0 мас.% и периклаза 5,0-9,0 мас.% обеспечивает необходимое значение вязкости шлакового расплава, температуры полного расплавления и основность шлакообразующей смеси на уровне 0,75-0,95. При содержании портландцементного клинкера более 55,5 мас.%, кварцевого песка менее 22,5 мас.%, концентрата плавикового шпата менее 17,0 мас.% и периклаза менее 5,0 мас.% увеличивается температура полного расплавления шлакообразующей смеси, вязкость расплава и основность смеси, что приводит к изменению теплоизолирующих и смазывающих свойств шлакообразующей смеси. При доле портландцементного клинкера менее 43,5 мас.%, кварцевого песка более 26,5 мас.%, концентрата плавикового шпата более 21,0 мас.% и периклаза более 9,0 мас.% уменьшается вязкость шлакового расплава, что приводит к увеличению удельного расхода шлакообразующей смеси, появлению глубоких следов качания кристаллизатора на поверхности заготовки, образованию шлакового расплава с повышенной агрессивностью к огнеупору шлакового пояса погружаемого стакана и нестабильной работе кристаллизатора.

Содержание в составе тонкомолотой смеси нефелинового концентрата 29,0-41,0 мас.%, концентрата плавикового шпата 32,0-36,0 мас.%, кварцевого песка 15,0-19,0 мас.%, стеклобоя 12,0-16,0 мас.% обеспечивает необходимое значение температуры кристаллизации, вязкости шлакового расплава, температуры начала плавления и полного расплавления шлакообразующей смеси. При содержании нефелинового концентрата более 41,0 мас.%, концентрата плавикового шпата менее 32,0 мас.%, кварцевого песка менее 15,0 мас.%, стеклобоя менее 12,0 мас.% увеличивается температура кристаллизации шлакового расплава, температура начала плавления и температура полного расплавления, что приводит к недостаточной смазке слитка между стенкой кристаллизатора и заготовкой, образованию толстого слоя гарнисажа на поверхности стенок кристаллизатора, следствием чего является появление дефектов на поверхности непрерывно-литой заготовки. При содержании нефелинового концентрата менее 29,0 мас.%, концентрата плавикового шпата более 36,0 мас.%, кварцевого песка более 19,0 мас.%, стеклобоя более 16,0 мас.% уменьшается вязкость шлакового расплава, что приводит к увеличению удельного расхода шлакообразующей смеси, нестабильной работе кристаллизатора, появлению глубоких следов качания кристаллизатора на поверхности заготовки, образованию шлакового расплава с повышенной агрессивностью к огнеупору шлакового пояса погружаемого стакана.

Содержание в составе тонкомолотой смеси кальцинированной соды 28,0-40,0 мас.%, базальта 27,0-31,0 мас.%, карбоната кальция 18,0-22,0 мас.%, волластонитового концентрата 15,0-19,0 мас.% обеспечивает оптимальное значение температуры начала плавления, вязкости шлакового расплава, способствует ассимиляции шлаковым расплавом неметаллических включений. При содержании кальцинированной соды более 40,0 мас.%, базальта менее 27,0 мас.%, карбоната кальция менее 18,0 мас.% и волластонитового концентрата менее 15,0 мас.% уменьшается температура начала плавления, вязкость шлакового расплава, что приводит к формированию неоднородного шлакового расплава на поверхности металла, неравномерному растеканию расплава шлака по поверхности заготовки и значительному изменению смазывающих и теплоизолирующих свойств слоя шлакообразующей смеси. При содержании кальцинированной соды менее 28,0 мас.%, базальта более 31,0 мас.%, карбоната кальция более 22,0 мас.% и волластонитового концентрата более 19,0 мас.% увеличивается температура начала плавления шлакообразующей смеси, вязкость шлакового расплава и снижается ассимилирующая способность шлакового расплава по отношению к неметаллическим включениям.

Содержание в составе углеродсодержащего материала графита скрытокристаллического 40,0-80,0 мас.%, кокса нефтяного 10,0-30,0 мас.%, углерода технического 10,0-30,0 мас.% обеспечивает компенсацию теплопотерь за счет выделения тепла при окислении углерода кислородом воздуха, регулирование скорости плавления, создание над зеркалом металла восстановительной атмосферы. При содержании графита скрытокристаллического более 80,0 мас.%, кокса нефтяного менее 10,0 мас.%, углерода технического менее 10,0 мас.% увеличиваются теплопотери с поверхности зеркала металла, увеличивается скорость плавления шлакообразующей смеси и ее удельный расход. При содержании графита скрытокристаллического менее 40,0 мас.%, кокса нефтяного более 30,0 мас.%, углерода технического более 30,0 мас.% уменьшается скорость плавления шлакообразующей смеси, что приводит к недостаточной смазке слитка между стенкой кристаллизатора и заготовкой.

Заявляемое техническое решение обеспечивает: образование однородного шлакового расплава на поверхности металла и равномерное растекание расплава шлака по поверхности заготовки, смазку кристаллизатора для облегчения вытягивания формирующегося слитка, равномерный теплоотвод в кристаллизаторе от металла, защиту металла от вторичного окисления кислородом атмосферы, поглощения атмосферного азота за счет уменьшения температурного интервала плавления шлакообразующей смеси; снижение загрязнения металла соединениями серы за счет использования в составе шлакообразующей смеси сырьевых компонентов с низким содержанием соединений серы; исключение образования фтороводорода при температуре применения шлакообразующей смеси, а также водорода за счет использования сырьевых компонентов с малой гигроскопичностью; снижение науглероживания металла за счет более низкого содержания графита в составе шлакообразующей смеси.

Определение температурного интервала плавления шлакообразующих смесей при разработке заявляемого изобретения осуществляли методом фиксации скачкообразного изменения электрического сопротивления Lg(Z) образца при нагревании (патент RU 2343463 С1). Пример определения температуры начала плавления и температуры полного расплавления образца прототипа приведен на Фиг.1. Температура начала плавления составила 967±15°С, температура полного расплавления 1154±15°С, температурный интервал плавления 187±15°С. На Фиг.2 приведен пример определения температурного интервала плавления образца разработанной шлакообразующей смеси в соответствии с заявляемым изобретением. Температура начала плавления составила 970±15°С, температура полного расплавления 1000±15°С, температурный интервал плавления 30±15°С.

Изобретательский уровень предложенного технического решения заключается в уменьшении температурного интервала плавления шлакообразующей смеси, что обеспечивает формирование однородного шлакового расплава на поверхности металла, равномерное растекание расплава шлака по поверхности заготовки, смазку в кристаллизаторе для облегчения вытягивания формирующегося слитка, равномерный теплоотвод в кристаллизаторе от металла, защиту металла от вторичного окисления кислородом атмосферы, поглощения атмосферного азота; исключение высокого содержания в шлакообразующей смеси соединений серы, накопления гигроскопичной влаги при хранении и транспортировке за счет использования сырьевых компонентов с низким содержанием соединений серы и обладающих малой гигроскопичностью; исключение высокого содержания в шлакообразующей смеси углерода.

Новизна заявляемого технического решения состоит в том, что предложена шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, содержащая портландцементный клинкер, базальт, нефелиновый концентрат, карбонат кальция, волластонитовый концентрат, стеклобой, периклаз в составе тонкомолотых смесей в заявленном соотношении.

Таким образом, предлагаемое техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Ниже приводится пример реализации изобретения.

В мельнице осуществляют совместные помолы компонентов тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза в соотношении, указанном в таблице 1, компонентов тонкомолотой смеси нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя в соотношении, указанном в таблице 2, компонентов тонкомолотой смеси кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата в соотношении, указанном в таблице 3, до фракции менее 0,063 мм. Проводят смешение в смесителе компонентов углеродсодержащего материала графита скрытокристаллического, кокса нефтяного и углерода технического в соотношении, указанном в таблице 4. Подготовленные тонкомолотые смеси и углеродсодержащий материал смешивают в смесителе в соотношении, указанном в таблице 5, гранулируют и сушат. Компонентный состав шлакообразующих смесей представлен в таблице 6. Свойства в таблице 7.

Таблица 1
Тонкомолотая смесь портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза, мас.%
Индекс Портландцементный клинкер Кварцевый песок Концентрат плавикового шпата Периклаз
1 55,5 22,5 17,0 5,0
2 49,5 24,5 19,0 7,0
3 43,5 26,5 21,0 9,0
Таблица 2
Тонкомолотая смесь нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя, мас.%
Индекс Нефелиновый концентрат Концентрат плавикового шпата Кварцевый песок Стеклобой
4 41,0 32,0 15,0 12,0
5 35,0 34,0 17,0 14,0
6 29,0 36,0 19,0 16,0
Таблица 3
Тонкомолотая смесь кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата, мас.%
Индекс Кальцинированная сода Базальт Карбонат кальция Волластонитовый концентрат
7 40,0 27,0 18,0 15,0
8 34,0 29,0 20,0 17,0
9 28,0 31,0 22,0 19,0
Таблица 4
Углеродсодержащий материал, мас.%
Индекс Графит скрытокристаллический Кокс нефтяной Углерод технический
10 80,0 10,0 10,0
11 60,0 20,0 20,0
12 40,0 30,0 30,0

1. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, содержащая концентрат плавикового шпата, кварцевый песок, кальцинированную соду, углеродсодержащий материал, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит портландцементный клинкер, базальт, нефелиновый концентрат, карбонат кальция, волластонитовый концентрат, стеклобой, периклаз в виде тонкомолотых смесей при следующем соотношении, мас.%:

Тонкомолотая смесь портландцементного клинкера,
кварцевого песка, концентрата плавикового шпата
и периклаза 21,0-52,0
Тонкомолотая смесь нефелинового концентрата,
концентрата плавикового шпата, кварцевого песка
и стеклобоя 20,0-34,0
Тонкомолотая смесь кальцинированной соды,
базальта, карбоната кальция и
волластонитового концентрата 27,0-37,0
Углеродсодержащий материал 1,0-8,0

2. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали по п.1, отличающаяся тем, что компоненты тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, кварцевого песка, концентрата плавикового шпата и периклаза взяты в соотношении, мас.%:

Портландцементный клинкер 43,5-55,5
Кварцевый песок 22,5-26,5
Концентрат плавикового шпата 17,0-21,0
Периклаз 5,0-9,0

3. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали по п.1, отличающаяся тем, что компоненты тонкомолотой смеси нефелинового концентрата, концентрата плавикового шпата, кварцевого песка и стеклобоя взяты в соотношении, мас.%:

Нефелиновый концентрат 29,0-41,0
Концентрат плавикового шпата 32,0-36,0
Кварцевый песок 15,0-19,0
Стеклобой 12,0-16,0

4. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали по п.1, отличающаяся тем, что компоненты тонкомолотой смеси кальцинированной соды, базальта, карбоната кальция и волластонитового концентрата взяты в соотношении, мас.%:

Кальцинированная сода 28,0-40,0
Базальт 27,0-31,0
Карбонат кальция 18,0-22,0
Волластонитовый концентрат 15,0-19,0

5. Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали по п.1, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащего материала она содержит смесь графита скрытокристаллического, кокса нефтяного и углерода технического при следующем соотношении, мас.%:

Графит скрытокристаллический 40-80
Кокс нефтяной 10-30
Углерод технический 10-30


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей, используемых для теплоизоляции и защиты зеркала металла в промежуточном ковше от вторичного окисления при непрерывной разливке стали.

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к защите поверхности металла в кристаллизаторе. .

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в кристаллизаторе машины непрерывного литья слябовых заготовок. .
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам теплоизолирующих смесей, используемых для теплоизоляции поверхности зеркала металла в сталеразливочных и промежуточных ковшах.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утеплению поверхности жидкой стали и чугуна в ковше во время транспортировки и разливки. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к черной металлургии. .
Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к непрерывной разливке стали. .
Изобретение относится к черной металлургии
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам шлакообразующих смесей, используемых при непрерывной разливке стали, в частности для производства железнодорожных рельсов
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам шлакообразующих смесей, используемых при непрерывной разливке стали, в частности при производстве железнодорожных рельсов

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при защите расплава латуни в кристаллизаторе машины непрерывного литья
Изобретение относится к области металлургии. Клинкер содержит в химическом составе, мас.%: Al2O3 30-85, СаО 3-45, MgO 9-45, в минералогическом составе, мас.%: фаза Q (Ca20Al32-2xMgxSixO68, где 2,5≤х≤3,5) 15-65 и фаза MgAl2O4 5-40. Клинкер имеет открытую пористость, измеренную тестом по определению открытой пористости погружением в воду согласно модифицированному стандарту NF В 40-312, равную 4-60%. Обеспечивается снижение клинкером пылеобразования. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для защиты поверхности металла в кристаллизаторе при непрерывной разливке стали. Шлакообразующая смесь содержит, мас.%: плавиковый шпат 10,0-25,0, графит 0,1-6,0, кварц пылевидный 10,0-24,0, соду техническую 1,0-17,0, сиенитовый концентрат 2,0-24,0, коксовую пыль 1,0-6,0, карбонат лития 1,0-5,0, мел технический 3,0-23,0, окись магния 0,5-5,0, один или несколько компонентов из группы: шлак производства феррохрома 30,0-45,0, силикатную глыбу 4,0-12,0, колеманит 2,0-15,0, микрокальцит не более 18,0, цемент остальное. Химический состав смеси, мас.%: C свободный 0,5-8,0, SiO2 21,0-42,0, Al2O3 0,5-12,0, CaO 23,0-52,0, MgO 0,5-10,0, R2O 1,0-15,0, F 1,0-13,0, Li2O не более 3,0, B2O3 не более 5,0, неизбежные примеси остальное. Основность смеси составляет 0,85-1,25. Обеспечивается улучшение макроструктуры стали, снижение загрязненности неметаллическими включениями, уменьшение количества поверхностных дефектов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 50-65 и органическую добавку 35-50. В качестве шлакообразующего материала используют микрокремнезем, а в качестве органической добавки используют смесь, содержащую, мас.%: шелуху зерновых культур 40-60 и лузгу подсолнечника 40-60. Формирующийся в ковше шлак обладает повышенной ассимиляцией неметаллических включений. Обеспечивается снижение тепловых потерь при разливке стали, уменьшение брака, связанного с перепадами температур и затвердеванием стали в ковше, и уменьшение загрязненности стали неметаллическими включениями. 1 пр.
Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 55-65 и органическую добавку 35-45. Шлакообразующий материал содержит, мас.%: микрокремнезем 37, пыль газоочистки производства алюминия 21 и пыль известкового производства 42. В качестве органической добавки используют смесь, содержащую, мас.%: шелуху зерновых культур 40-50 и лузгу подсолнечника 50-60. Формирующийся в ковше шлак обладает повышенной ассимиляцией неметаллических включений. Обеспечивается снижение тепловых потерь при разливке стали, уменьшение брака, связанного с перепадами температур и затвердеванием стали в ковше, и уменьшение загрязненности стали неметаллическими включениями. 1 пр.
Изобретение относится к черной металлургии. Шлакообразующая смесь содержит, мас.%: аморфный графит 10-20, известь 20-30, микрокремнезем 30-40 и пылевидные отходы производства алюминия 20-30. Смесь обеспечивает снижение брака по поверхностным дефектам, уменьшение неметаллических включений и содержания кислорода в разливаемой стали.
Изобретение относится к металлургии. Шлакообразующая смесь содержит, мас.%: портландцемент 40-50, материал на основе оксида кремния 30-38, соду кальцинированную техническую 10-18, рисовую лузгу 4-10. Изобретение позволяет повысить ассимиляцию из стали глиноземистых включений, снизить эрозию футеровки промежуточного ковша и стопоров и снизить тепловые потери. 2 табл.
Наверх