Экзотермическая шлакообразующая смесь для разливки стали
Союз Советских
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е )656735
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнитсс!ь}}ос к ые}т. свил-!>у (22) Заявлено 01.07.76 (21) 2380924 22-02 с присоединением заявки g<>— (23) Приоритет —— (51) М. Кл.-
В2>21> 7 !0
Государственный квинтет
СССР па делам нзобретеннй н открытнй
Опубликова !0 15.04.79. Б}оллстснь ¹ !4
Дата опубликования описания )б 04-. Ю (5;3) УДК 62!.746. . 586: 662.289 (088.8) А. 1О. Арсеffltfffk>ftëH, Б. Г..Ч(!ргисв, Т. А. Чуопнпдзс. А. Г. ыб!}с lt Г. Г. Бпркыя, 11. Я. Hllfvh H H. Б. Впх 1510â }(72) Авторы ИЗобретения И,!ститут металлу рп}п п)1. 5()-,}с! ия (ХС I AH Гру H» hr>H (.(.Р (7! Заявитель (54) ЭКЗОТБРМИЧЕСКАЯ 11!ЛАКООЕ? РА 3У<ЕОЕЦАЯ СЧЕ=.СЬ,-, ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ Изобретение относится к х!С>аллургии стали, а именно к экзотсрмическпч шлакообразу!ощим смесям, ис}!Ользчсчым при разливке углеродистых и легированных сталей в излож}lицы (сифоно>! или с}3cf ." ) . Известно IfpH !C}fe!! Itc экзотсрх}ичсскпх шлакообразук>щих смесей для по !»>c}iii}i жидког0 синтетического шлака непосредственно в изложнице Е30 13речя разливки стыли, СОСТОЯЩИХ ПЗ !.ОР!Осн!Х КОМПОНСIITO}3 (СПЛПКОKE3Ë bi?,IkH > Ы. 110 (I 0 I IHH ), ОКИСЛ ИТ(Л(.й (Ма f) I Однако ыф<рсктивность при мене! IHH извес}ных смесей 01 ра}}ичена, в (>сновном. по.}учением жидкоп> ill li}KH в изложнице при соприкосновении с жидким .,!стыллом в процесcc отливки слитка, причем ыкгцвн(>с физико-химическое воздействие ны жидкпи и затвердева}О!ций металл, <>(>сспечпвак>щее fI0i3bILk3CIfItC КЫс!ССТВЫ СЛИТКОВ ll Iff>OKBTH, ЦРП и р И М Е Н Е E l И И it 3 Е3 С С Т Н Ы . с З K 3 О T t. р с 11 I (С h 11 ; I 1, };1— кообрыз)л>он!их с..}(. (.r. Й практически r)T(. тствхег l liili()(>лс с Оливкой к оппсыпасмо)!у пзо(>f)(<Ò(!f HK? ПО Т(XI!fit! СС hoH С < ilk! f()r. 1 И fl;U)CТИГ<}(310(13 Р(:33 Л ЬТ f) Ст;! IH, (<>.LL P K<1 llLIf) lll lilK, (j)TO!)II(. 1}п! и;1>рпп II ы,llo)lftfllflt (21. ,> К}! 3}» П}1> Я (ЧС С Ь, K fix П LP \ I II(ПЗВС C I If Ь!(.< С)1< H С с! П<>, 1 \ IC>!}НИ I I I, 1ГIО ж i!H! L(, I!(. Оос с !;(i!i I!i!с 310 L>i Т(1 кн : . - >(Н Г Г()j)E>l(, > Л > Ill i 10 Т(Ч Н(I), t i 1>;! Х. !)(:}КО С !! l! >hi} !0 Г СК. 1() ll lioCTb <>(> к (>бр;! H;t!i !К> горя<и> Tp(I!Illll. 110этому П !) И ll Р П (fl(1 С<. II Il P ll P }П!З!снуl, Н )<> ifli Ы C};!Г!С !!! Н(Tp
О()i);1.3 T Гр(>fill!!r>X . 1< >и i i!Ho(T!I (T<1, IH lt чг}3 illl(Illf(. h l I(С i 13,1 > С t., I. i (. 1}I Ò K<1. . Е, f51 !t >C < I t и,,!. » ".!>ы -:, >Оп};!5! чссь для рызл>}вкп:т;},!и ii(>, < }<и >> H>fi,}},ОГО !Il,1ы к<3, ВК, IIO i K; > . >> ii< Ч " и )fi} П}5i 8i 656735 Табпипа 1 3 — Са — Al — Mg при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес. p/p.. Доменный шлак 75 — 86 Фтористый натрий 3 — 10 Комплексный сплав кремния, кальция, алюминия, магния 6 — 20 Комплексный сплав кремния, кальция, алюминия и магния может быть получен путем совместного восстановления окислов этих элементов углеродом или смесью ферросилиция и углеродистого восстановителя в рудовосстановительной электропечи. Другой путь получения данного сплава заключается в продувке силикоалюминия смесью извести с магнезитовым порошком. Введение сплава кремний — кальций— алюминий — магний в состав шлакообразующей смеси обеспечивает микролегирование и модифицирование стали алюминием, кальцием и магнием в процессе разливки. Благодаря значительному снижению количества непрерывных выделений сульфидных включений по границам зерен и способности глобуляризовать оксидно-сульфидные образования при микролегировании и модифицировании стали алюминием совместно с элементами-модификаторами (кальцием и магнием) повышается горячая пластичность металла, а следовательно, трещиноустойчивость и резко улучшается за счет устранения горячих трешии качество поверхности слитков. Взаимодействие сплава кремний — кальций — алюминий — — магний с фтористым натрием приводит к расплавлению шлакообразующих материалов и обеспечивает формирование на зеркале металла в процессе Исследование физико-химических свойств шлаков, полученных из смесей ¹ l, 2 и 3, показывает, что вязкость всех шлаков ири температурах разливки 530 — 1550 С в пределах 0,5 — 10 Пз; поверхностное натя4 разливки жидкоподвижного шлака. Присутствие кальция и магния (вследствие их высокого сродства к кислороду и сере) в составе включений обеспечивает повышение температур плавления и начала растекания сульфидов по границам зерен, что способствует резкому повышению трещиноустойчивости стали при высоких температурах. При содержании Si — Ca — Al — Mg сплава ниже нижнего предела не достигается повышения трещиноустойчивости стали и улучшения качества металла слитка, а при содержании его выше верхнего предела не наблюдается дальнейшего улучшения достигнутого уровня качества металла слитка. Предлагаемую экзотермическую шлакообразуюшую смесь приготовляют из порошкообразных компонентов с фракцией 0,5— 1,5 мм. Смесь применяют в порошкообраз.ном виде, а также в виде гранул и брикетов. В последнем случае в их состав входят связующие, например жидкое стекло. При использовании смеси в порошкообразном виде и в виде брикетов она укладывается на дно изложницы перед началом разливки. При использовании смеси в виде гранул последние могут также подаваться на зеркало металла в изложнице равномерно по ходу разливки стали. Расход смеси 2,0 — 3,0 кг/т стали. В табл. 1 приведены составы (Ж I, 2, 3) предлагаемой экзотермической шлакообраза зуюгцей смеси, испытанные при разливке различных марок низкоуглеродистых сталей. Испытание проводят в сравнении с известной смесью (№ 4), имеющей состав: доменный шлак 91 /О, фтористый натрий 7О/р.,алюминий 2О/о. жение 200 — 250 эрг/см ; температурный интервал плавления 1100 †12 С; жидкотекучесть 65 — 75 мм, т. е. эти свойства вполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым к шлакам при рааливке, и находятся б56735 П ри м е чан не. х) Составсмесей см. в табл. 1; хх} показатели усреднены по данным трех плавок. 5 в тех же пределах, что и у шлака, полученного из известной смеси Мо 4. Однако, что касается межфазного натяжения шлаков,, содержащих окислы кальция и магния, на границе раздела с такими наиболее распространенными включениями в стали, как глинозем и кремнезем, то оно значительно меньше, чем для шлака известного состава. Если межфазное натяжение опытных шлаков при 1110 — 1120 С на границе их раздела с кремнеземом и глиноземом соответственно 110— 120 эрг)см2 и 690 — 710 эрг!см, то для шлака известного состава эта величина находится в пределах 130 — 150 и 740 — 770 эрг/см (соответственно) . Следовательно, повышенная адгезия шлаков, получаемых от сгорания экзотермической шлакообразующей смеси предлагаемого состава, к кремнезему и глинозему обусловливает их более высокую ассимилирующую способность к неметаллическим включениям и способствует очищению стали. Как показывают проведенные опыты, повышение горячей пластичности металла при разливке стали под смесями предложенного состава позволяет уменьшить в 1,5 — 2,0 раза пораженность слитков низкоуглеродистых сталей трещинами, а также заметно снизить количество неметаллических включений. Это, в конечном итоге, приводит к увеличению выхода годной стали. По полученным результатам предпочтение отдается смеси Хо 3, полученной с оптиСмеси указанного состава испытывают при разливке сталей приведенных в табл. 1, в слитки весом 10 кг. Стали выплавляют в индукционной печи смкость|о 50 кг. Испытания показывают, что качественные характеристики металла при разливке под опытными смесями М l, 2 и 3 значительно выше, чем при разливке под известной смесью Хо 4. В частности, при разливке под смесями М 1, 2 и 3 происходит модифицирование стали кальцием и магнием, что вызывает существенные изменения в составе, форме и распределении неметаллических включений в стали. При этом снижение содержания неметаллических включений соответственно 20,3; 17,7 и 27,20/р. Одновременно проведенными лабораторными исследованиями механических свойств стали при высокой температуре было установлено, что под влиянием модифицирования ст)ли кальцием и магнием существенно повышается горячая пластичность металла (c)i. таб.), 21. Таблица2 мальным соотношением составлякнцйх. Комбинация известных сплавов S!-- Са, Si -- Al, Sl — Mg не обеспечивает того же техническо45 ! o э!рфекта, который получается;1рп пс11о)ьзовании предлагаемого комплексного сил!!за кремния, кальция. алюминия и магния. Для доказательства этогО с)1есь, 1 3 сравнивают со смеся)!и A9 O il !), в KQTopblx !!clio I b3vloT 5!) комбинацию сплавов Si — Са, Si — А1 и SiMn. Составы смесей М 5 и 6 и для сравнения предложенной смеси М 3 приведены в табл. 3 656735 Таблица 3 Таблица4 (.чсси присыживыют нз расчеты 3 кг,т TB. III. Кы)кдуK) смесь анробируK)T на дв) х плавках (всегс) шесть плавок) . Результаты Данные табл. 4 показывают, ITo ста>ll>, обработанная предлагаемой экзотсрчич ской шлакообразукнцей счссью (смесью Л) 3), обладает лучшими пластическими свойствами при высоких температурах и характеризуется меньшим загрязнением пo неметаллическим включениям. Замена комплексного многокомпонентного сплава Si — Са — Al — -Mg комбинациями цветных сплавов Si — (;ы, Si— Al H Si — -М нецелесообразна ешс и потому, что при этом не представляется возможным сохрынить в смеси оптимальные содержания модифициру)ощих элементов. Так, если сиг1ициды кальция, ы.) lоминия и магния вводят в смеси из расчеты 8--9% Si, как это сделано при применении сплава Si — -Сы — Al---Mg. содержание остальных элементов (Са, Al, М ) получается значительнг) меньшим (C». табл. 3), что пони)каст модифициру1ошес действие экзотсрмичсской счеси. Если же снлициды вводят из расчета получе)шя в счсси Ca> Al, Мд в том же количес твс, что испытаний приведены в табл. 4 (разливают ни:>к1)углер<)дистую Ст. 1О) . и B с1>)сcH U2 3, TO B э)ом сл> ч))с со 1с ржание кремния возрастает в два с лишним разы. что, в свою очередb, вызывает l)oBhlllipHI!c содержания кремния в металле и создав) опасность нарх щения норм ГО(.Та по кремНИ)О. 4в Таким образом, только введение в сосТВВ экзотсрмической шлакообразуюшей смеси кочплсксш)го сплава кремния, алюминия, кальция и магния в указанных количествах позволяет доопться эффективного повышения трсщиноустойчивости и улучшения ка45 чеcTHB мстаг1ла слитка. Предложенная экзотермическая шлакообразующая смесь может быгь применена при разливке ни lкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей, склонных к образованию горячих трещин на поверхности слитка. Ожидаемый тсxIIHK0-экономический эффект око ro 0,5 р. на тонну стали, разлитой под слосч rrpeдлыгаемой смеси. Фор,!()/ло паэорсгеная Экзотерми
i ;) (ч(! () l0)1(нный шл;(к ФтоРист! !1! II;I I )»! I I КОМ !1, I(и IIIilll « 11 I l())(. ." Источ III! hli 1111(t)о)) <1 2. Автор«ко((вн («г«л! с !«Л :)() ) il 4, 1о к.((. 21 (.,) )-), !!).()7.7-), 171, Сосгавитель С. Тепляков Редактор Н. Корченко Texpeд О. Л) гова)! Корректор О. Ковинская Заказ 1678/10 Тираж 944 Подписное LIHHH11H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открь(гяй I I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
