Дата опубликования описания 23.07.80 (53) УЛК621..746.393 (088.8) В. А. Ефимов, В. Н. Сапко, В. B. Шепелев, E. ф. Диюк, Н; К. Пащенко, А. Н, Башкатов, О. В. Трифонов, В. М. филиппов, Д. Ю. Левин и П. Л, Ратнер (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской CCP (54) ИНТЕНСИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ

ДЛЯ РАЗЛИВКИ КИПЯЩИХ СТАЛЕЙ талл $1) .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам интенсифицирующих смесей, применяемых при произвоцстве кипящей стали.

Из отечественной и зарубежной практики отливки крупных слитков кипящей стали скоростным способом широко известно применение интенсификаторов кипения, позволяющих как значительно увеличить ско рость разливки, так и обеспечить в этих условиях получение цостаточно толстой

10 наружной корочки. Применяемые интенсифицирующие смеси черезвычайно разнообразцьт по составу ингредиентов, их физико-химическим свойствам, а также отличаются

15 и формой, в которой они вводятся в меОднако среди известных интенсификаторов бдни содержат преоблацающее коли-20 чество легкоплавких составляющих, что приводит к раннему срабатыванию и не. эффективному использованию его, ухудпте нию санитарнб-гигиенических условий тру2 да, другие вЂ” значительные количества тугоплавких компонентов, которые в связи с инерционностью воздействия, обусловленной временем на плавленые, .будут вызывать эапазцывание в течение реакции газообразования иэ-за недостатка кислорода. Различие свойств компонентов смеси не должно сказываться на непрерывности подвода требуемого количества кислорода к месту протекания реакции газообразования, являющейся определяющим условием при формировании корковой зоны.

Наиболее близким техническим решением из известных является интенсификатор кипения следующего состава, вес.%:

Прокатная окалина Основа

Натриевая селитра 2-10

Плавиковый шлат 3-10

Коксик ° 6-16 (2 .

К недостаткам указанного интенсификатора-прототипа следует отнести: непостоянство химического состава окислительного шлака, образующегося при вводе смеси, поскольку она представляет собой:

3 74954 сочетание тонкоизмельченных компонентов, отличающихся как фракционным составом, так и физико-химическими свойствами; различие фракционного состава многокомпонентной смеси приводит к выду5 ванию более мелких и легких частиц, а свойств вЂ” к частичному срабатыванию ner коплавкой составляющей по контакта с разливаемой сталью. Это сказывается на. степени усвоения интенсификатора и, сле- 1о повательно, влиянии на интенсивность газообразования, от чего зависит как толщина формирующейся наружной корочки, так и качество химического закупоривания являющимися опрепеляюшими факторами при оценке качества слитков; указанным составом интенсификатора и режимом его ввода невозможно создать устойчивое интенсивное кипение металла в изложнице на всем протяжении отливки слитка, по- 20 скольку при скоростной разливке формирование донной его части происходит в условиях быстронарастающего ферростатического давления, что снижает интенсивность газовыделения во время отливки нижних горизонтов слитка. Б этом случае для создания устойчивого интенсивного кипения в металл надо вводить дополнительное к растворенному в стали количест во кислорода, обеспечивающее увеличение gr> парциального давления выделяющейся окиси углерода до значений превышающих внешнее; присутствие в составе смеси коксика не компенсирует влияние недостающего количества кислоропа на интенсивность кипения ввиду того, что содержание углерода в стали значительно больше содержания кислорода, который в этом случае является лимитирующим звеном и главным фактором, определяющим характер 4() и интенсивность газообразования при затвердевании жидкой стали; невозможно осуществлять дозирование его в сталь короткие промежутки времени наполнения изложниц при скоростной разливке (20- 45

25 с э, изготавливать же из указаннойсме- си брикеты без ис пол ьзов ан ия связующих веществ не представляется возможным.

Кроме того, количественное соотношение легкоплавкой и тугоплавкой кислоропсодержащей составляющей не позволяет ее эффективное использование и при одновременной присадке на пно изложницы, поскольку частички окалины будут захватываться металлом интенсивно охлаждае- мой донной части, что приведет к снижению качества поверхности донного сляба, Целью изобретения является обеспече ние устойчивого интенсивного кипения.

9 4

Это достигается тем, что смесь дополнительно содержит порошкообразную известь при следующем соотношении компонентов, весЛ:

Прокатная окалина 75- 80

Натриевая селитра 12-18

Плавиковый UllIB T 5-7

Известь . 1-2 причем влажность смеси;„-лжна составлять 1,5-2,07.

Отличительной особенностью смеси является возможность осуществления непрерывного снабжения кислородом фронта затвердевания на всем протяжении отливки слитков и улучшения их качества, постивЂ” гаемые за счет: обеспечения ввода строго определенного количества интенсификатора и повышения степени усвоения компонентов путем исключения влияния как фракционного состава, так и их физикс-химических свойств, поскольку указанная смесь присаживается в вице брикета определенного веса; оптимизация состава интенсифицируюшей смеси и формы ее применения, так как интенсификатор вводят в изложницы до заполнения их металлом, а при контакте с ним происходит всплывание и распап брикета: легкоплавкая составляющая, разлагаясь, повышает окисленность металла донной части и доводит се по оптимальных значений, при которых создаются условия пля протекания устойчивого интенсивного кипения, приводящего к формированию толстой наружной корочки.

Окалина же, обладает более высокой температурой плавления и, как следствие, замедленным воздействием на окисленность стали, будет работать на более высоких уровнях, то есть будет осуществляться последовательный попвоп кислорода, заключающийся в том, что на определенном уровне слитка будет задействована соответствующая часть интенсифицируюшей смеси, согласно ее свойствам.

Таким образом будет достигнуто допоступление кислорода в сталь в соответствии с его потребностью и тем самым создано устойчивое интенсивное кипение металла на всем протяжении отливки слитка.

Улучшение условий и повышение каче: » ства химического закупоривания, постигаемые в результате стабилизации окисленности стали в пределах оптимальных значений по уровням слитка при его отливке и в этой связи ввода регламентированных количеств раскислителей, что приводит к получению слитков с выпуклой головной

5 749549 частью, а при прокатке обеспечивает минимальную головную обрезь.

Прецелы по содержанию натриевой селитры обуславливаются доставкой недостающего количества кислорода в металл при

5 отливке донной части для повышения его окисленности цо оптимальных значений, обеспечивающих формирование толстой наружной корочки. Поскольку концентрация кислороца в металле цонной части на- >0 хоцится в прецелах 0,020-0,028% (по цанным отбора проб из цонной части слит ков стали 08КП, отлитых через стакан циаметром 80 мм), то для достижения оптимальных значений окисленностй потребуется цополнительно 0,0 12-0,0 1 8% кислороца, что цостигается ввецением селитры в состав смеси в пределах 121 8% с учетом коэффициента ее усвоения.

Введение большего, чем 18% количест- 2" ва селитры, привецет к временному повьюшенню окисленности выше указанных оптимальных ее значений, черезмерно бурному кипению, осадке металла путем снижения его интенсивности кипения за счет присацок раскислителя, что нежелательно, по кольку это способствует ухудшению поверхности слитка, неэффективному использованию составляющей смеси и загрязнению атмосферы цеха токсичными выцелениями.

Количество натриевой селитры менее

12 нецостаточно цля повышения содержания кислорода стали при отливке донной части слитка цо требуемых значений, а это способствует ухудшению условий зарождения и всплывания образующихся пузырьков, утонению наружной корочки и получению донного сляба, пораженного дефектами. Поэтому количество селитры, входящей в состав смеси, устанавливает 40 ся в прецелах 12-18%.

Содержание же окалины выбрано из расчета поднятия окисленности стали до значений, не превышающих нижний предел 4> оптима ьных значений с дальнейшим уменьшением соцержания кислороца, поскольку влияние ферростатического давления будет уменьшаться на вышележащих, считая от донной части, уровнях .слитка по мере на

50 полнения изложниц сталью.. Указанные условия выполняются за счет того, что ввод интенсификатора осуществляется одной порцией и окалина вступает в работу с уровня 300-400 мм, а интенсивность подачи кислороца к фронту затвердевания сначала максимальная и будет снижаться по мере нарастания уровня стали в изложнице и срабатывания смеси.

Содержание окалины более 80% уменьшает количество легкоплавкой составляющей, что приведет к дефициту кислорода во,время отливки цонной части слитка, и образованию наружной корочки недостаточной толщины. При вступлении же в реакцию окалины, что произойцет несколько позже, в металл верхних горизонтов буцет поцано кислорода больше требуемых количеств, что привецет к значительному повышению интенсивности газовыделения, н потребует осадки металла. При количест ве окалины менее 75% невозможно создать концентрации кислорода, обеспечивающие получение слитков с толстой корочкой на вышележащих горизонтах, считая от донной части, поскольку соответствующее увеличение легкоплавкой составляющей смеси не сможет поцнять окисленность стали цо требуемых концентраций на указанных горизонтах из-аа раннего ее срабатывания.

Ввод в состав интенсифидирующей смеси оптимальных цобавок извести позволяет брикетировать ее, что упрощает вводинтенсификатора, повышает коэффициент его ис пользования и дает возможность осуществить последовательное поступление кисло-. рода до уровням слитка во время его отливки, отвечающее его потребностям и соответствующее свойствам компонентов, входящих в состав смеси.

Известь,. вступая во взаимодействие с влагой компонентов, образует коллоидный гидрат, обладающий склеивающей способностью,закрепляющий и упрочняющий форму которую придают смеси.

Этим исключается выцувание легких и мелких составляющих смеси, усредняется состав ее и обеспечивается постоянство образующегося окислительного шлака.

Количество извести более 2% настолько задерживает распац и растворение смеси брикета, что она не оказывает требуемого возцействия на процесс газообразо= вания по уровням слитка, поскольку полностью не растворяется, осложняет химическое закупоривание слитков, так как препятствует усвоению раскислителей, вводимых после наполнения изложниц сталью на зеркало и приводит к прорывам корки в головной части и образованию свищей и наплывов в местах скопления нерастворившегося брикета. Меньшее 1% количество извести привоцит к раннему распаду и срабатыванию смеси из-за недостаточной прочности и в результате к нестабильным результатам в достижении требуемой интенсивности кипения по высоте слитка, 749549 акт ой оты часков, 13-16

Ранний распад и срабатывание смеси, черезмерно бурное кипение, значительное выделение цыма

0,5

1,0

72 20,5

8-10

3,0

82 10

2,0

5 2

5,5 1,5

7 1,0

75 18

77 16

80 12

1,5 что сказывается как иа толшине наружной корочки, так и головной части, получаюшиеся в этих случаях соответственно утоненной и с прорывами. Поэтому содержание извести в составе смеси находится в пределах 1-2%. Плавиковый шпат введен для ошлакования окисных неметаллических включений и очишения стали. Содержание его в смеси взято из расчета достижения указанного влияния без 10 загрязнения атмосферы цеха токсичными выделениями выше допустимых концентраций.

Пределы по содержанию влаги взяты из условий как использования ее на реак- 15 цию гашения, так и безопасности применения смеси. Если влажность смеси будет менее 1,5%, то вводимая известь лишь

Применение интенсифицируюшей смеси данного состава позволяет получать качественные слитки с наружной корочкой толшиной 15-40 мм, при прокатке которых выход горячекатанных рулонов экспортного назначения увеличивается на 5-7%.

Формула изобретения

1. Интенсифицирующая смесь для разливки кипящих сталей, содержащая окаличастично прореагирует, а значит в результате не будет достигнута нужная проч-. ность, обеспечивающая требуемую скорость растворения смеси и поступления кислорода в соответствии с уровнем отливки слитка. Влажность же смеси более 2% затрудняет брикетирование ее и присадку в изложницы в требуемых количествах, делает ее опасной в применении.

Состав интенсифицируюшей смеси был испытан при разливке стали марки 08КП в слитках 19-23 т со скоростью 36 мlмин. Смесь вводили в вице брикетов весом 4,5-5 кг на дно изложниц до начала разливки.

Свойства интенсифицируюших смесей и влияние их на качество слитков при скоскоростной разливке приведены в таблице.

2,5 Растворяется не полностью, кипение ослаблено как в донной части,так и в верхней.Ухудш аютс я условия химического закупоривания

Полностью раство- 15-16 ряются,вызывая ус« тойчивое интенсив- 14-15 ное кипение металла на всем протяжении отливки слитка

Яу; натриевую селитру, плавиковы шлат, о т л и ч а ю щ а я,с я тем, что, с целью обеспечения устойчивого интен« сивного кипения металла в изложнице на всем протяжении . отливки слитка, она дополнительно содержит порошкообразную известь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Прокатная окалина 75-80

Натриевая селитра 12-18

749549

10Составитель И. Журина

Редактор H. Козлова Техред И. Асталощ Корректор Е. Папп

Заказ 4515/7 Тираж 889 Подписное

UHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Плавиковый ш па т 5-7

Порошкообразная известь 1-2

2. Интенсифицирующая смесь по ll. 1, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, влажность смеси составляет 1,5-2%.