Шлакообразующая смесь
Союз Советских
Социалистических
Реслублии
ОП ИСАНИЕ
ИЗО6РЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()831289 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 11.79 (21) 2845469/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опублнковано23.05-81. Бюллетень М 19
Дата опубликования описания 27.05.81 (51)M. Кл.
В 22Э 7/00
Ввударетвевныб кемятет
CCCP яе амам яэебретение и етермтня
C 21 С 7/ОО (53) УДК621.746. .552(088.8) Ю. Я. Скок, P. Я. Якобше, G, B. Носоченко, Г. А. Николаев, И. К. Попандопуло, Н. В. Леушин, Н. И. Губин д В. В. Емельянов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Институт проблем литья АН Украинской С (54) ШЛАКООБРАЗУЮШАЯ СМЕСЬ
15 ттэобретение относится к черной ме. таллургии, в частности к непрерывной и сифонной разливке стали.
Известны смеси для модифицирования и легирования, а также разливки стали и сплавов, содержащие шлакообразуюшие и металлические компоненты (1 .
Однако отсутствие в смеси модифицирующей добавки существенно снижает эффективность обработки металла.
Наиболее близкой к предлагаемой по достигаемому результату является рафинирующая смесь 2 для разливки стали, включающая, вес. %:
Графит 1-5
Карбонат натрия 15-45
Марганцевая руда 3-1 5
Манганат калия . 3-10
Карбонат калия 5-15
Нефелин 2-1 5
Криолит 2-15
Борный ангидрид 2-15
Цемент 10-25
Известная смесь обладает недостатками. Она не содержит в своем составе компонентов, придающих ей модифицирующие свойства, что существенно снижает эффективность обработки стали. Смесь содержит большое «оличество карбонатав, которые имеют малую стойкость и при контакте с расплавленным металлом, раэлагаютса с выделением углекислого газа, что приводит к повышенной аагаэованности и запыленности рабочих мест.
Наличие в смеси борного ангидрида вызывает переход бора в металл и эту смесь невозможно применять для разливки в тех случаях, когда недопустимо присутствие бора в стали.
Цель изобретения - обеспечение высокого качества металла за счет прида- ния смеси модифицирующих свойств.
Эта цель достигается тем, что смесь дополнительно содержит силикомишметалл, в качестве шлакообразующих компонентовцемент, плавиковый шлат, силикатную глыбу, нефелин, а в качестве углерод831289 содержащего компонента — отходы угольной промышленности при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Цемент 20-45
Плавиковый шпат 10-20
Силикатная глыба 5-10
Нефелин 10-20
Огходы, угольной промышленности 5-1 5
Силикомиш металл 16-30 1
Соотношение компонентов подобрано таким образом, .что при контакте смеси с жидким металлом шлакообразующие материалы образуют сравнительно легкоплавкий шлак (1120-.1270 С), обладающий высокой рафинирующей способностью.
Цемент является основной составляющей шлака, он содержит следующие основные окислы, вес.%;
СаО 48-53
% О 30-35 лг, о 16-12
М О
Ъ
1-1,5
Примеси Остальное
При содержании цемента в смеси ниже нижнего предела (20%) и выше верхнего предела (45%) нельзя сформировать шлак нужного состав@.
Плавиковый шпат CaF .необходим для разжижения шлака, он способствует быстрому формированию шлака, повышает его основность, а следовательно,,и ра финирующую способность, При содержании плавикового шпата в смеси менее 10% резко затрудняется формирование шлака на поверхности металла, при его содержании в смеси более 20%, вследствие выделения фтора, ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда.
Силикатная глыба вводится в состав для понижения температуры плавления шлака. При содержании силикатной глыбы в смеси в количестве менее 5% ее влияние на свойства смеси мало ощутимо, при содержании более 10% снижается основность шлака, что ухудшает его рафинирующую способность.
Нефелин (Ма О-АЙ О - 3 ЯО ) также.. введен в состав смеси для понижения температуры плавления и повышения рафинирующей способности шлака. При содержании нефелина в смеси менее 10% его влияние на свойства шлака мало, введение его в количество более 20% заметно повы шает температуру плавления шлака из=за присутствия большого количества окисла .А О..
Отходы угольной промышленности в виде угольной пыли с одной стороны пре5S ности 3-х составов предлагаемой смеси (представлены в таблице) следующего состава, вес. %:
Графит 3
Карбонат натрия 30
Марганцевая руда 9
Манганат калия 6
Карбонат калия 10
Нефелин 10 дохраняют сталь от окисления, а с другой не допускают спекаемости смеси и поэтому верхний слой смеси выполняет роль утепляющей засыпки, что улучшает качество макроструктуры и поверхности отливаемых слитков. При содержании
I угольных отходов в смеси менее 5% происходит спекание верхнего слоя смеси, при содержанки их в смеси более 15% происходит науглероживание стали, что недопустимо при разливке низкоуглеродистых сталей.
Силикомишметалл выполняет роль эффективного модификатора стали, при этом в составе смеси он вводится в сталь; защитной оболочке из высокоосного рафинирующего шлака, так как проходит через прослойку жидкого шлака на последней стадии перед ее затвердеванием.
Это способствует более полному усвоению активных элементов силикомишметалла и повьппению эффективности модифицирования. В качестве модификатора можно применять силикомишметалл следующих . марок: симиш, сиитмиш, ФСМ, ФСМИ, сцемиш, акмиш. При содержании силико-: мишметалла в смеси менее 10% его влияние на структуру и свойства стали незначительно, так как содержание редкоземельных элементов в смеси составляет до 1-3%, а в сталь со смесью вводится их менее 0,005-0,015%, чего недостаточно для изменения состава включений. Зтого количества РЗМ недодтаточио для микролегирования металли35 ческой основы и измельчения микроструктуры стали. Содержание силикомишметалла в смеси более 30% нежелательно, так как РЗМ начинают реагировать с окислами смеси с образованием окислов
РЗМ, которые повышают температуру плавления и увеличивают вязкость шлака.
Смесь для разливки стали применяется в измельченном и хорошо перемешанном виде. Размер шлакообразуЬщих ма45 териалов и отходов угольной промышлен« ности находится в пределах 0,05-0,3 мм, размер гранул силикомишметалла составляет 0,5-15 мм.
Была проведена проверка эффектив831289 емент
Огходы угольной промышлен ости
М смеСиликатна глыба
Плавиковый шпат
Силикомишметалл фелин си
20
20
ЗЗ
10
10
10
15
Составитель И. Журина
Техред С.Мигунова Корректор .М, Коста
Редактор В. Иванова
Заказ 2870/2 Тираж 869 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений к открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Криолит 8
Цемент 16
Сталь 20 выполняют в индукционной печи ЛП М37 и после раскисления марганцем, кремнием и алюминием обрабаты» вают в ковше предлагаемой смесью в количестве 2 кг/т стали. Из опытных плавок слитки массой по 50 кг, прибыV ли слитков засыпают теми же смесями, которыми обрабатывают сталь в ковше вколичестве100г на слиток.. Такой раким обработки имитировал сифонную и непрерывную разливку стали под смесями.. После разрезки слитков и термиг ческой обработки заготовок, состоящей в о нормализации при 0,20 С и отпуска при
620 С, проводят испытание механических свойств стали. Испытания показывают, Формула изобретении
Шлакообразующая смесь для разливки стали, содержащая шлакообразующие и углеродсодержащиекомпоненты,, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью обе— спечения высокого качества металла за г счет придания смеси модифицирующих свойств, она дополнительно содержит в качестве модифицирующей добавки силикомишметалл, в качестве шлакообразующих компонентов - цемент, плавиковый шпет, силикатную глыбу, нефелин, а.в качестве углеродсодержащего компонентаотходы угольной промышленности при что сталь, разлитая под предлагаемой смесью при примерно одинаковой прочности, имеет на 10«20% более высокую пластичность, на 30-40% выше ударную
S вязкость при комнатной температуре и в
1,5-2 раза - при 40 С по сравнению со сталью, разлитой под известной смесью. Содержание неметаллических включений в стали, разлитой под пред © лагаемой смесью, на 20-30% ниже, чем в стали, разлитой нод известной смесью.
Предлагаемая смесь по сравнению с известной эффективнее влияет на чистоту и свойства обрабатываемого металла за счет увеличения выхода годного литъя вследствие улучшения макрос",руктуры слитков, следующем соотношении компонентов, весе %а
Цемент 20-45.
Плавиковый шпат 10-20
Силикатная глыба 5-10
Кефелин 10 20
Огходьг угольной промышленности 5-15
10 Силикомишметалл 10-30
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
% 582300, кл С 21 С 7/02, 1972.
45 2. Авторское сви;;етельство СССР
34 638620, кл. С 21 С 5/54, 1975.
