шлакообразующая смесь
Классы МПК: | B22D11/108 подача присадок, порошков и тп |
Автор(ы): | Ларин Ю.И., Лавров А.С., Лейтес А.В., Филяшин М.К., Ярошенко А.В., Чуйков В.В., Копылов А.Ф., Пиуновский А.М., Лебедев В.И. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-12-25 публикация патента:
27.10.2003 |
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее - к составам шлакообразующих смесей, применяемых для защиты стали в кристаллизаторе при непрерывной разливке слитков слябового сечения. Технический результат - повышение качества поверхности непрерывнолитых слябов и снижение стоимости шлакообразующей смеси. Шлакообразующая смесь содержит слюду, плавиковый шпат, портландцемент, углеродсодержащее вещество и дополнительно содержит криолит, силикокальций, а в качестве углеродсодержащего вещества - коксовую пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%: слюда - 10-30; криолит - 2-20; плавиковый шпат - 10-25; коксовая пыль - 8-12; силикокальций - 3-6; портландцемент - остальное. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Шлакообразующая смесь, содержащая слюду, плавиковый шпат, углеродсодержащее вещество и портландцемент, отличающаяся тем, что шлакообразующая смесь дополнительно содержит криолит и силикокальций, а в качестве углеродсодержащего вещества содержит коксовую пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%:Слюда - 10 - 30
Криолит - 2 - 20
Плавиковый шпат - 10 - 25
Коксовая пыль - 8 - 12
Силикокальций - 3 - 6
Портландцемент - Остальное
2. Шлакообразующая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве портландцемента она содержит шлакопортландцемент.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к составам шлакообразующих смесей, применяемым для защиты стали в кристаллизаторе при непрерывной разливке слитков слябового сечения. Наиболее близкой по технической сущности является шлакообразующая смесь, содержащая, мас.%:Слюда - 15-30
Фтористый кальций - 8-20
Углеродистосодержащее вещество - 2-15
Бура - 0,2-15
Портландцемент - Остальное
(См. авт. свид. СССР 550430, C 21 C 5/54, 07.04.1977). Недостатком известной шлаковой смеси является образование поверхностных дефектов на непрерывнолитых слябах в виде трещин и шлаковых включений. Наличие поверхностных дефектов требует применения огневой зачистки слябов, что приводит к значительным потерям металла. Установлено, что основными причинами, способствующими пораженности поверхности слябов поверхностными дефектами, являются:
- недостаточная сыпучесть шлакообразующей смеси. В результате этого на зеркале расплава в кристаллизаторе не обеспечивается равномерность покрытия и условия для формирования по всему периметру рабочих стенок кристаллизатора равнотолщинного шлакового гарнисажа, ответственного за теплоотвод и образование растягивающих напряжений в оболочке слитка, приводящих к трещинообразованию;
- недостаточная экзотермичностъ шлаковой смеси для компенсации потерь тепла, затрачиваемого на формирование защитного покрытия. При разливке стали с небольшим перегревом над температурой ликвидуса на зеркале расплава в кристаллизаторе образуется корочка и имеет место комкование шлакового покрытия. В итоге поверхность слябов оказывается пораженной шлаковыми включениями. Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении качества поверхности непрерывнолитых слябов. Указанный технический эффект достигается тем, что шлакообразующая смесь содержит слюду, плавиковый шпат, углеродосодержащее вещество и портландцемент. Шлакообразующая смесь дополнительно содержит криолит и силикокальций, а в качестве углеродсодержащего вещества содержит коксовую пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Слюда - 10-30
Криолит - 2-20
Плавиковый шпат - 10-25
Коксовая пыль - 8-12
Силикокальций - 3-6
Портландцемент - Остальное
В качестве портландцемента смесь может содержать шлакопортландцемент. Улучшение качества поверхности непрерывнолитых слябов будет происходить вследствие введения в состав смеси коксовой пыли и силикокальция. Коксовая пыль с установок сухого тушения кокса выполняет роль экзотермической составляющей и регулирует скорость расплавления смеси на зеркале металла в кристаллизаторе. При содержании коксовой пыли в составе смеси более 12% скорость ее расплавления отстает от скорости инфильтрации расплавленного шлака в зазор между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора. В результате нарушаются условия формирования равнотолщинного шлакового гарнисажа между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора. Следствием этого процесса является трещинообразование на поверхности слябов, При содержании коксовой пыли менее 8% недопустимо снижается экзотермичность смеси. Наряду с этим скорость расплавления смеси в защитном покрытии начинает превышать скорость инфильтрации расплава в зазор между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора. При этом высота слоя жидкого шлака над зеркалом металла в кристаллизаторе постоянно растет. Это сопровождается комкованием покрытия и образованием шлакометаллической корочки. В итоге растет загрязненность поверхности слябов шлаковыми включениями. Экспериментально установлено, что оптимальный технический эффект достигается при использовании силикокальция при его содержании в смеси 3-6 мас. %. При содержании силикокальция менее 3 мас.% недопустимо снижается эффективность смеси, а при содержании его выше 6 мас.% технический эффект увеличивается незначительно, а стоимость смеси значительно растет. Силикокальций в составе смеси, наряду с выделением тепла в защитное покрытие при окислении, увеличивает "сыпучесть" смеси или ее способность равномерного распределения по защитному покрытию в кристаллизаторе. Кроме этого, силикокальций в состав смеси увеличивает прочность сцепления гарнисажа со стенками катализатора, что стабилизирует теплоотвод от слитка. Слюда в составе шлакообразующей смеси является теплоизолятором и служит источником основных окислов SiO2, Al2O3, МgО, NaO2, K2O. При содержании следы ниже заявляемых пределов теплоизолирующие характеристики защитного покрытия нежелательно снижаются. При разливке стали с небольшим перегревом над температурой ликвидуса возрастает вероятность образования шлакометаллической корочки в защитном покрытии. Содержание слюды выше заявленных пределов сопровождается нежелательным увеличением вязкости шлака за счет роста в нем Al2O3 и MgO. Криолит и плавиковый шпат определяют требуемую температуру плавления смеси и вязкость шлака. Криолит и плавиковый шпат взаимосвязаны. Верхнему пределу содержания криолита соответствует нижнее значение содержания плавикового шпата. Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой шлакообразующей смеси с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подается сталь марки Cт.3. Из кристаллизатора вытягивается сляб сечением 200-300х1200-1800 мм со скоростью 0,4-0,8 м/мин. В кристаллизатор подается шлакообразующая смесь с удельным расходом 0,8-1,2 кг/т стали следующего состава с содержанием компонентов, мас.%:
Слюда - 10-30
Криолит - 2-20
Плавиковый шпат - 10-25
Коксовая пыль - 8-12
Силикокальций - 3-6
Портландцемент - Остальное
В качестве портландцемента возможна подача шлакопортландцемента. В таблице приведены примеры использования шлакообразующей смеси. В 1-м и 5-м примерах вследствие несоблюдения заявляемых соотношений компонентов в шлакообразующей смеси не обеспечивается снижение брака слябов по поверхностным дефектам, а также имеются потери металла при огневой зачистке слябов. В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения заявляемых соотношений компонентов в шлакообразующей смеси обеспечивается снижение брака слябов по поверхностным дефектам, а также потерь металла при огневой зачистке непрерывнолитых слябов.
Класс B22D11/108 подача присадок, порошков и тп