Результат интеллектуальной деятельности: ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам шлакообразующих смесей, используемых при непрерывной разливке стали, в частности для защиты металла в кристаллизаторе.

Известна шлакообразующая смесь, содержащая доменный шлак, графит и фторсодержащее вещество, причем в качестве фторсодержащего вещества смесь содержит пыль газоочисток производства алюминия и дополнительно пыль газоочисток производства ферросилиция и извести при следующем соотношении компонентов, мас. %: доменный шлак - 15-23, пыль газоочисток производства алюминия - 18-22, пыль газоочисток производства ферросилиция - 25-30, пыль газоочисток производства извести - 26-30, графит - 3-8. Пыль газоочисток производства алюминия имеет следующий состав, мас.%: Al₂O₃ - 12-15; F - 18-22; Na₂O - 12-15; CaO - 0,7-1,0; SiO₂ - 0,5-1,0; Fe₂O₃ - 2,5-3,0; C - 35-30; смолистые - 10-15. Пыль газоочисток производства ферросилиция имеет следующий состав, мас. %: SiO₂ - 86-88; Al₂O₃ - 1,8-2,5; Si - 1,1-1,45; CaO + MgO - 5,0-5,8; Fe_общ - 2,5-3,0 [1].

Известна также шлакообразующая смесь для защиты металла в кристаллизаторе [2], содержащая основу шлаковой смеси, графит, фторсодержащее вещество, которая дополнительно содержит пыль газоочисток производства извести и ферросилиция, в качестве основы шлаковой смеси - феррохромовый саморассыпающийся сепарированный шлак, а в качестве фторсодержащего вещества - пыль газоочисток производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Существенными недостатками данных шлакообразующих смесей являются:

- высокий уровень отбраковки непрерывнолитых заготовок по поверхностным шлаковым включениям из-за содержащихся тугоплавких компонентов, в частности доменного и феррохромового шлаков, причем для обеспечения требуемого качества поверхности непрерывнолитых заготовок необходима зачистка поверхности последних после разливки, что в ряде случаев экономически нецелесообразно и невозможно;

- выбранные соотношения компонентов в смесях не обеспечивают требуемую в ряде случаев необходимую легкоплавкость смеси, гарантирующую высокую степень смазывания поверхности кристаллизатор-заготовка, а также не обеспечивают требуемые рафинирующие свойства смеси по неметаллическим включениям;

- смеси включают шлаки доменного процесса и производства феррохрома, содержащие значительное количество MnO и FeO, которые в свою очередь повышают газопроницаемость шлакового слоя и увеличивают содержание кислорода в разливаемой стали.

Известна также шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [3] - прототип, включающая аморфный графит, известь, алюминийсодержащие и фторсодержащие вещества, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пылевидные отходы производства ферросилиция, а в качестве алюминийсодержащего и фторсодержащего вещества - пылевидные отходы производства алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Существенными недостатками данной шлакообразующей смеси являются:

- невозможно в ряде случаев получения требуемых рафинирующих свойств и температуры плавления смеси, обеспечивающей требуемую смазку кристаллизатора и гарантирующую качество поверхности непрерывнолитых заготовок за счет исключения шлаковых включений в связи со значительным колебанием химического состава компонентов;

- выбранные соотношения компонентов в смеси не обеспечивают требуемую в ряде случаев необходимую легкоплавкость смеси, гарантирующую высокую степень требуемых рафинирующих свойств смеси по неметаллическим включениям.

Техническими результатами изобретения являются снижение уровня отбраковки по поверхностным дефектам, уменьшение загрязненности стали по неметаллическим включениям и уменьшение содержания кислорода в разливаемой стали.

Для этого предлагается шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, включающая аморфный графит, известь, алюминийсодержащие и фторсодержащие вещества, которая дополнительно содержит микрокремнезем при соотношении компонентов, мас.%

Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из следующих предпосылок.

При концентрации аморфного графита менее 10% не обеспечивается хорошая смачиваемость кристаллизатора, в результате чего разливаемый металл налипает на стенки кристаллизатора, а при концентрации более 20% происходит насыщение жидкой стали углеродом.

Известь в количестве менее 20% и выше 30% не обеспечивает требуемую основность шлака, в результате возрастает вероятность окомкования шлакообразующей смеси (ШОС) и не обеспечивается требуемая адгезия неметаллических включений шлаком, сформированным из ШОС.

Введенный в состав в количестве менее 30% микрокремнезем не обеспечивает требуемую жидкотекучесть шлака, а при концентрации более 40% повышается уровень загрязненности стали неметаллическими включениями.

Содержание пылевидных отходов производства алюминия в пределах 20-30 обеспечивает требуемую жидкотекучесть шлака и высокую ассимилирующую способность неметаллических включений.

Заявляемая шлакообразующая смесь использовалась при разливке стали марок Э76Ф, ст 45, ст 10 на радиальных 4-ручьевых МНЛЗ с сечением кристаллизатора 300×340 мм.

Смесь готовилась смешением из аморфного графита, отходов производства извести (пыль газоочистки известкового производства с содержанием СаО не менее 85%); микрокремнезема МК85; отходов производства алюминия (пыль газоочистки производства алюминия с химическим составом: 20-24% C, 0,5-2,0% Fe₂O₃, 25-45% Al₂O₃, 0,1-1,5% CaO, 0,5-1,5% MgO, 11-18% Na₂O+K₂O, 8-18% F).

Смесь присаживалась в медные водоохлаждаемые кристаллизаторы в количестве 0,5-1,0 кг/т жидкой стали. После разливки заготовки резались на мерные длины, после чего заготовки охлаждались, осматривались и отгружались для прокатки.

Использование заявляемой смеси по сравнению с базовой (прототип) позволяет:

1. Снизить брак по поверхностным дефектам по шлаковым включениям с 0, 9 до 0,01%.

2. Уменьшить загрязненность стали неметаллическими включениями (максимальная длина строчки хрупкоразрушенных оксидов не превышает 0,06 мм, при базовой технологии до 0,26 мм).

3. Содержание кислорода в стали снижено с 8 ppm (базовая технология) до 3,2 ppm.

Список источников

1. Патент РФ №1814587 B22D 11/00, 11/10; С21С 5/54.

2. Патент РФ №2025197 B22D 11/00, С21С 5/54.

3. АС СССР 1702696 С21С 5/54.