ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ
SLAG-FORMING MIXTURE FOR METAL PROTECTION IN INTERMEDIATE LADLE DURING CONTINUOUS STEEL CASTING

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано преимущественно для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья слябовых заготовок.
Известна смесь, применяемая для обработки металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали (а.с. СССР, Кл. С21С 5/54, N 1310435, 1987 г.). Смесь содержит 5-20% аморфного графита, 10-20% плавикового шпата, 20-40% цемента, 5-20% силикатной глыбы и 20-40% перлита - материала на основе окислов кремния. Недостатками указанной смеси является недостаточная ассимилирующая способность ее шлакового расплава из-за низкой основности. Кроме того, содержание в смеси фторсодержащего материала приводит к износу футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса и стопоров.
Известна смесь для защиты поверхности металла, содержащая 5-20% графита, 5-20% плавикового шпата и 5-20% цемента (а.с. СССР №534292, B22D 7/00). Недостатками указанной смеси является высокое содержание графита, которое может приводить к повышению содержания углерода в готовой стали, что не всегда желательно. Кроме того, высокое содержание фторсодержащего материала (плавикового шпата) приводит к износу футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса и к износу стопоров. Данная смесь является дорогой из-за высокого содержания в ней аморфного графита.
Ближайшим аналогом заявляемой смеси является смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке, содержащая 2-10% углеродсодержащего материала, 10-20% фторсодержащего материала, 10-25% материала на основе оксидов кремния и цемент остальное (RU, №2174893, B22D 11/111). Недостатками указанной смеси является высокое содержание в смеси фторсодержащего материала, что приводит к износу футеровки промежуточного ковша.
Задача, решаемая изобретением, - подбор оптимального состава шлакообразующей смеси, который снижает износ футеровки промежуточного ковша и улучшает теплоизоляцию.
Поставленная задача решается тем, что шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали, включающей углеродсодержащий и фторсодержащий материалы, материал на основе оксидов кремния и цемент, согласно изобретению в качестве углеродсодержащего и фторсодержащего материалов используют отходы производства шлакообразующей смеси, при этом ингредиенты смеси взяты в следующем соотношении, %:
Отходы производства
20-40
Материал на основе оксидов кремния
до 20
Цемент
60-80
В качестве отходов производства используются пыль и коржи, полученные при производстве гранулированной шлакообразующей смеси, а именно при сушке суспензии в башенном распылительном сушиле.
Цемент применяется в виде шлакопортландцемента марки 300 по ГОСТ 10178-85.
В качестве материала на основе оксидов кремния используется кварцевый концентрат или формовочный песок.
При содержании отходов производства ШОС в пределах 20-40% обеспечивается минимальный износ футеровки промежуточного ковша.
При содержании отходов производства ШОС менее 20% шлаковый расплав образует твердая корка - «крыша». Это приводит к образованию вязкого шлака и далее - к загущению шлака и ухудшению ассимиляционной способности, что приводит к ухудшению качества металла.
При содержании отходов производства ШОС более 40% шлаковый расплав такой смеси начинает интенсивно разъедать футеровку промежуточного ковша, что ведет к снижению продолжительности кампании промежуточного ковша МНЛЗ.
Содержание цемента в пределах 60-80% приводит к образованию шлакового расплава, который обеспечивает необходимую теплоизоляцию и минимальный износ футеровки промежуточного ковша.
При содержании цемента менее 60% основность шлакового расплава снижается и отмечается интенсивный износ футеровки промежуточного ковша.
При содержании цемента более 80% основность смеси повышается, что приводит к загущению шлака и ухудшению ассимиляции шлака неметаллических включений.
В качестве материала на основе оксидов кремния используется в основном кварцевый концентрат или формовочный песок для обеспечения основности шлакового расплава в пределах 1,2…1,6. При использовании этого материала свыше 20% понижается основность шлака, что приводит к интенсивному разъеданию футеровки промежуточного ковша.
При выходе содержаний ингредиентов в смеси за указанные пределы нарушается (затрудняется) технология обслуживания промежуточного ковша, ухудшается теплоизоляция металла и снижается стойкость футеровки промежуточного ковша.
Предлагаемую смесь изготавливали в отделении шлакообразующих смесей ООО «Шлаксервис» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Шлакообразующую смесь изготавливали следующим образом. Подготовленные шихтовые материалы из бункеров-накопителей загружали в мельницу «сухого» смешения, где происходило измельчение материалов с одновременным смешиванием.
Через 30-40 мин совместного помола отбирают пробу для определения фракционного состава. Затем готовую смесь ссыпали в фасовочный аппарат и расфасовывали в бумажные мешки массой по 10-12 кг.
Компонентный состав заявляемой смеси представлен в таблице.
Таблица
№ смеси
Содержание компонентов, %
Технический результат
Отходы производства
Цемент
Материал на основе оксидов кремния
1
25
60
15
Достаточная теплоизоляция, низкий износ футеровки
2
60
20
20
Достаточная теплоизоляция, высокий износ футеровки
3
10
80
10
Недостаточная теплоизоляция, повышенный износ футеровки
Полученную смесь использовали в промежуточном ковше слябовой машины непрерывного литья заготовок. Работу смеси в промежуточном ковше и ее расход оценивали визуально.
При использовании новой смеси №1 было отлито 9 плавок стали марки St12 на один промежуточный ковш. Замечаний по работе смеси и шлака в промежуточном ковше не отмечено. Средний расход смеси составил 0,44 кг/т отлитой стали. После окончания разливки проводился осмотр промежуточного ковша. Износ футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса, а также износ стопоров соответствовал норме.
При использовании новой смеси №2 было отлито 6 плавок на один промежуточный ковш. Замечаний по работе смеси и шлака в промежуточном ковше не отмечено. Расход смеси составил 0,39 кг/т отлитой стали. Во время использования смеси отмечен износ футеровки по шлаковому поясу. После окончания разливки проводился осмотр промежуточного ковша: отмечен износ футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса, а именно полный износ рабочего слоя футеровки (100 мм) и износ арматурного слоя (15 мм), что привело к выводу ковша из оборота и постановке его на капитальный ремонт.
При использовании новой смеси №3 было отлито 4 плавки на один промежуточный ковш. Дальнейшее использование смеси было прекращено по причине образования вязкого шлака, который превращался в твердую шлаковую корку, что затрудняло обслуживание промежуточного ковша технологическим персоналом. Отмечен износ футеровки в районе шлакового пояса. Средний расход смеси составил 0,40 кг/т отлитой стали.
Таким образом, данные наблюдения за работой смесей показали преимущество заявляемой смеси №1 по сравнению со смесями №2 и №3 по износу футеровки промежуточного ковша и по работе смеси в промежуточном ковше.