ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША
SLAG FORMING MIXTURE FOR PONY LADLE

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам шлакообразующих смесей, используемых для теплоизоляции и защиты зеркала металла в промежуточном ковше от вторичного окисления при непрерывной разливке стали.
Известна [1] выбранная в качестве прототипа шлакообразующая смесь для теплоизоляции металла в промежуточном ковше, содержащая материал на основе оксида кремния и углеродсодержащий материал, отличающаяся тем, что в качестве материала на основе оксида кремния используют шпат полевой при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Углеродсодержащий материал
15-25;
Шпат полевой
75-85.
Существенными недостатками данной смеси при использовании в промежуточном ковше являются:
- низкие теплоизолирующие свойства, а также неконтролируемый процесс науглероживания стали, в связи с содержанием в составе смеси аморфного графита;
- низкие рафинирующие свойства смеси из-за высокого содержания окислов алюминия, входящих в состав полевого шпата;
- низкая серийность плавок, взятых на один промковш в связи с низкой основностью, приводящей к повышенному износу шлакового пояса промковша.
Техническими результатами изобретения являются:
- повышение теплоизолирующей способности смеси;
- снижение отбраковки по поверхностным дефектам за счет стабилизации температурно-скоростного режима;
- снижение загрязненности неметаллическими включениями за счет повышения рафинирующей способности смеси;
- повышение серийности плавок, взятых на один промковш.
Для достижения этого предлагается шлакообразующая смесь для теплоизоляции металла в промежуточном ковше, содержащая материал на основе окислов кремния и углеродсодержащий материал, отличающаяся тем, что в качестве материала на основе окислов кремния используют пегматит тонкомолотый, плавикошпатовый флюоритовый концентрат и цемент при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Углеродсодержащий материал
7-22;
Пегматит тонкомолотый
30-35;
Плавикошпатовый флюоритовый концентрат
7-10;
Цемент
остальное
причем обеспечивают следующий химический состав, масс.%:
2
2
3
2
2
2
5,0-17,0% С; 33,0-45,0% CaO; 28,9-37,0% SiO; 6,5-9,0% AlO; ≥3,0% F; ≥1,0% NaO; ≥0,7% KO; отношение CaO/SiO=0,9-1,4.
Заявляемое соотношение компонентов подобрано опытным путем, причем при изменении соотношения компонентов снижаются жидкоподвижность и теплоизолирующие свойства шлаковой смеси.
Уменьшение содержания в смеси пегматита тонкомолотого ниже 30% приводит к возрастанию температуры плавления смеси и снижению теплоизолирующих свойств. При содержании в смеси пегматита тонкомолотого более 35% наблюдается увеличение вязкости шлакового расплава, что приводит к образованию гарнисажа вокруг стопоров промежуточного ковша.
При содержании в смеси углеродсодержащего материала менее 7% снижаются теплоизолирующие свойства смеси, а при содержании более 22% наблюдается неконтролируемый процесс науглероживания стали.
При содержании в смеси плавикошпатового флюоритового концентрата менее 7% повышается температура плавления смеси; наблюдается повышенное комкообразование, что приводит к снижению ассимилирующей способности шлакового расплава. При содержании более 10% наблюдается повышенный расход смеси.
Цемент совместно с другими компонентами шлаковой смеси обеспечивает оптимальные физико-химические характеристики шлакового расплава, необходимые для ассимиляции неметаллических включений и изоляции металла.
Опытную шлаковую смесь изготавливали путем дозирования исходных материалов по весу с использованием следующих исходных материалов:
1) Углеродсодержащий материал - графит скрытокристаллический (аморфный) марок ГЛС-2, ГЛС-3 (ГОСТ Р 52729-2007), с содержанием углерода не менее 72,0% или коксовая пыль (ТУ 0763-200-00190437-2004) с содержанием углерода не менее 80,0%;
2
2
3
2
2
2) Пегматит тонкомолотый - КПШТМ 0,20-2 (ГОСТ 7030-75), содержащий 1,0% СаО, 67,5% SiO, 15,5% AlO, 5,0% NaO, 5,0% KO;
2
3) Плавикошпатовый флюоритовый концентрат по ГОСТ 4421-73, содержащий 68,21% СаО, 3,0% SiO, 46,23% F;
2
2
3
2
4) Цемент - портландцемент или шлакопортландцемент (ГОСТ 10178-85), содержащий 54,6% СаО, 27,0% SiO, 7,6% AlO, 1,0% КО.
Приготовление теплоизолирующей смеси для промковша производили путем установки дозатора на весовую раму тележки с электронным указателем веса. Передвигая тележку с дозатором под бункерной эстакадой, его поочередно останавливали под одним из четырех бункеров с исходными материалами (графитом (коксовой пылью), пегматитом тонкомолотым, цементом, фторсодержащим материалом). После установки дозатора под бункером на нем открывали затвор и производили заполнение дозатора. В электронных весах закладывали весовую информацию о каждом исходном материале.
Заполненный дозатор передавали к смесительной установке. Для достижения равномерного состава смеси материалы перемешивали в смесительной установке в течение не менее 15 минут.
Соотношение исходных материалов на один дозатор и химический состав ШОС представлены в таблице 1.
Таблица 1
Влияние химического состава ШОС на температуру начала размягчения и плавления
Состав ШОС
Варианты ШОС
1
2
3
4
5
6
компонентный состав ШОС, %
аморфный графит
7,0
21,8
7,0
7,2
19,3
22,0
концентрат плавикошпатовый
8,0
7,0
7,1
7,3
9,1
10,0
Пегматит
35,0
31,2
30,1
35
33,1
30,0
цемент
50,0
40,0
55,8
39,1
38,5
38
химический состав ШОС
С
5,0
17,0
5,6
7,2
16,6
17,0
СаО
40,8
33,0
45,0
38,9
33,4
38,1
SiO<sub>2</sub>
34,8
33,3
32,8
37,0
33,4
28,0
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
8,7
8,5
7,4
9,0
8,1
6,5
F
5,0
3,2
3,0
3,8
4,2
4,6
K<sup>+</sup>
3,0
3,0
3,1
2,2
2,1
3,1
Na<sup>+</sup>
2,7
2,0
3,1
1,9
2,2
2,7
Основность
1,2
0,9
1,4
1,1
1,0
1,4
Опыты проводили на четырехручьевой блюмовой МНЛЗ с сечением кристаллизатора 300×340 мм в промковше вместимостью 25 тонн при разливке стали марок ст.3-5 сп, Э76, Э76Ф.
В процессе разливки в промежуточный ковш на зеркало металла первой плавки в серии задавали шлакообразующую смесь в количестве 120-160 кг, при смене очередного разливочного ковша в промежуточный ковш присаживали шлакообразующую смесь в количестве до 60 кг.
Использование шлаковой смеси при непрерывной разливке стали позволило снизить градиент температуры металла в промежуточном ковше до 5-10°С и, как следствие, отбраковку металла по поверхностным дефектам, связанным с нарушением температурно-скоростного режима, на 0,5%, уменьшить загрязненность стали неметаллическими включениями с 0,150 до 0,079 мм, повысить серийность плавок, взятых на один промковш.
Источники информации
1. Патент РФ №2311258 B22D 11/111.