RU2165823C1

RU2165823C1 - Slag-forming mixture for steel continuous casting

Info

Publication number: RU2165823C1
Application number: RU99118162/02A
Authority: RU
Inventors: В.П. Ногтев; А.Ф. Сарычев; В.Ф. Маркин; О.Г. Свиридов; В.Д. Киселев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: slag-forming mixture contains, %: amorphous graphite, 7-12; fluorine-containing substance, 18-22; datolite concentrate, 12-16; material based on silicon oxides, 10-20; cement, the balance. EFFECT: improved quality of surface of continuously cast castings. 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для защиты зеркала металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторе при непрерывной разливке стали. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used to protect metal mirrors in the tundish and in the mold during continuous casting of steel.

Известна шлакообразующая смесь для разливки стали, содержащая плавиковый шпат, цемент, окислы бора, окислы железа, селитру /1/. Смесь сложная по составу и не обладает требуемыми свойствами - комкуется, что снижает качество поверхности непрерывно-литого слитка и ухудшает условия разливки. Known slag-forming mixture for casting steel, containing fluorspar, cement, boron oxides, iron oxides, saltpeter / 1 /. The mixture is complex in composition and does not have the required properties - crumbles, which reduces the surface quality of the continuously cast ingot and worsens the casting conditions.

Известная смесь /2/, содержащая 5-30% датолитового концентрата, 20-40% графита и остальное диатомит, способствует науглероживанию стали. The known mixture / 2 /, containing 5-30% of a datolite concentrate, 20-40% of graphite and the rest diatomite, promotes carburization of steel.

Известна также смесь /3/, которая содержит 15-25% бората кальция, 4-6% графита, шлаки феррохромового производства 5-10% и датолитовый концентрат - остальное. Эта смесь сложная по составу и содержит дефицитные материалы (борат кальция, шлак феррохромового производства). Also known mixture / 3 /, which contains 15-25% of calcium borate, 4-6% of graphite, slag ferrochrome production of 5-10% and datolite concentrate - the rest. This mixture is complex in composition and contains scarce materials (calcium borate, ferrochrome slag production).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шлакообразующая смесь, содержащая аморфный графит 10%, плавиковый шпат 17%, цемент 35%, слюду молотую (флогопит) 23%, криолит 5% и датолитовый концентрат 10% - ШОС-9 /4/. The closest in technical essence and the achieved result is a slag-forming mixture containing amorphous graphite 10%, fluorspar 17%, cement 35%, ground mica (phlogopite) 23%, cryolite 5% and datolite concentrate 10% - SCO-9/4 / .

Смесь используется при непрерывной разливке преимущественно низкоуглеродистой стали марки 08Ю. The mixture is used for continuous casting of predominantly low-carbon steel grade 08Yu.

Недостатками такой смеси являются низкая температура плавления смеси и низкая вязкость образующегося из смеси шлака, а также высокий удельный расход при использовании ее в кристаллизаторе. Смесь поэтому не обеспечивает высокое качество поверхности непрерывнолитой заготовки из-за образования поперечных трещин по следам качания кристаллизатора. The disadvantages of this mixture are the low melting point of the mixture and the low viscosity of the slag formed from the mixture, as well as the high specific consumption when used in the mold. The mixture therefore does not provide high surface quality of the continuously cast billet due to the formation of transverse cracks in the wake of the mold.

Предлагаемое изобретение направлено на решение следующих задач - повышение качества поверхности непрерывнолитой заготовки, упрощение и удешевление состава смеси и снижение ее удельного расхода. The present invention is aimed at solving the following problems - improving the surface quality of continuously cast billets, simplifying and cheapening the composition of the mixture and reducing its specific consumption.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в состав смеси, включающий аморфный графит, фторсодержащее вещество, датолитовый концентрат и цемент, дополнительно введен формовочный песок, а ингредиенты взяты в следующем соотношении (мас.%):
Графит аморфный - 7-12
Фторсодержащее вещество - 18-22
Концентрат датолитовый - 12-16
Формовочный песок - 10-20
Цемент - Остальное
Формовочный песок по ГОСТ 2138-9 применяется с содержанием SiO₂ 95-98% (пески Кичигинского, Нижне-Увельского и Бускульского месторождений на Южном Урале).The tasks are solved due to the fact that the composition of the mixture, including amorphous graphite, fluorine-containing substance, datolite concentrate and cement, is additionally introduced molding sand, and the ingredients are taken in the following ratio (wt.%):
Amorphous graphite - 7-12
Fluoride-containing substance - 18-22
Datolite Concentrate - 12-16
Molding sand - 10-20
Cement - Rest
Molding sand according to GOST 2138-9 is used with a SiO ₂ content _of 95-98% (sands of the Kichiginsky, Nizhne-Uvelsky and Buskulsky deposits in the Southern Urals).

В качестве шлакообразующей основы используется цемент (шлакопортланд) по ГОСТ 10178-76. As a slag-forming base, cement (slag portland) is used in accordance with GOST 10178-76.

Графит аморфный (скрытокристаллический) используется марок ГЛС-2 и 3 по ГОСТ 5420-74. Amorphous graphite (cryptocrystalline) is used by GLS-2 and 3 grades in accordance with GOST 5420-74.

Концентрат датолитовый используется по ГОСТ 16108-80, а в качестве фторсодержащего вещества - концентраты плавиковошпатовые по ГОСТ 29220-91 и ГОСТ 29219-91. Datolite concentrate is used in accordance with GOST 16108-80, and fluoride-spar concentrates in accordance with GOST 29220-91 and GOST 29219-91 as fluorine-containing substances.

При содержании в смеси аморфного графита менее 7% ухудшаются условия утепления зеркала металла в кристаллизаторе, а при его содержании более 12% происходит науглероживание низкоуглеродистого металла, что нежелательно. When the content of amorphous graphite in the mixture is less than 7%, the conditions for warming the metal mirror in the mold are worsened, and when it contains more than 12%, low-carbon metal is carbonized, which is undesirable.

При содержании плавиковошпатового концентрата менее 18% и датолитового концентрата менее 12% резко повышается температура плавления и вязкость расплава смеси; при содержании плавиковошпатового концентрата более 22% и датолитового концентрата более 16% понижается температура плавления и вязкость шлакового расплава настолько, что шлак протекает из кристаллизатора в поддон. When the content of fluorspar concentrate is less than 18% and datolite concentrate less than 12%, the melting temperature and the melt viscosity of the mixture sharply increase; when the content of fluorspar concentrate is more than 22% and datolite concentrate is more than 16%, the melting temperature and viscosity of the slag melt are reduced so that the slag flows from the mold into the pan.

Пределы содержаний формовочного песка, содержащего 95-98% окислов кремния, подобраны для получения основности смеси в пределах 0,8-1,2. The limits of the contents of foundry sand containing 95-98% silicon oxides are selected to obtain the basicity of the mixture in the range of 0.8-1.2.

При выходе содержаний ингредиентов в смеси за указанные пределы нарушается стабильность технологии разливки и понижается качество поверхности непрерывнолитого слитка. When the contents of the ingredients in the mixture go beyond the specified limits, the stability of the casting technology is violated and the surface quality of the continuously cast ingot decreases.

Конкретные примеры N 1-3 составов с граничным и средним N 3 значениями ингредиентов новой смеси и средним составом N 4 известной смеси /4/ приведены в таблице. Specific examples of N 1-3 compositions with a boundary and average N 3 values of the ingredients of the new mixture and the average composition N 4 of the known mixture / 4 / are shown in the table.

Из данных смесей были изготовлены гранулы: помол в водной среде до фракции, при которой 95% частиц имели размер не более 0,063 мм с последующим распылением при температуре 250-300^oC. Влажность образовавшихся гранул (до 1 мм) не превышала 0,2%. Необходимо отметить, что длительность помола материалов известной смеси N 4 из-за наличия слюды, обладающей некоторой жирностью, увеличилась в 2 раза, с 4-5 часов для составов N 1-3 до 9-10 часов для состава N 4.Granules were made from these mixtures: grinding in an aqueous medium to a fraction at which 95% of the particles had a size of not more than 0.063 mm, followed by spraying at a temperature of 250-300 ^o C. The moisture content of the granules formed (up to 1 mm) did not exceed 0.2% . It should be noted that the duration of grinding materials of the known mixture N 4 due to the presence of mica with some fat content increased by 2 times, from 4-5 hours for compositions N 1-3 to 9-10 hours for composition N 4.

Испытания смесей проводили при непрерывной разливке низкоуглеродистой стали марки 08Ю. Смеси вводили в кристаллизатор. Размер кристаллизатора 250х1850 мм, скорость разливки 0,8-0,85 м/мин. The mixtures were tested during continuous casting of low-carbon steel grade 08Yu. The mixture was introduced into the crystallizer. The size of the mold is 250x1850 mm, the casting speed is 0.8-0.85 m / min.

Пример N 1. Example No. 1.

При использовании смеси N 1 в кристаллизаторе по периметру обнаружили рант толщиной 1,0-1,5 мм. Протеканий шлака в поддон кристаллизатора не было. Дефектов на поверхности непрерывнолитого слитка не обнаружили. Расход смеси составил 0,75 кг/т отлитой стали. When using a mixture of N 1 in the crystallizer around the perimeter found a welt with a thickness of 1.0-1.5 mm There was no slag flowing into the mold pan. No defects were found on the surface of the continuously cast ingot. The consumption of the mixture was 0.75 kg / t of cast steel.

Пример N 2. Example No. 2.

При использовании смеси N 2 ранта в кристаллизаторе не было, но обнаружено незначительное протекание шлака на поддон, которое не привело к появлению дефектов (трещин) на поверхности непрерывнолитого слитка. Расход смеси составил 0,85 кг/т отлитой стали. When using mixture N 2, there was no welt in the mold, but an insignificant leakage of slag was detected on the pallet, which did not lead to the appearance of defects (cracks) on the surface of the continuously cast ingot. The consumption of the mixture was 0.85 kg / t of cast steel.

Пример N 3. Example No. 3.

При использовании смеси N 3 среднего состава ни образований ранта, ни протеканий жидкого шлака на поддон не обнаружено. Поверхность слитка была без дефектов. Расход смеси составил 0,8 кг/т отлитой стали. When using a mixture of N 3 of average composition, neither welt formations nor leakage of liquid slag onto a pallet were detected. The surface of the ingot was defective. The consumption of the mixture was 0.8 kg / t of cast steel.

Для промышленных испытаний использовали оптимальный состав N 3 заявляемой смеси и средний состав N 4 известной смеси (по прототипу). Со смесью известного состава N 4 было отлито 3 плавки (1050 т) автокузовной стали марки 08Ю. Расход смеси составил 0,95 кг/т отлитой стали. На каждой плавке обнаружены значительные протекания шлака из кристаллизатора на поддон. Расположенные на поддоне на выходе из кристаллизатора 1-2 форсунки оказались залитыми шлаком и не работали. For industrial tests used the optimal composition N 3 of the inventive mixture and the average composition N 4 of the known mixture (prototype). With a mixture of known composition No. 4, 3 melts (1050 tons) of body steel 08U were cast. The consumption of the mixture was 0.95 kg / t of cast steel. Significant leaks of slag from the mold onto the sump were found on each heat. The nozzles located on the pallet at the exit of the mold 1-2 were filled with slag and did not work.

Глубина отметок от следов качания кристаллизатора на поверхности слитка составляла 2-4 мм, что привело к появлению поперечных и сетчатых трещин в количестве 7-9 штук на 1 погонный метр. The depth of the marks from the traces of rocking of the mold on the surface of the ingot was 2-4 mm, which led to the appearance of transverse and mesh cracks in the amount of 7-9 pieces per 1 running meter.

Со смесью N 3 заявляемого состава было отлито 11 плавок (3850 т) этой же стали марки 08Ю. With a mixture of N 3 of the claimed composition 11 castings (3850 t) of the same 08U grade steel were cast.

Ранта по периметру кристаллизатора и протеканий шлака на поддон не обнаружено. Глубина отметок от следов качания на поверхности слитка составляла 1-2 мм. The welt around the perimeter of the mold and the flow of slag on the pallet was not found. The depth of the marks from the swing marks on the surface of the ingot was 1-2 mm.

Дефектов поверхности (трещин и шлаковых включений) не обнаружено. Данную смесь использовали и в промежуточном ковше для защиты поверхности металла. No surface defects (cracks and slag inclusions) were found. This mixture was also used in the tundish to protect the surface of the metal.

Таким образом, из результатов сравнительных промышленных испытаний следует, что шлакообразующая смесь заявляемого состава имеет более высокие технологическую (снижается длительность помола в 2 раза) и техническую (способствует стабильности технологии непрерывной разливки и повышает качество непрерывнолитого сляба), а также экономическую (стоимость смеси снижается на 15-20% из-за исключения использования слюды (флогопита) и криолита) эффективности. Thus, from the results of comparative industrial tests it follows that the slag-forming mixture of the claimed composition has a higher technological (reduces the grinding time by 2 times) and technical (contributes to the stability of continuous casting technology and improves the quality of continuously cast slab), as well as economic (the cost of the mixture is reduced by 15-20% due to the exclusion of the use of mica (phlogopite) and cryolite) effectiveness.

Шлакообразующая смесь заявляемого состава рекомендована для внедрения. Составлено изменение к инструкции по изготовлению шлакообразующих смесей. Slag-forming mixture of the inventive composition is recommended for implementation. Compiled a change to the instructions for the manufacture of slag-forming mixtures.

Источники информации:
1. А.С. СССР, N 262329; B 22 D 27/06, 68 г.Sources of information:
1. A.S. USSR, N 262329; B 22 D 27/06, 68 g.

2. А.с. СССР, N 1507522, B 22 D 7/10, 89 г. 2. A.S. USSR, N 1507522, B 22 D 7/10, 89 g.

3. А.с. СССР, N 1042236, B 22 D 11/00, 82 г. 3. A.S. USSR, N 1042236, B 22 D 11/00, 82 g.

4. Технологическая инструкция ТИ 106-СТ.КК2-17-86. Приготовление шлакообразующих смесей. ШОС-9, г.Липецк, 1986 г. (прототип). 4. Technological instruction TI 106-ST.KK2-17-86. Preparation of slag-forming mixtures. SCO-9, Lipetsk, 1986 (prototype).

Claims

Slag-forming mixture for continuous casting of steel, including amorphous graphite, fluorine-containing substance, datalite concentrate and cement, characterized in that it additionally contains foundry sand in the following ratio of ingredients, wt.%:
Amorphous graphite - 7 - 12
Fluorine-containing substance - 18 - 22
Datolite Concentrate - 12 - 16
Foundry sand - 10 - 20
Cement - Rest