Способ ввода углеродистого интенсификатора кипения в слиток

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве стали. Цель изобретения - повышение качества поверхности и внутренней структуры слитка. Способ включает ввод углеродистого интенсификатора в изложницу и наполнение ее металлом. Порошкообразный углерод и связующее подают в изложницу, смешивают, увлажняют компоненты углеродистой основы водным раствором связующего и формуют интенсификатор напылением смеси на прогоетый до 130 ... 260°С поддон, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 0 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605269/02 (22) 15.11.88 (46) 07.04.91. Бюл. М 13 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.С.Сапиро, В,M.Ñàôîíîâ, С.Н.Тимошенко, В.В.Приходько, А.А.Кривошейко, А.Ф.Сарычев, В.Т, Кулаковский, Ю.Н.Селиванов, Б,В.Филатов и Г.П.Бураковский (53) 621.746.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1125091, кл. В 22 О 7/00, 1984. (54) СПОСОБ ВВОДА УГЛЕРОДИСТОГО ИНТЕНСИФИКАТОРА КИПЕНИЯ В СЛИТОК

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству кипящей стали.

Цель изобретения — повы шение качества поверхности и внутренней структуры слитка.

Поставленная цель достигается предварительной обработкой углеродистой основы интенсификатора водным раствором связующего в виде аэрозоля в количестве 17—

27 (, от массы основы, а поддон перед размещением на нем подготовленного интенсификатора подогревают до 130 — 260 С.

Во время ввода углеродистого интенсификатора происходит смешивание частиц углеродистой основы со связующим и увлэжнение смеси. При этом водный раствор связующего лишь обволакивает поверхность частиц, но не успевает пропитывать их, что исключает переувлажнение интенсификатора. Полусухую массу направляют в изложницу и напыляют воздушной струей на рабочую поверхность прогретого до 130260 С поддона.. 5U 1á39878 А1 (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве стали. Цель изобретения— повышение качества поверхности и внутренней структуры слитка. Способ включает ввод углеродистого интенсификатора в изложницу и наполнение ее металлом, Порошкообразный углерод и связующее подают в изложницу, смешивают, увлажняют компоненты углеродистой основы водным раствором связующего и формуют интенсификатор напылением смеси на поогоетый до

130 ... 260 С поддон, 1 табл..

По мере нагрева покрытия-интенсифи- Я катора теплом поддона происходит испарение влаги и формирование прочной связи между материалом поддона и зернами углеродистой основы, что обусловливает его прочное закрепление.

Углеродистый интенсификатор при попадании первых порций стали s изложницу защищает его от размывания струей. При этом между кислородом, растворенным в О стали. и углеродом интенсификатора и роис- (Д ходит реакция, в результате которой снижа- со ется окисленность металла и происходит QQ донный барботаж жидкого слитка газообразными продуктами взаимодействия. Перемешивание позволяет настолько усилить поток реагентов на фронт кристаллизации, что кипение у стенок изложницы усиливается даже при снижении окисленности стали.

Раскисление металла, уменьшение ко,личества плены, создание восстановительной атмосферы в изложнице в результате интенсивного взаимодействия углерода по1639878

15 крытия с кислородом металла позволяет в значительной степени уменьшить запорошен ность слитков пленой.

Интенсивное кипение способствует заглублению сотового пузыря. Кроме того. увеличение толщины беспузыристой корки слитка сопровождается повышением качества его внутренней структуры за счет сни. жения содержания кислорода и ослабления ликвационных процессов. . При влажности интенсификатора ниже

17;(, частицы углеродистой основы недостаточно смочены. На поддоне между ними не образуется достаточного количества "мостов", что резко снижает прочность покрытия. При ударе струи стали о поддон в начале разливки покрытие разрушается и всплывает на поверхность металла. Таким образом недостаточно увлажненный интенсификатор не позволяет осуществить донный барботаж жидкого металла.

Увлажнение интенсификатора свыше

277,; ведет к тому, что после ввода его в изложницу происходит дренаж растворенного в воде связующего к поддону. При этом покрытие получается разнотолщинным, так как значительная часть углеродистой массы заполняет углубления в поддоне. B этом случае при отливке слитка интенсификатор не расходуется полностью вплоть до химического закупоривания. В результате возможно локальное науглероживание слитка и снижение качества закупоривания из-за прорывов головной части слитка, Напылением на поддон углеродистого интенсификатора влажностью 17 — 27 )(> достигается удовлетворительное смачивание частиц, надежное сцепление их между собой и поддоном. Такое покрытие не разрушается и надежно защищает поддон от размыва струей металла при разливке, а взаимодействие между углеродом покрытия поддона и жидким металлом позволяет сформировать достаточно толстую корку слитка и повысить чистоту металла.

При нанесении интенсификатора на поддон с температурой ниже 130 С происходит его нагрев, испарение жидкости, разложение связующего с образованием твердого раствора и формирование связи . между зернами углеродистой основы. Однако, как показали испытания образцов, в этом случае верхний слой покрытия обеднен связующим и формируется довольно рыхлым. Это объясняется тем, что жидкость дренирует из-за существенного удлинения процесса формирования твердого раствора вследствие низкой температуры поддона.

Если углеродистый интенсификатор нанести на поддон, температура которого вы20

55 ше 260 С, то происходит интенсивное парообразование, в результате которого покрытие вспучивается и между ним и поверхностью поддона образуется зазор.

В результате этого при разливке стали в изложницу покрытие разрушается и в виде крупных кусков всплывает, При температуре поддона 130 — 260 С масса надежно закрепляется на нем, взаи-. модействует с растворенным в стали кислородом и вследствие донного барботажа усиливает массообмен, Это позволяет увеличить толщину беспузыристой корки слитка, снизить содержание кислорода и оксидных включений в стали, химическую неоднородность металла и улучшает качественные характеристики готовой продукции.

Пример. Для осуществления способа разливки стали иСпользовали углеродистый интенсификатор, который состоит из углеродистой основы (коксика с размером частиц 0 — 3 мм) и связующего (жидкого стекла, лигносульфоната).

Интенсификатор напыляют на поддоны в цехе подготовки составов к разливке. Для этого коксовый порошок в струе воздуха подают из бункера по трубопроводу в изложницу. При этом в струю впрыскивают связующее с водой из расчета получения смеси 20 влажности. Расход коксового порошка на 20-тонную изложницу составляет

12 кг. Увлажненная смесь с большой скоростью выбрасывается на поддон, имеющий температуру 78О С. Запас тепла поддона при данной температуре позволяет высушить покрытие за 15 мин. Покрытие представляет собой пятно диаметром О,б — 0,8 м и толщиной от 30 мм в центре до 5 — 10 мм на периферии. Его прочность на отрыв от чугунного поддона составляет 0,2 — 0,5 МПа, на сжатие — 0,3 — 0,5 МПа, что обеспечивает надежную работу в контакте с жидкой сталью.

С самого начала разливки из изложницы выделяется и догорает над ее верхней кромкой СО. Интенсивность газовыделения постепенно уменьшается в течение 40 с, После наполнения изложницы металлом поведение его существенно отличается от кипения при традиционной технологии.

Сразу после наполнения слитка на зеркале металла наблюдается бурление с очагом диаметром 0,3 — 0,4 м и высотой 0,03 — 0,05 м.

При этом разрывы отдельных пузырей распространяются на все зеркало металла. Перемешивание жидкого слитка кипящей стали продуктами взаимодействия твердого углерода с растворенным в стали кислородом приводит к интенсификации кипения

1639878 стали в изложнице, увеличению толщины беспузыристой корки слитка и сопровождается улучшением его внутренней структуры за счет снижения содержания кислорода и ослабления ликвационных процессов. 5

Через 1 — 1,5 мин свободного кипения слиток закупоривают жидким алюминием.

Кристаллизация стали от поддона начинается либо при полном израсходовании углеродистого слоя, либо при остаточной толщине, 10 не превышающей 7 мм. В последнем случае неизрасходованный материал находится на внешней стороне поверхности слитка и отделяется от нее при снятии слитка с поддона. Предлагаемый способ исключает,15 приваривание слитков к поддонам и уменьшает из износ.

Для сопоставления предлагаемого технического решения проведены испытания предлагаемого способа разливки кипящей 20 стали в сравнении с известными.

При разливке стали по прототипу в кюмпельную часть слитка помещали углеродистый брикет массой 12 кг и засыпали его 20—

35 кг стальной кромки. Для сравнения с 25 базовым объектом использовали слитки, разлитые по обычной технологии (в случае переокисленного металла под струю вводили до 6 кг коксика, а поддоны защищали 60 — 80 кг стальной кромки), 30

В таблице приведены технические параметры предлагаемого способа (варианты

1 — 9) в сопоставлении с прототипом (вариант 10) и базовым объектом (вариант 11).

Поданным таблицы видно, что разливка 35 кипящей стали с интенсификатором, введенным в изложницу по вариантам 2 — 4, позволяет снизить содержание кислорода в слитке на 20 — 35 в сравнении с прототипом (пример 10) и на 30 — 50 в сравнении с базовым объектом (пример 11), при этом глубина залегания сотового пузыря составляет 10 — 18 мм, что 1,5 — 2 раза выше в сравнении с вариантами 10 и 11. Помимо того, способ позволяет обеспечить качественное химическое эакупоривание слитка и уменьшить отсортировку слябов по поверхностным дефектам.

Осуществление способа разливки кипящей стали с отклонением параметров от предлагаемых арианты 1, 5 — 9) не позволяет достигнуть цели предлагаемого изобретения. В этом случае, как правило, формируется недостаточно прочное покрытие, которое при воздействии струи металла ухудшает условия химзакупоривания и качество стали.

Формула изобретения

Способ ввода углеродистого интенсификатора кипения в слиток, включающий размещенйе интенсификатора на поддоне изложницы и наполнение ее металлом, о тл и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества поверхности и внутренней структуры слитка, перед размещением на поддоне интенсификатора на его углеродистую основу наносят в виде аэрозоля водный раствор связующего в количестве 17—

27 от массы основы, а поддон прогревают до 130 — 260 С.

1639878

СЧ

LA Й о

1С5 Х

5 о ф о Е.

О о

Х о .0 + o о с

С:

X

CQ

m . ъ

О

cD о

CQ

Щ Ф о о и

Б с

Ш с

m iS

z o о a со о -

О

1 (D m

CQ o

3 щ о

a. 0.0 с с

4 о о о

О

Щ о .о

)Щ Щ а ? р о с с

cL о с

-0 е0 е.Ж

OScQ о а

< о

CQ Iс щ

Q3 м ъ с

Ф

IЩ

О

1::

m о

cD

CC с о

CQ

ЪЕ

Щ о

Iо

О т

1г

CQ

Б

Q.

Щ х

S х

CQ

m а

CLI

CQ с с !О

СС

+ о с

X

Х а щ

М

o +

М SSi с о

cD Q O e W CD O а> Г-. n СЧ О В О СЧ LO О

СЧ N СЧ N СЪ N H N H С ) СЧ Ф Ф CI" C LA С Ъ 1 СЧ СЧ а)СПОРЕ Wrn СЧСЧ ,СЧ » СЧ СЧ СЧ N N СЧ QQ

О ID О

О ™ООО ОО

ВСЧ ОСОС" СОСО "

I Q 1 O 1 (О СЧ CD

O O

LCIQ CLI+QQO+OO

CD Ф СД olСО LDСО M

СЧ С Ъ

LA СО CD

О . СР СУ) I» CO cI

1 1 I . I I I I I

O M J cD СО С ) LA С1

C LA N CA H ID 0I O I» О

С Ъ N С ) N 3 С Ъ С ) С ) С"Ъ с2

ОООООООООО

OOOOOOOOOO

I 1

u + .ъ

CO Q LD Q N O CD O N

NnnCDCDNCCICD аа

СЧ СЧ СЧ СЧ CLI с >к

CD I» СЧ I» СО <О I СО Г2

-NNN -NNN

S

1О

1» т- N С,> с3 L D cD I» СО a) О

Q.

O сС

О с с э сщх

О

9»к

CQ

2 =Т

hC

S Z о М

О

0 с

& CQ

3 Im ъс

О ILI

Щ Р

CQ Ю

ID О