Смесь для заполнения выпускного канала сталеразливочного ковша

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разливке стали из бесстопорных ковшей. Смесь включает чешуйчатый графит 1-4 мас.% и жильный кварц - остальное. Размер фракции жильного кварца не более 3 мм, а чешуйчатого графита не более 0,5 мм. При разливке стали устраняется спекание смеси, обеспечивается стабилизация струи металла и полное высыпание смеси из выпускных каналов дозирующих стаканов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разливке стали из безстопорных ковшей.

Известна уплотняющая смесь для ковшового стакана шиберного затвора, состоящая из кварцевого песка и фторида церия [1].

Фторид церия является ингибитором, замедляющим спекание смеси и предотвращающим закозление стакана шиберного затвора. Однако второй компонент смеси - кварцевый песок содержит примеси оксидов железа и других компонентов, которые приводят к спеканию и последующему закозлению стакана, что снижает производительность разливочного агрегата.

Известна также смесь для заполнения канала стакана шиберного затвора металлургической емкости, являющаяся ближайшим аналогом, содержащая ваграночный унос и кварцевый песок [2].

Ваграночный унос, помимо частиц углерода, содержит и другие компоненты, в частности оксиды железа, которые являются плавнями и приводят к спеканию смеси при разливке стали. Кварцевый песок также содержит примеси оксидов железа до 1-3% и других компонентов. Это приводит к спеканию смеси и закозлению стакана шиберного затвора при разливке стали и снижению производительности разливочного агрегата.

Технической задачей изобретения является повышение производительности разливочного агрегата, стабилизация струи металла и обеспечение полного высыпания смеси из выпускных каналов дозирующих стаканов.

Поставленная задача решается тем, что смесь для заполнения выпускного канала сталеразливочного ковша, включающая кварцевую и углеродистую составляющие, в качестве кварцевой составляющей содержит жильный кварц, а в качестве углеродистой - чешуйчатый графит при следующем соотношении компонентов (мас.%): чешуйчатый графит - 1-4; жильный кварц - остальное.

Кроме того, размер фракции жильного кварца составляет не более 3 мм, при следующем соотношении фракций (мас.%): фракция 3-2 мм - 1-4; фракция 2-1 мм - 89-95; фракция 1-0,1 мм - 5-6.

Размер фракций графита составляет не более 0,5 мм.

Для устранения спекания смеси необходимо введение в ее состав графитовой составляющей, предотвращающей смачиваемость сталью зерен кварцевой составляющей и предотвращающей последующее спекание и закозление выпускного канала сталеразливочного ковша, что позволяет обеспечить высокую производительность сталеразливочного агрегата, стабилизацию струи металла и полное высыпание засыпки из дозирующих стаканов.

В качестве углеродистой составляющей используют графит по ГОСТ 4596-75 марок: ГТ1, ГТ2, ГЛ, ГЭ.

Графит предотвращает смачиваемость сталью кварца и последующее его спекание.

При содержании графита менее 1% не предотвращается смачиваемость кварца, что приводит к его спекаемости при разливке и к последующему закозлению выпускного отверстия и снижению производительности.

При содержании графита более 4% не обеспечивается его хорошее перемешивание с кварцем и равномерное обволакивание им зерен кварца, что также приводит к закозлению сталевыпускного канала и к снижению производительности.

В качестве кварцевой составляющей используют жильный кварц, например кварцевую крупку, содержащую не менее 99,9% SiO₂, при следующей доле элементов примесей, % по массе ×10^-4:

Натрий 222,6

Калий 282,1

Алюминий 360,0

Железо 60,0

Кальций 60,0

Германий 2,0

Хром 2,0

Медь 20,0

Титан 13,0

Никель 1,2

Марганец 3,4

Магний 5,0

Для обеспечения сыпучести заявляемой смеси требуется размер фракции жильного кварца в пределах 0,1-3 мм.

При размере фракции жильного кварца менее 0,1 мм возможно агрегатирование частиц в крупные гранулы при равновесной влажности около 2%, что не обеспечивает равномерное перемешивание с графитом, снижает сыпучесть кварцевой составляющей и не обеспечивает полное высыпание смеси из дозирующих стаканов.

При размере фракции крупнее 3 мм пористость смеси повышается и струя стали легко вымывает мелкие фракции, что не обеспечивает стабильную струю стали при разливке.

Причем при содержании фракции 3-2 мм менее 1% плотность смеси увеличивается, что приводит к ее спеканию и закозлению смеси. При содержании фракции 3-2 мм более 4% пористость смеси повышается и струя стали также легко вымывает мелкие фракции, что также приводит к спеканию смеси и не обеспечивает стабильную струю стали при разливке.

Содержание фракции 2-1 мм менее 89% приводит к повышению пористости смеси и вымыванию сталью при разливке мелких фракций, что нарушает стабильность струи металла.

Содержание же фракции 2-1 мм более 95% приводит к повышению плотности смеси и плохому ее перемешиванию с графитом, что приводит к спеканию смеси и закозлению выпускного канала.

При содержании фракции 1-0,1 мм менее 5% пористость смеси повышается, что приводит к вымыванию мелких фракций сталью при разливке и нарушению стабильности струи металла.

Содержание фракции 1-0,1 мм более 6% приводит к повышению плотности смеси и плохому перемешиванию с графитом, что в конечном итоге приведет к закозлению смеси и снижению производительности.

Сыпучесть графита, его смешиваемость с кварцем и обволакивание им зерен кварца обеспечивается при размере фракции графита не более 0,5 мм.

Пример конкретного исполнения

В кислородно-конвертерном цехе ОАО “ММК” использовали при разливке стали 08пс, 3сп из большегрузных ковшей 350 т смесь для засыпки выпускных каналов сталеразливочных ковшей (плавки №12391-12845 с 01.07 по 08.07.2002 следующего состава: жильный кварц - 97%, графит - 3%. Фракционный состав жильного кварца, мас.%:

Фракция 3-2 мм 3%

Фракция 2-1 мм 92%

Фракция 1-0,1 мм 5%

Размер фракции графита составил не более 0,4 мм.

При использовании заявляемой смеси не происходит спекание ее в выпускном канале, поэтому не требуется прожигание кислородом выпускного канала. Струя металла стабильная, производительность увеличилась на 1-3%.

Источники информации

1. А.с. СССР № 1183294, MKИ B 22 D 41/08, опубл. в БИ № 37, 1981 г.

2. А.С. СССР № 859028, МКИ B 22 D 41/08, опубл. в БИ № 32, 1981 г.

Формула изобретения

1. Смесь для заполнения выпускного канала сталеразливочного ковша, включающая кварцевую и углеродистую составляющие, отличающаяся тем, что в качестве кварцевой составляющей она содержит жильный кварц, а в качестве углеродистой - чешуйчатый графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Чешуйчатый графит 1-4

Жильный кварц Остальное

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что размер фракции жильного кварца составляет не более 3 мм при следующем соотношении фракций, мас.%:

Фракция 3-2 мм 1-4

Фракция 2-1 мм 89-95

Фракция 1-0,1 мм 5-6

3. Смесь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что размер фракции чешуйчатого графита составляет не более 0,5 мм.