Спосіб безперервної розливки флокеночутливих сталей

Реферат: UA 90970 U UA 90970 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до безперервної розливки розплавів і може бути використана в чорній металургії. Відомий спосіб безперервної розливки сталей [Производство стали. Том 4. Непрерывная разливка металла, С. 202-203. / Дюдкин Д.А., Кисленко В.В., Смирнов А.Н. - М.: "Теплотехник".2009.-528 с]. Він передбачає корегування в проміжному ковші МБЛЗ складу рідини і одержання потрібного складу у струменях, що витікають з ковша, шляхом введення реагентів при первинному наповненні ємкості до відкриття отворів для витікання рідини, та після відкриття додавання реагенту пропорційно масі струменю, який подається. Недоліком відомого способу є тільки перелік загальних принципів безперервної розливки через проміжний ківш та неврахування особливостей розливки флокеночутливих сталей. Відомий також, вибраний за прототип [Смирнов А.Н., Куберский СВ., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали, С. 137 - Донецк: ДонНТУ. 2011.-482 с] спосіб безперервної розливки сталей, який включає операції, що перелічені в розглянутому вище способі, та наповнює їх технологічним змістом. Прототип передбачає формування в проміжному ковші на дзеркалі металу покровного шлаку, який хімічно не агресивний по відношенню до робочого магнезитового торкрет-шару футеровки ковша. Відомий спосіб безперервної розливки сталей має ряд недоліків: покровний шлак має тільки теплоізоляційну функцію; не врахована необхідність рафінування флокеночутливих сталей від водню, який потрапляє в метал при перебуванні його в проміжному ковші на перших п'яти плавках серії "плавка на плавку". В основу корисної моделі поставлена задача нейтралізації надходжень водню у флокеночутливі сталі впродовж перебування їх в проміжному ковші. Це об'єктивно має місце на перших п'яти плавках серії, причому джерелами водню є волога і водень, які розчинені або хімічно зв'язані в порах, капілярах оновленого робочого торкрет-шару футеровки і наданих на всю серію часточках шлакових сумішей, а також в результаті розчинення водяної пари на поверхні неметалевих включень. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб безперервної розливки флокеночутливих сталей, який включає формування покровного шлаку на дзеркалі металу в проміжному ковші, згідно корисної моделі при розливці з першої по п'яту плавку у серії в проміжний ківш додатково вводять матеріал, що містить оксиди кальцію та магнію, із розрахунку потрібної маси (CaO  MgO ) за рівнянням G(CaOMgO )  35 40 45 50 35  39 N ,кг / т, де: G(CaOMgO ) - потрібна маса (CaO  MgO ) , кг на 1 т ємності проміжного ковша; N - номер плавки в серії. Загальні риси в порівнянні з прототипом: формування покровного шлаку на дзеркалі рідкої сталі в проміжному ковші; не агресивність покровного шлаку відносно до магнезитового робочого торкрет-шару; виконання покровним шлаком теплоізоляційної функції. Відмінні риси в порівнянні з прототипом: додаткове, зверх звичайної присадки сумішей для утворення шлаку, додавання в проміжний ківш оксидів кальцію та магнію у складі матеріалів, що його містять для видалення водню; змінна сумарна додаткова маса оксидів кальцію та магнію згідно до наведеного рівняння. Рівняння додаткової маси G(CaOMgO )  35  39 зроблено шляхом апроксимації результатів N розливки сталей в промисловості, що забезпечили вміст водню менший за поріг 2 ррm, за яким починають погіршуватися службові характеристики флокеночутливої металопродукції. Обернена пропорціональність потрібної маси оксидів кальцію та магнію кореню квадратному з номеру плавки визначена фізико-хімічною закономірністю, за якою активність поглиненого шлаком водню a пропорціональна кореню квадратному з активності (CaO  MgO ) в шлаку (OH ) a(OH )   a(CaOMgO) , а воденепоглинальна здатність основного шлаку на порядок вища здатності тієї ж маси металу. На першій плавці на початку серії розливки "плавка на плавку" вводять додатково до звичайних матеріалів найбільшу масу визначену за рівнянням (CaO  MgO ) , 1 UA 90970 U 5 10 15 G(CaOMgO)  35  39 кг/т, що потрібно для видалення із металошлакової системи проміжного ковша водню, який надійшов із вологи і водню, котрі накопичені та розчинені оновленим робочим торкрет-шаром футеровки, незважаючи на його нагрів перед розливкою. Джерелами надлишкового водню на першій плавці є також волога, що хімічно зв'язана і адсорбована на часточках шлакових сумішей, які надаються один раз на всю серію. На другій, третій, четвертій і п'ятій плавках серії вводять менші додаткові маси (CaO  MgO ) згідно до розробленої формули, оскільки масопередача водню із вказаних джерел зменшується та на п'ятій плавці вичерпується, як наслідок нагріву нового робочого шару футеровки ковша та часточок шлакових сумішей до температур рідкої сталі. Надлишковий шлак, що увібрав в себе надлишковий водень, видаляють із проміжного ковша звичайним скочуванням його в кінці розливки кожної з п'яти перших плавок. Витрата оксидів (CaO  MgO ) , що менша за величину G(CaOMgO )  35 , кг/т не призводить N до гарантовано низького вмісту в сталі [H]  2 ррm на перших п'яти плавках серії, і відбраковка продукції за флокенами складає близько 10 %. Витрата оксидів (CaO  MgO ) на перших п'яти плавках, що більша за 39 величину 20 25 30 35  39 ,кг / т, є надлишковою, тому що призводить до гетерогенізації покровного N шлаку, низького ступеню асиміляції ним оксидів (CaO  MgO ) і теж не гарантує [H]  2 ррm. Приклад Безперервну розливку флокеночутливої сталі, яка містить, %: С=0,480,56; Cr=0,91,2; Мn=0,71,1; Мо=0,150,25; V=0,10,2; Si0,4; S0,025 здійснюють на МБЛЗ за допомогою проміжного ковша ємністю 21т у заготовки перерізом 150×150 мм при швидкості їх витягування 3-3,2 м/хв. У проміжний ківш при розливці першої плавки серії до його наповнення рідкою сталлю до звичайних мас шлакоутворюючих сумішей: CaO, MgO, рисова лузга - додатково додають суміш (CaO  MgO ) у кількості G(CaOMgO )  35  21  735 кг. При розливці 2-ї плавки в 1 1 проміжний ківш вносять додаткової суміші G(CaOMgO )  35  21  520 кг, третьої 2 2 35  21 35  21 G(CaOMgO )3   424 кг, четвертої - G(CaOMgO )4   368 кг і п'ятої 3 4 35  21 G(CaOMgO )5   329 кг. Після розливки кожної з п'яти перших плавок із серії надлишковий 5 шлак, що увібрав в себе водень зі сталі, скочують звичайними засобами через носик проміжного ковша. Для визначення ефективності розробленого способу розливки флокеночутливої сталі визначено вміст водню до та після розливки [Н], відбраковку металопродукції з причини наявності флокенів, що виявлена ультразвуковим контролем, у порівнянні зі способом, прийнятим за прототип. Результати аналізу наведені в таблиці 1. G(CaOMgO )  Таблиця 1 Порівняння ефективності експериментального способу та способу, прийнятого за прототип №№ № плавки в серії п/п 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1 2 3 4 5 з 6 по 14 (в середньому) [Н] після Додаткова до [Н] після Відбраковка за вакууматора, звичайних присадка розливки, ррm флокенами, % ррm (CaO+MgO), кг/т 1. Експериментальний спосіб 0,8 35-39 1,6 0 0,7 24,7-27,6 1,5 0 1,0 20,2-22,6 1,4 0 0,8 17,5-19,5 1,3 0 0,9 15,7-17,4 1,3 0 0,8 0 35 2 1,5 0 UA 90970 U Продовження таблиці 1 Додаткова до [Н] після Відбраковка за звичайних присадка розливки, ррm флокенами, % (CaO+MgO), кг/т 2. Прототип 0,8 0 4,2 12,1 0,7 0 2,6 4,8 0,9 0 2,4 3,0 0,7 0 2,2 2,7 0,8 0 2,1 2,6 0,8 0 1,9 0 3. За межами відмінної риси експериментального способу 0,8 34,0 2,8 6,1 0,7 23,4 2,3 2,4 1,0 19,1 2,2 2,3 0,8 17,0 2,1 2,2 0,9 15,0 2Д 2,1 0,8 0 1,5 0 0,8 40 2,9 6,3 0,7 28,6 2,4 2,6 1,0 23,6 2,3 2,4 0,8 20,5 2,2 2,3 0,9 18,4 2,1 2,2 0,8 0 1,5 0 №№ № плавки в серії п/п 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 1 2 3 4 5 з 6 по 10 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 1 2 3 4 5 з 6 по 12 1 2 3 4 5 з 6 по 12 [Н] після вакууматора, ррm ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб безперервної розливки флокеночутливих сталей, що включає формування покровного шлаку на дзеркалі металу в проміжному ковші, який відрізняється тим, що при розливці з першої по п'яту плавку у серії на початку кожної з них в проміжний ківш додатково вводять матеріал, що містить оксиди кальцію та магнію, із розрахунку потрібної маси (CaO  MgO ) за рівнянням 35  39 G(CaOMgO )  ,кг / т, N де: G(CaOMgO ) - потрібна маса (CaO  MgO ) , кг на 1 т ємності проміжного ковша; N - номер плавки в серії. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3