Повышение ассимилирующей способности шлакового расплава в промежуточном ковше при непрерывной разливке низкоуглеродистых сталей, раскисленных алюминием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат наук Лебедев, Илья Владимирович

• Лебедев, Илья Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Лебедев, Илья Владимирович

Введение.........................................................................4

1 Аналитический обзор литературы по состоянию вопроса...........................8

1.1 Влияние неметаллических включений на качество поверхности холодного проката из

низкоуглеродистых сталей. Причины возникновения дефектов на поверхности........8

1.2 Применение шлакообразующих смесей в процессе непрерывной разливки стали...20

1.2.1 Ассимилирующие и утепляющие смеси для промежуточных ковшей МНЛЗ.........21

1.2.2 Шлакообразующие смеси для кристаллизаторов МНЛЗ.........................37

1.2.3 Свойства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали и методы их

измерения....................................-................................48

1.2.4 Способы производства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали.53

1.2.5 Методы разработки новых составов ШОС....................................57

Выводы по главе 1.............................................................58

2 Методики исследований.......................................................61

2.1 Металлографические исследования...........................................61

2.2 Лабораторные исследования физико-химических и теплофизических свойств

шлакообразующих смесей........................................................62

2.3 Исследование процесса изменения состава шлака в промежуточном ковше.......75

2.4 Промышленное испытание разработанных составов утепляюще-ассимилирующих смесей.78 ЗАнализ и совершенствование шлакового режима промежуточного ковша. Разработка

новых составов утепляюще-ассимилирующих смесей................................79

3.1 Анализ используемых в конвертерном цехе №1 ОАО «НЛМК» оборудования и

применяемых ассимилирующих и теплоизолирующих смесей для промежуточных ковшей....79

3.2 Лабораторное исследование теплофизических характеристик утепляющих смесей.82

3.3 Лабораторное исследование физико-химических свойств ассимилирующих смесей для

промежуточного ковша.............................................................83

3.4 Определение типа и размеров неметаллических включений........................85

3.5 Исследование процесса изменения состава шлака в промежуточном ковше.......94

3.6 Разработка новых составов утепляюще-ассимилирующих смесей для промежуточного

ковша и лабораторное исследование их физико-химических и тепло-физических характеристик.................................................................98

Выводы по главеЗ.................................................................118

3

4 Промышленное опробование разработанных составов утепляюще-ассимилирующих

смесей для промежуточного ковша...........................................120

4.1 Промышленное опробование в условиях ОАО «НЛМК»........................120

4.1 Промышленное опробование в условиях ЧерМК ОАО «Северсталь»............135

Выводы по главе 4.........................................................135

5 Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения разработанных составов

шлакообразующих смесей....................................................137

Выводы по главе 5.........................................................138

Выводы....................................................................139

Список литературы.........................................................140

Приложения

4

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение ассимилирующей способности шлакового расплава в промежуточном ковше при непрерывной разливке низкоуглеродистых сталей, раскисленных алюминием»

Актуальность работы

В настоящее время большая часть холоднокатаного листа из низкоуглеродистых сталей, раскисленных алюминием, используется в автомобильной промышленности для штамповки лицевых панелей, к которым предъявляются повышенные требования по качеству поверхности. В связи с ростом производства автомобилей на территории России и повышением степени его локализации возрастает потребность в этом металле.

Основными дефектами сталеплавильного происхождения холоднокатаного листа являются «плена», «раскатанное загрязнение», «раскатанная трещина» и «расслоение». Эти дефекты образуются, в том числе, из-за наличия в металле неметаллических включений различного типа и происхождения. Важную роль в получении чистого по неметаллическим включениям металла выполняют шлакообразующие смеси (ШОС), применяемые в промежуточных ковшах и кристаллизаторах машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Таким образом, применение эффективных ассимилирующих смесей при непрерывной разливке низкоуглеродистых сталей, раскисленных алюминием, является важной составной частью решения задачи получения качественного холоднокатаного листа.

Степень изученности вопроса

Изучению свойств ШОС для непрерывной разливки стали и исследованию их влияния на качество металлопродукции в последнее время уделяется большое внимание. В большей степени исследователи изучают такие вопросы, как влияние компонентного и химического состава на физико-химические характеристики ШОС, структура и свойства образующегося в зазоре между слитком и стенками кристаллизатора шлакового гарнисажа, способы улучшения условий для всплывания неметаллических включений в промежуточном ковше, экологическая безопасность шлакообразующих смесей, использование вторичного сырья при производстве ШОС.

Недостаточно полно изучены следующие вопросы:

- влияние схемы подачи и свойств ШОС, применяемой в промежуточном ковше, на ассимилирующую способность шлака и ее изменение по ходу разливки серии плавок;

- теплозащитные характеристики ШОС для промежуточного ковша и методы их определения.

Цель работы

Повышение качества поверхности холоднокатаного листа за счет снижения загрязненности жидкой стали неметаллическими включениями путем их ассимиляции шлаковым расплавом в промежуточном ковше с использованием эффективных ШОС.

5

Задачи работы:

- определить основные дефекты сталеплавильного происхождения, присущие холодному прокату из автолистовой стали, факторы, влияющие на их образование, и способы снижения уровня дефектности продукции;

- обобщить имеющийся опыт использования шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали и сформулировать требования, которым должны соответствовать смеси для промежуточных ковшей и кристаллизаторов МНЛЗ;

- провести анализ основных свойств применяемых в России и за рубежом шлакообразующих смесей для непрерывной разливки низкоуглеродистых сталей;

- исследовать изменение химического состава, температурного интервала плавления, вязкости и ассимилирующей способности шлака в промежуточном ковше в процессе разливки серии плавок;

- разработать эффективные составы ШОС для промежуточных ковшей и изучить их важнейшие физико-химические и теплофизические свойства;

- оценить технико-экономическую эффективность использования новых ШОС в условиях производства стали в кислородно-конвертерных цехах НЛМК.

Объектом исследования являются шлакообразующие смеси для непрерывной разливки стали.

Предмет исследования - физико-химические свойства шлакообразующих смесей для промежуточного ковша, оказывающие влияние на качество литого металла и проката.

Научная новизна

1. Установлен механизм изменения состава и свойств шлака в промежуточном ковше при разливке серии плавок, заключающийся в постоянном уменьшении массовой доли ассимилирующей смеси за счет эрозии рабочего слоя футеровки, попадания шлака и шиберной засыпки из сталеразливочного ковша, а также поглощения всплывающих из стали неметаллических включений.

2. Определены границы исходных химических составов шлакообразующих смесей, применение которых позволяет на протяжении всей кампании промежуточного ковша сохранять физико-химические свойства шлака в диапазоне, необходимом для эффективной ассимиляции глиноземистых неметаллических включений.

3. Разработан новый подход к оценке ассимилирующей способности шлакообразующей смеси, заключающийся в определении удельной величины, равной отношению массы неметаллических включений, перешедших из металла в шлак, к массе поданной в промежуточный ковш ШОС.

6

4. Разработана методика для изучения теплофизических характеристик шлакообразующих смесей, заключающаяся в экспериментальном определении коэффициентов температуро- и теплопроводности методом регулярного теплового режима при граничных условиях первого и третьего рода соответственно.

Практическая значимость

- разработан новый состав утепляюще-ассимилирующей смеси для промежуточного ковша для разливки низкоуглеродистых сталей в условиях кислородно-конвертерного цеха №1 (ККЦ №1) НЛМК, обеспечивающий высокое качество конечной продукции - холоднокатаного листа. Разработаны и зарегистрированы технические условия (ТУ 0798-008-84849597-2012), оформлена заявка на патент;

- в качестве исходных материалов для производства смеси подобраны недорогие компоненты, обладающие стабильным химическим составом, позволяющие получать ШОС с заданными физико-химическими характеристиками и низкой стоимостью.

- разработана технология подачи утепляюще-ассимилирующей смеси, обеспечивающая стабильную температуру разливки и эффективную ассимиляцию неметаллических включений на протяжении всей кампании промежуточного ковша в условиях КЦ-1 НЛМК;

- создана уникальная лабораторная установка, позволяющая получить зависимости коэффициента теплопроводности порошковых смесей от содержания в них рисовой лузги.

Реализация и апробация работы

Разработанные ассимилирующие и утепляющие смеси для промежуточного ковша испытаны в условиях конвертерного цеха №1 НЛМК. Отсортировка холоднокатаного листа по дефекту «плена, раскатанное неметаллическое включение)) снижена на 25 огн. %.

Основные результаты работы обсуждались на следующих конференциях: XII Российская конференция «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов)), г. Екатеринбург, 2008 г.; II Конференция молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий)), ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», Москва, 2010 г.; Международная конференция «Технологии н оборудование для сталеплавильного производства», НИТУ «МИ-СиС», Москва, 2011 г.; III Конференция молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий», ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», Москва, 2011 г.; XII Конгресс сталеплавильщиков, г. Выкса, 2012 г.; IV Конференция молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий», ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», Москва, 2012 г.

7

Публикации

По материалам диссертации опубликовано четыре статьи в журналах и сборниках научных трудов, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов диссертаций.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений. Она изложена на 145 страницах машинописного текста, включая 50 таблиц, 66 рисунков и 91 источник.

8

1 Аналитический обзор литературы по состоянию вопроса

1.1 Влияние неметаллических включений на качество поверхности холодного проката из низкоуглеродистых сталей. Причины возникновения дефектов на поверхности

«Чистая» сталь считается синонимом производства высококачественной металлопродукции. Одной из центральных проблем металлургии в производстве чистой стали является проблема сокращения содержания неметаллических включений после внепечного рафинирования, осаждение оставшихся в жидком металле включений, предотвращение повторного окисления при разливке.

К особо чувствительным по степени чистоты по неметаллическим включениям относятся стали для автолиста, толстый лист для производства высокопрочных трубопроводов большого диаметра, стали для нефтепромысловых трубопроводов и др.

В обеспечении качества металла слябовой непрерывнолитой заготовки по неметаллическим включениям немаловажную роль играет организация металлургического процесса в промежуточном ковше МНЛЗ.

Исследование природы дефектов на поверхности холоднокатаного автолиста (стали типа IF, 0810 и др.) показало, что основными видами дефектов поверхности являются «плена», «раскатанное загрязнение», «раскатанная трещина» и «расслоение», представляющие собой многоуровневое расслоение поверхности проката.

Исследование поперечных сечений, где произошло разрушение металла, показало, что вблизи поверхности существуют скопления неметаллических включений оксидов Al, Са, Si, Ti, иногда Mg. Электронномикроскопическое исследование [1] образцов проката из стали 0810 на участках с дефектом «полоса» показало повышенное содержание неметаллических включений состава AI2O3 со значительным локальным обогащением этих мест углеродом (с увеличением объемного содержания перлита до 20 %). Неоднородность микропластической деформации стали с такой структурой является причиной зарождения микротрещин, объединения их и растрескивания (и частичного выкрашивания).

Такие поверхностные дефекты как «плены» в низкоуглеродистых сталях, разлитых на МНЛЗ, которые применяются в основном в автомобильной промышленности, связывают с глиноземистыми включениями, иногда с затягиванием ШОС из кристаллизатора или шлака из промежуточного ковша [2]. Подавляющим большинством включений, являющихся причиной появления поверхностных дефектов, авторы [1] считают тугоплавкие включения оксидов AI2O3, ТцОу, СаО.

9

Большинство дефектов типа «плена)) содержит глинозем (АЬОз), небольшое количество оксидов титана, а также алюмомагниевую шпинель.

По мнению авторов [2] наиболее вероятно происхождение дефекта «плена)) от глиноземистых кластеров, разрушенных и раздробленных при прокатке на более мелкие включения. Иногда дефекты типа «плена» содержали силикаты кальция с флюсами CaF2 и №20, что указывает на возможное влияние шлакообразующей смеси из кристаллизатора.

Исследование дефектов типа «плена» также показало связь их количества с колебаниями зеркала металла в кристаллизаторе. При разливке сверхнизкоуглеродистых сталей без фаз внедрения (IF-стали) колебания уровня металла в кристаллизаторе часто обусловлены закупориванием проходных сечений на участке между стопором и ковшевым стаканом. Материал этих отложений в стаканах, как правило, отвечает составу оксида алюминия.

Отложение глиноземистых включений, наблюдаемое в погружном разливочном стакане при непрерывной разливке стали приводит к нарушению устойчивости режима разливки и становится причиной снижения качества литой заготовки. Масса глинозема, налипшего на внутреннюю поверхность стакана, может отслаиваться и увлекаться в кристаллизатор, а при захвате кристаллизующейся оболочкой слитка становится причиной крупных дефектов в готовом продукте.

По мере налипания глиноземистых включений в стакане изменяется профиль поверхности канала и его проходных отверстий, возникает эксцентриситет потока стали, что может стать причиной дефектов слитка.

Причина зарастания согласно [3] - выделение крупных кластерных включений, основными компонентами которых являются глинозем и оксиды железа (среднее содержание компонентов, %: SiO2 4,37; АҺО3 39,2; ГсО 47,7; CaO i,74; MgO 0,74).

Глиноземистые дефекты образуются вследствие периодического отрыва этих отложений от узла стакан/труба и вымывания их в кристаллизатор. Кластеры глинозема относительно большого размера стремятся всплыть в кристаллизаторе, где они могут быть захвачены кристаллизующейся оболочкой сляба. В итоге это приводит к образованию поверхностного дефекта проката типа «плена». Кроме того, это может приводить к локальному и временному нарушению потока металла у мениска кристаллизатора, вызванному выносом глиноземистых отложений.

Увеличение степени открытия стопора при постоянной скорости разливки является еще одним свидетельством зарастания. Пик колебаний уровня металла сопровождается изменением степени открытия стопора.

Анализ дефектов металла показывает, что причина образования включений лежит в отложениях в стакане (или трубе). Отложения неметаллических включений на внутренней сто

10

роне отработавших труб состоят примерно на 90 % из глинозема и около 6 % составляют различные формы алюминатов кальция [4].

Таким образом, уменьшением отложений в каналах (стаканах) также можно стабилизировать уровень металла в кристаллизаторе и уменьшить поверхностные дефекты типа «плена».

Если поступление неметаллических включений в достаточно тонкий жидкий слой ШОС в кристаллизаторе значительно, то состав ШОС изменяется. В результате изменения физикохимических свойств ШОС возникает ряд дефектов поверхности сляба, которые в процессе прокатки могут приводить к образованию «плен», «полос» и других дефектов.

Исследования проб литого металла сталей для автомобильного листа на ЗСМК показали [5], что основную массу также составляют неметаллические включения корунда с примесыо MgO размером от 4 до 8 мкм. На некоторых шлифах обнаружены скопления корунда с примесью MgO в оболочке MnS. Раскисление стали алюминием часто сопровождается образованием очень мелких включений. Имеет место и образование глиноземистых «кластеров» (клубка вытянутых металлизированных кристаллов), достигающих размеров в 100 мкм и более.

Уровень отсортировки готовой металлопродукции также определяется технологией вне-печной обработки стали. Одной из важнейших причин отсортировки металла является повышенное присутствие неметаллических включений или их скоплений в нем. В этом случае отсортировка по дефектам поверхности, как правило, сопоставима с отсортировкой по дефектам УЗК [1, 6]. Следует отметить, что возникновение дефектов УЗК здесь также связано с повышенной загрязненностью металла неметаллическими включениями, особенно в сочетании с повышенным содержанием водорода в не вакуумированном металле. В последнем случае в областях локализации неметаллических включений стимулируется развитие дефектов, идентифицируемых по УЗК. В этих областях обнаруживаются неметаллические включения (или их скопления) сложного состава (оксиды Al, Са, Si). Не менее сложным составом характеризуются неметаллические включения, зафиксированные в области дефектов типа «плена» или «пузырь-вздутие». Такие неметаллические включения также представляют собою оксиды сложного химического состава на основе А1 и Са с добавками Mg, Si и других элементов.

Таким образом, основными видами дефектов поверхности холодного проката из автоли-стовых сталей являются плены и полосы, представляющие собой скопления неметаллических включений [1-3, 5]. Возникновение поверхностных дефектов тесно связано с особенностями внепечной обработки стали, эффективностью процесса ассимиляции шлаком неметаллических включений в промежуточном ковше и с явлением зарастания погружных стаканов, в том числе интенсивными образованиями крупных кластеров глинозема, особенно в сталях, раскисленных одним алюминием.

Фазовый состав отложений в стаканах при разливке стали имеет широкий диапазон - от глинозема до алюминатов кальция различной стехиометрии (и шпинелей) в зависимости от технологии внепечной обработки и связанным с этим содержанием элементов с высоким сродством к кислороду (Ai, Са, Mg), таблица 1 [7].

Таблица 1 - Фазовый состав отложений в погружаемых корундо-графитовых стаканах

Рыхлый слой Промежуточный слой Плотный слой

СаО-бАҺОз AI2O3 (вторичный) СаО-АЬОз

СаО-2А12Оз СаО-бАЬОз AI2O3 (вторичный)

2СаО-А12Оз СаО-2А12Оз Металл

FcO'A^CTbMgO'A^C^ Металл -

Эти отложения имеют зональную структуру, состоящую из рыхлого, промежуточного и плотного слоев. В них наблюдаются и значительное количество корольков металла размерами до 4 мм, а в ряде случаев и металл в виде матрицы, в которой размещены неметаллические включения глиноземсодержащих глобул сложного состава. Концентрация At составляла [At] = 0,02-0,45 % (последнее в трансформаторной стали), [Mg] = 0,0004-0,0005 %; [Са] = 0,001-0,0045 % (например в стали 09Г2ФБ).

В соответствии с содержаниями Al, Са, Mg и диаграммой поверхностей растворимости компонентов в жидком металле (ПРКМ), которая позволяет прогнозировать состав образующихся оксидных фаз при взаимодействии с растворенным кислородом, равновесный состав неметаллических включений будет отвечать составу алюминатов кальция различной стехиометрии и герцинит-алюмомагниевой шпинели.

При повышенном содержании А1 в процессе разливки при движении по погружному стакану металла, отвечающего составу, например автолистовой стали, содержание растворенных Са и Mg меньше 10 ^-10*' %. Содержание растворенного алюминия в такой стали составляет, как правило, сотые доли процента, т.е. на 1-2 порядка больше. При понижении температуры в месте контакта стали с «холодной» стенкой стакана константа равновесия реакции раскисления алюминием уменьшается примерно с КГ^ до ПГ^-Ю"'"*. В этом случае основным типом возникающих включений будут включения А^Оз (рисунок 1). При содержании Са ж 0,002-0,003 %, и содержании алюминия при производстве штрипсового металла для газопроводных труб образующиеся неметаллические включения будут соответствовать составу в области образования алюминатов кальция, обычно это СаО-бА^Оз; СаО-2А12Оз.

Конечно, в отложении участвуют неметаллические включения как имеющиеся в металле

к моменту разливки, так и вновь возникающие. В процессе охлаждения изменяется и фазовый

12

состав уже возникших включений. Поэтому в отложениях и готовой продукции наблюдаются, как правило, включения довольно широкого диапазона по фазовому составу.

-3

-4

-5

-6

-7 -6 -5 -4 -3 -2 lg[Al]

Рисунок 1 - ПРКМ системы Fe - С - О - А1 - Са

(а: при Г=1500 °C; б: при Г= 1550 °C) [7]

При обработке раскисленного алюминием металла в ковше с целью рафинирования от серы и включений высокоизвестковыми магнийсодержащими шлаками может происходить восстановление и накопление в металле кальция (до З-Ю^ %) и магния (до 4-10"^ - 9-10^ %) [8]. В составе отложений в стакане в этом случае фиксируются алюминаты кальция различной стехиометрии, часто с включениями магнезиальной шпинели. Эти сложные включения часто имеют оболочку из сульфида кальция.

При внепечной обработке металла в ковше с футеровкой на основе АНОз включения не обогащаются MgO и состоят из алюминатов кальция или из чистого AI2O3 (в зависимости от содержаний Са и А1 в металле).

В зависимости от технологии раскисления металла в сталях могут наблюдаться отложения трех различных типов [9]. Для сталей, раскисляемых Мп и Si, встречается отложения

13

первого типа (таблица 2), которые представлены стекловидным слоем. Он покрывает внутреннюю часть разливочного стакана толщиной 2-5 мм и состоит в основном из силикатов марганца с различным содержанием AI2O3 и СаО. Одним из вероятных источников этих отложений считают и шлак из промежуточного ковша.

Отложения второго типа располагаются в основном в нижней части разливочного стакана с внешней стороны, имеют форму коралла и состоят в основном из СаО, AI2O3, SiO2 и следов MgO, МпО, №20, К2О. Эти отложения шлака кристаллизатора могут образовываться, как считают авторы [9], в результате значительных колебаний уровня металла в кристаллизаторе.

Отложения третьего типа, наиболее часто встречающиеся в разливочных стаканах, имеют состав алюмината кальция с различным содержанием MgO и следами S1O2; толщина отложений 1-3 мм. В таблице 2 приведены составы отложений этих трех типов.

Таблица 2 - Составы отложений в разливочных стаканах

Тип отложений MgO A12O3 S1O2 СаО МпО Прочие

Тип 1 1-6 10-15 50-60 7-9 10-20 -

Тип 11 2^1 15-30 35^15 25-35 1-3 Na2O; К2О

Тип 111 1-10 50-85 1-5 - 10-35 0-2 -

Отложения любого из вышеприведенных типов могут отделиться от стенки разливочного стакана и стать источником дефектов в готовой продукции.

Основными способами предупреждения отсортировки металлопродукции по дефектам, связанным с наличием неметаллических включений, можно назвать следующие:

- повышение к моменту разливки чистоты стали по эндогенным неметаллическим включениям;

- усиление ассимиляции включений покровным шлаком в промежуточном ковше и оптимизация состава последнего;

- повышение роли (доли) рафинировочных процессов, протекающих непосредственно в промежуточном ковше за счет:

* увеличения площади поверхности и времени контакта стали с жидким шлаком (например при использовании промежуточных ковшей увеличенного объема);

* применения огнеупорных перегородок или устройств с подачей аргона в критических областях (в стакан промежуточного ковша, на входе в погружной стакан и др.);

* установки в промежуточный ковш поперечных балок с отверстиями для ввода газа;

14

* установки специальных кольцевых блоков для ввода аргона, расположенных над стаканами-дозаторами.

УЭялбнш? сключ^ний флотацией лузырькаля/ ойуяаемоео еаза

В настоящее время широко применяется продувка металла аргоном, в том числе и для стимулирования процесса всплывания оксидных неметаллических включений и очищения металла от них в результате «пузырьковой флотации». При этом всплывающие пузырьки газа и потоки металла увлекают вместе с собою неме!аллические включения. Последние достигают неперемешиваемого, контактирующего со шлаком слоя металла и частично переходят в него с последующей ассимиляцией включений шлаком и их растворением в нем.

Схема действующих сил на поверхности раздела «металл-газ-включение» при флотации имеет следующий вид (рисунок 2).

J

Рисунок 2 - Схема действия сил поверхностного натяжения на границе раздела жидкость (1) -газ (2) - твердое тело (неметаллическое включение) (3) [8]

Условие для удержания твердой частицы на поверхности раздела «металл - газ» при флотации в случае равновесия сил поверхностного натяжения определяется по выражению:

02/3 = <Т[/2 cosO+ О)/з, (1)

где Ө - краевой угол смачивания (отсчитывается внутрь жидкости).

В работе [10] выражение (1) представлено в виде относительных величин поверхностного натяжения: 2^ У, Z, соответствующих ощ, О2/3 и ощ. При этом У+ Z + 2^= 1.

15

K=ZcosO+A

(2)

Эти относительные величины, отложенные по трем осям, образуют тройную диаграмму межфазной энергии (рисунок 3).

Рисунок 3 - Диаграмма межфазной энергии в тройной системе (цифры у кривых - краевой угол смачивания Ө) [8]

При соотношении (3) в правом нижнем углу диаграммы твердые частицы (неметаллические включения) будут преимущественно диспергироваться в металле

<?2/3> <?]/з+ <3]/2 -

(3)

Условия для флотации создаются в центральной области и левом углу поля диаграммы (рисунок 3), где выполняется соотношение:

<3 2/3<<?]/з + О[/2.

(4)

Включения, имеющие большую поверхностную энергию на границе раздела с металлом Омс-вкл (или О]/з) лучше удаляются из металла. Межфазное натяжение (оме-вкл, Дж/м^) на границе «металл-включение» составляет: Fe-FeO = 0,2-0,3; Fe-SiO2 - 1,2—1,3; Ғе-АЬОз - 2,1 [11]. Поэтому вполне очевидно, что включения AI2O3 (и алюминаты кальция с высоким содержанием AI2O3) наиболее полно могут быть удалены из металла в процессе продувки аргоном.

16

Процесс прилипания частиц включений к пузырьку сопровождается уменьшением свободной энергии

AlK=^-r(l-cosO), (5)

где Ож-г- поверхностное натяжение на границе «жидкий металл-газ».

Убыль свободной энергии (А1К) при образовании агрегата «пузырек - включение» зависит и от размера включения. В сталеплавильных процессах интерес представляет закрепление малой частицы включения на поверхности пузырька газа, значительно превосходящего по размерам частицу. В этом случае при закреплении малой частицы принимается, что объем пузырька газа не изменяется, поэтому площадь поверхностей раздела «жидкость-газ» и «частица-жидкость» уменьшается на величину 5, а площадь поверхности раздела «частица-газ» увеличивается на площадь контакта & Отсюда убыль свободной энергии выразится уравнением [12]

ДӢ^— ^'((Ту-ж+с? ж.,. - о т-р), (6)

или с учетом соотношения <Уг_г - Оу.ж= Ож-г cosO :

AlK=5<^_r(l-cosO). (7)

Таким образом, при расчетах и для организации процесса эффективного удаления неметаллических включений необходимо учитывать их размеры.

В таблице 3 приведены значения убыли свободной энергии для включений различных размеров и различных краевых углов смачивания, рассчитанные по уравнению (7) [12].

Таблица 3 - Убыль свободной энергии для включений различных размеров

Краевой угол, 0° Работа (Дж) при радиусах частиц, мкм

5 30 60 100

1 2,36-10-" 8^8-10-'^ 3,4-10^ 9,42-10*'^

10 1,79-10-'^ 6,67-10-" 2,58-10*" 7,16-10"'"

40 2,76-10"" 1,03-10*" 3,97-10*" 1,1-10-"

90 1,18-10-'" 4,4-10^ 1,7-10*" 4,7-10-"

Из таблицы 3 видно, что при увеличении угла смачивания от 1° до 90° убыль свободной энергии возрастает на четыре порядка, а с увеличением размера (радиуса) частиц с 5 до

17

100 мкм - на два порядка. Таким образом, неметаллические включения глинозема и включения меньших размеров должны легче прилипать к пузырькам газа. Опыт показывает [12], что общее снижение содержания неметаллических включений при продувке аргоном происходит в основном за счет глиноземистых частиц.

Критическую скорость потока металла (ткр), достаточную для выноса включений в подшлаковый слой, можно вычислить по уравнению

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лебедев, Илья Владимирович, 2014 год

Список литературы

1. Зайцев А.И., Родионова И.Г., Бакланова О.Н. и др. Сб. трудов «Коррозионно-активные неметаллические включения в углеродистых и низколегированных сталях». М.: Металлургиздат, 2005. С.135-152.

2. Hauder R., Chakraborty S. // Revue de Metallurgie. 1996. No.4. P. 511-521.

3. Горбовский C.A., Казаков С.В. и др. Предотвращение зарастания каналов сталеразливочных ковшей // Сталь. 2003. №12, С.16-18.

4. Kijas J., Kovac Р., Steranka Е. et al. // Metalurgija. 2004, Vol. 43, No. 1. P. 59-62.

5. Комшуков В.П., Протопопов E.B. , Фейлер С.В. и др. Тр. X Конгр. сталеплавильщиков. М., 209. С. 637-640.

6. Шахпазов Е.Х., Зайцев А.И., Родионова И.Г. и др. Тр. X Конгр. сталеплавильщиков. М., 2009, С.629-637.

7. Аксельрод Л.М., Паршин В.М., Мазуров Е.Ф. Механизм зарастания погружных стаканов при непрерывной разливке стали // Сталь. 2007. № 4. С. 30-33.

8. Мазуров Е.Ф., Каблуковский А.Ф., Пикина О.Т. Тематический отраслевой сб. «Теория металлургических процессов» № 3, М.: Металлургия, 1975. С. 231-248.

9. Fuhr F., Cicutti С. et al. // Iron and Steelmaker. 2003. vol.30, No. 12. P.53-58.

10. Робертсон Д.Дж.К., Коночи Д.С., Кастильес А.Г. Тр. Междунар. конф. «Инжекционная ме-* таллургия 80», Москва, 1982. С.43-65.

11. Явойский В.И., Близнюков С.А., Вишкарев А.Ф. и др. Включения и газы в стали. М.: Металлургия, 1979.

12. Рафинирование стали инертным газом. Под ред. Каблуковского А.Ф. М.: Металлургия, 1975.

13. Ростковский С.Е. Тр. ЦНИИчермет, вып.61, «Теория металлургических процессов». М.: Металлургия, 1968. С. 8-16.

14. Гончар Б.С., Диюк Е.Ф., Кислица В.В. Исследование гидродинамики и оптимизация параметров донных фурм для продувки стали в промежуточном ковше // Сталь. 2010. № 8. С.38-41.

15. Труды V Советско-японского симп. по физико-химическим основам металлургических процессов. М., 1979. С.30^13.

16. Ястржембский А.С. Техническая термодинамика. М-Л, 1960.

17. Милз К., Фокс А. Обзор исследований свойств и выполняемых функций ШОС, используемых в кристаллизаторе: 4-я Европ. Конф. (14 окт. 2002 г. Бирмингем, Англия). С. 342-349.

18. Nakano Tetal // Trans. IJSJ, 1984. vol. 24. P. 950-956.

19. Turkdogan E.T. Physical properties of Molten Slags and Glasses. Metal Society. London. 1983.

141

20. Соколов В.В., Фойгт Д.Б., Журавлев И.А. и др. Освоение производства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали на ОАО «ЗСМК» // Сталь. 2004. №9. С. 20-22.

21. Bessho N., Yamasaki IL, Fujii Т. et al. Removal of'inclusions from molten steel in continuous casting tundish//ISIJ Intern., 1992. Vol. 32, No.l.P. 157-163.

22. Rasmussen P. Improvements to steel cleanliness at Dofasco's № 2 Melt Shop: 77"' Steelmaking Conf. Proceedings. ISS, Warrendale, PA, 1994. P. 219-224.

23. Mellvil S.D., Brinkmeyer L. Evaluating steelmaking and casting practice which affect quality: 78"' Steelmaking Conf. Proc. ISS, Warrendale, PA, 1995. P. 563-569.

24. Zhang L., Cai K. Project report: Cleanliness investigation of low carbon Al-killed steel in Bao Steel: Report, Bao Steel, 1997.

25. Kracich R.E., Goodson K. Ladle slag depth measurement // I. & Smaker. 1996. Vol. 23, No.7. P. 41^16.

26. Geldenhuis J.M.A., Pistorius P.C. Minimization of calcium additions to low carbon steel grades // Ironmaking and Steelmaking. 2000. Vol. 27, No. 6. P. 442^149.

27. Zhang L., Thomas B., Wang X., Cai K. Evaluation and control of steel cleanliness review: 85"' Steelmaking Conf. Proc. ISS-AIME, Warrendale, PA, 2002. P. 431^152.

28. Brown W.A., Kinney M.A., Schade J. Tundish life improvements at Armco Steel's Ashland Slab Caster//1. &Smaker. 1993. Vol. 20,No.6. P. 29-36.

29. Dekkers R., Thesis Ph.D. Katholieke Universiteit Leuven. Leuven, Belgium, 2002.

30. Лейтес A.B. Защита стали в процессе непрерывной разливки. М.: Металлургия, 1984. 200 с.

31. Ткачев П.И., Попова Т.П., Анюхин М.Н. Влияние шлака промежуточного ковша на загрязненность стали неметаллическими включениями: Черная металлургия России и стран СНГ. Международная конф. (Июнь 1994 г.). М.: Металлургия, Т. 3. С. 119-120.

32. Тсплофизические свойства вещества // Справочник под ред. Варгафтика Н.Б.. М.: Госэнер-гоиздат, 1956. 367 с.

33. Куклев А.В., Капитанов В.А., Соколова С.А., Топтыгин А.М. Теплоизоляционные свойства порошкообразных шлаковых смесей для промежуточного ковша: Тр. XII российской конф. «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов». Екатеринбург: УрО РАН, 2008. Т. 3. С. 189-191.

34. Шебаниц Э.Н., Ларионов А.А., Побегайло А.В. и др. Разработка и испытание двухслойного шлакового покрытия металла в промковше МНЛЗ: Тр. V конгр. сталеплавильщиков. М.: «Чер-метинформация», 1999. С. 434-436.

35. Шеховцев Е.В., Федоров Л.К., Ларикова Е.Р. Оптимизация утепляющей смеси для промежуточных ковшей // Сталь. 2005. № 2. С. 43—44.

36. Рабинович Э.М. // Изв. АН СССР «Неорганические материалы». 1967. Т. 3, №5. С. 855-859.

142

37. Лейтес А.В. Требования к шлакообразующим смесям для производства непрерывнолитых заготовок // Электрометаллургия. 2000. № 4. С. 26-30.

38. Хаймбах X., Шульц К., Маркард Ю. и др. Выделение соединений фтора из шлаков МИЛЗ // Черные металлы. 1998. № 5. С. 26-32.

39. Лейтес А.В., Зайцев А.И., Могутнов Е.М. и др. Оценка загрязнения фтористыми соединениями воздуха при разливке стали на МНЛЗ // Сталь. 1994. № 9. С. 86-88.

40. Казачков Е.А. и др. Исследование свойств и промышленные испытания бесфтористой шлакообразующей смеси для непрерывной разливки стали: Тр. 11 конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1994. С. 321.

41. Лейтес А.В., Зайцев А.И., Могутнов Б.М., Кулаков В.В. Снижение загрязнения фтористыми соединениями воздуха при разливке стали на УНРС: Тр. И конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1994. С. 328-332.

42. Ногтев В.П., Сарычев А.Ф., Горосткин С.В., Юречко Д.В. К вопросу о выборе состава шлакообразующей смеси для непрерывной разливки стали: Тр. VI конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 2001. С. 579-581.

43. Меняйло А.В., Горосткин С.В., Казаков А.С. Разработка и испытание шлакообразующих смесей с пониженным содержанием фтора: Межрегион, сб. науч. тр. «Теория и технология металлургического производства». Вып. 5. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова, 2005. С. 47-51.

44. Щульц Т., Янке Д., Хеллер X., Лихатц Б' Экологически безопасные шлакообразующие смеси для процесса непрерывной разливки // Черные металлы. 2008. № 9. С. 32-40.

45. Бодяев Ю.А., Сарычев А.Ф., Горосткин С.В. и др. Влияние шлакообразующих смесей на коррозию оборудования МНЛЗ: Тр. VIII конгр. С[алеплавильщиков. М.: Черметинформация», 2005. С. 519-521.

46. Гречишный В.В., Носов С.К., Сарычев А.Ф. и др. О критериях выбора компонентного состава гранулированной шлакообразующей смеси для кристаллизатора УНРС: Тр. III конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1996. С. 352-354.

47. Озеки Р.К., Дыок Дж.Д. Отливка высококачественных слябов на заводе Texas Works: Тр. междунар. конф. «Непрерывное литье стали». М.: Металлургия, 1982. С. 434-449.

48. Цикарев Ю.М., Смирнов Л.А. Экологически чистые шлакообразующие смеси в виде сферических гранул для непрерывной разливки стали: Тр. I конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1993. С. 280-281.

49. Цикарев Ю.М., Смирнов Л.А., Бахчеев Н.Ф. и др. Опыт изготовления и применения гранулированных шлакообразующих смесей (ШОС) для непрерывной разливки стали: Тр. II конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1994. С. 324-325.

143

50. Тахаутдинов Р.С., Сарычев А.Ф., Иогтев В.П. и др. Изготовление и использование гранулированных шлакообразующих смесей на ОАО «ММК»: Тр. V конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1999. С. 438-440.

51. Куклев А.В., Жидков В.Д., Соколова С.А. и др. Разработка технологии приготовления экологически безопасных пассивированных шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали: Тр. III конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1996. С. 349-352.

52. Фуртат В.Г., Сауткин И.И., Евтеев Д.П. Механизм удаления неметаллических включений в кристаллизаторе при подводе металла под уровень // Сталь. 1986. № 7. С. 32-33.

53. Nakano Т., Nagano К., Masuo N. et al. Model analysis of melting process of mold powder for continuous casting of steel //Nippon Steel Technical Report. 1987. No. 34. P. 21-30.

54. Евтеев Д.П., Шейнфельд И.И., Кузнецов Б.Г. и др. Исследование механизма поступления шлакового расплава в зону контакта между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора // Сталь. 1985. №4. С. 19-21.

55. Nilson II., Schrewc Н., Jacobi Н. // Stahl u. Eisen. 1987. Bd. 107. No. 5. P. 217-224.

56. Зайцев А.И., Лсйтес A.B., Либерман А.Л. Физико-химические основы нового метода управления отводом тепла от слитка к кристаллизатору // Сталь. 2003. № 3. С. 70-74.

57. Смирнов А.Н., Макуров С.П., Епишев М.Б., Цупрун А.1О. Свойства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали с повышенной скоростью // Электрометаллургия. 2007. №3. С. 13-16.

58. Зардеман Ю., Шреве Г. Влияние сталеразливочной смеси на трещинообразование при непрерывной разливке па слябы // Черные металлы. 1991. № 12. С. 58-65.

59. Куклев А.В., Лебедев И.В., Соколова С.А., Капитанов В.А. Исследование скорости плавления шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали // Изв. вузов. Черная металлургия. 2009. №7. С. 18-21.

60. Балахонов Е.Н., Старцев В.А., Смирне А.А. Структура и свойства шлаков для непрерывной

разливки сталей // Сталь. 2000. № 11. С. 44-45. -

61. Borhani S., Monshi A. Comparison of properties of mould powders with indentical chemical composition produced from different raw materials // Iron and Steelmaking. 2007. vol. 34, No. 4. P.325-331.

62. Luka A. // Metallurgia. 1979. vol. 31, No. 5. P. 225-232.

63. Koyama K., Nagano K., Nagano J. Nippon Steel Technical Report. 1987. Vol. 34. P. 41—47.

64. Riboud D.V. et al. IRSID. 1981. P. 176.

65. Куклев А.В., Лейтес A.B. Практика непрерывной разливки. М.: Металлургиздат, 2011 г.

144

66. Гуан Хуа Вэнь, Сэнь Бай Чжу, Пин Тан и др. Влияние типа сырья для шлакообразующей смеси на теплопередачу и структуру шлака в кристаллизаторе // ISIJ Intern. 2011. 51. No. 7. Р. 1028-1032.

67. Патент №56-7641 (Япония), 1981.

68. Пат. 2365461 РФ, МПК B22D 11/111. Гранулированная шлакообразующая смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке стали / Горосткин С.В., Ушаков С.II., Грудников С.А., Лозовский Е.П. и др. - № 2007125096/02, заявлено 02.07.2007; опубл. 27.08.2008, Бюл. № 24.

69. Патент№ 56-6762 (Япония), 1981.

70. Куклев А.В. Современная концепция разработки и производства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали: Тр. VII конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 2003.С.521-524.

71. Климов Ю.В., Анищенко Н.Ф., Гринберг С.Е. и др. Разработка теплоизолирующих смесей для защиты зеркала металла в металлургических ковшах: Тр. X конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 2009. С. 669-672.

72. Лозовский Е.П., Горосткин С.В. Разработка состава шлакообразующей смеси с повышенным содержанием оксидов щелочных металлов: Тезисы докл. Междунар. науч.-тех. конф, молодых специалистов. Магнитогорск, 2008. С. 29-30.

73. Экхардт Д., Бехманн Д. Выбор шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали

// Сталь. 2008. № 11. С. 19-22. -

74. Фролов М.В. Метод аналитического подбора и практической оценки качества шлакообразующей смеси для УНРС: Тр. II конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1994. С.327-328.

75. Шлемко С.В., Шостак С.В. Комплексный подход к разработке теплоизолирующих смесей для разливки стали: Тр. VIII конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 2005. С. 516518.

76. Шеель Е., Корте В. Влияние состава разливочного порошка на свойства шлака при разливке сталей на МНЛЗ // Черные металлы. 1987. № 7. С. 1825.

77. Балахонов Е.Н., Смирнов Л.А., Смирнов А.А. и др. Структура и свойства шлаков, применяемых при непрерывной разливке стали: Тр. V конгр. сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1999. С. 440^43.

78. Гронебаум Р.Х., Пшике Дж. Исследование сталеразливочной смеси с помощью термического анализа // Черные металлы. 2008. Апрель. С. 39^13.

145

79. Паршин В.М. Свойства шлакообразующих смесей с одинаковым химическим составов из различных исходных материалов // Новости черной металлургии за рубежом. 2008. № 1. С. 4042.

80. Смирнов Л.А., Смирнов А.А., Старцев В.А. и др. Разработка составов силикатных шлаковых расплавов для непрерывной разливки стали. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 121 с.

81. Атлас шлаков. Справ, изд. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1985. 208 с.

82. Кричевец М.И., Поволоцкий Д.Я. // Изв. АН СССР. Металлургия и горное дело. 1964. № 4. С.76-79.

83. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1979. 256 с.

84. Вагнер К. Термодинамика сплавов. Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1957. 179 с.

85. Акбердин А.А. Избранные труды. Караганда: ПК «Экожан», 2008. 754 с.

86. Зайцев А.И., Могутнов Б.М., Шахпазов Е.Х. Физическая химия металлургических шлаков. М.: Интерконтакт Наука, 2008. 352 с.

87. Ершов Г.С., Попова Э.А. // ЖНХ. 1964. Т. 9. С. 654-659.

88. Mukai К., Ishikawa T.J. Japan Inst. Metals, 1981, vol. 45. P. 147-154.

89. Попель С.И., Соколов Л.Н., Есин О.А. //ЖФК. 1969. Т. 43. С. 3175-3178.

90. Gunji К., Dan Т. // Trans. Iron Steel Inst. Japan. 1974. vol. 14. P. 162-169.

91. Choi J.-Y., Lee H.-G. // ISIJ Intern. 2002, v.42, p. 221-228.

Приложение 1 - Акт промышленного опробования ассимилирующей смеси марки АСЛ для

промежуточного ковша в условиях конвертерного цеха №1 НЛМК

АКТ промышленного опробования ассимилирующей смеси для промежуточного ковша

Настоящим актом подтверждаем проведение промышленного опробования ассимилирующей смеси марки «АСЛ» (ТУ 0798-008-848495972012) в условиях конвертерного цеха №1 ОАО «НЛМК».

Вышеуказанная смесь разработана в рамках НИР «Разработка рекомендаций и технических решений по предотвращению увеличения отсортировки по металлургическим дефектам холоднокатаного листа сталей, в том числе легированных алюминием, на последних плавках в кампании промежуточного ковша» (Договор № 11009-1106/9499 от 22.07.2011 г.).

Установлено, что применение ассимилирующей смеси «АСЛ» обеспечивает стабильный процесс разливки стали. Износ рабочего слоя футеровки промежуточного ковша и стопоров-моноблоков находится на приемлемом уровне, падение температуры стали в промежуточном ковше за время разливки одной плавки не превышает 5 градусов.

При оценке качества поверхности холоднокатаного проката, полученного из слябов, отлитых с применением смеси "АСЛ" (21869 т), отмечено, что перевод в несоответствующую продукцию по дефектам сталеплавильного происхождения уменьшился на 25 % отн., по сравнению с прокатом, полученным из слябов, отлитых с серийно применяемыми* смесями.

Технический директор

ОАО «НЛМК»

А.И. Дагман

Приложение 2 - Акт промышленного опробования ассимилирующей смеси марки АСЛ для

промежуточного ковша в условиях кислородно-конвертерного цеха ЧерМК

i

УТВЕРЖДАЮ . Начальник ЦТРК

В.П. Наумченко

!

' <

2014 г.

АКТ промышленного опробования ассй для промежуточного

Филирующей смеси (рвша

проведение промышленного

Настоящим актом подтверждаем опробования ассимилирующей смеси марки «'АСЛ» (ТУ 0798-008-8484959720] 2) в условиях конвертерного цеха ЧерМК ОАО «Северсталь».

Испытания проводили в период с 21 по 22.ноября 2013 г. при разливке серии из 7 плавок стали марки Зсп на ЎНРС № 4. Подачу смеси в промежуточный ковш осуществляли в соответствии с рекомендованной разработчиками технологией. Удельный расход смеси составил 0,20 кг/т.

Установлено, что применение ассимилирующей смеси «АСЛ» обеспечивает стабильный процесс непрерывной разливки стали. Шлаковое покрытие в промежуточном ковше не образовывает коржей, не препятствует нормальной работе стопоров, а также отбору металла. Износ рабочего слоя футеровки пром моноблоков находится на приемлемом уровне.

промежуточном ковше за время разливки одной плавки не превышало значений, обеспечиваемых действующей технологией.

Анализ качества горячекатаного металла (2445,42 тонн), разлитого с применением в промежуточном ковше ассимилирующей смеси АСЛ, показал отсутствие брака и отсортировки по сталерйтвнль^ым дефектам.

проб и замерам температуры зжуточного ковша и стопоров-падение температуры стали в

Старший менеджер ЦТРК

СОГЛАСОВАНО: Главный технолог СП

С.В. Никонов

А.В. Краснов

Приложение 3 - Технические условия на шлакообразующие смеси для промежуточного ковша

ОКП 079800

группа В10

УТВЕРЖДАЮ:

Шлакообразующие смеси марок П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1 для непрерывной разливки стали

Технические условия ТУ 0798-008-84849597-2012

(введено впервые)

Дата введения: 17.02.2012 г.

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ОБОРОННОМУ ЗАКАЗУ Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации

г. Москва оборонной продукции и технологий (ФГУП «РОСОБОРОНСТАНДАРТ") поставлен на учет ?

2012г.

' /$2---------------------

ТУ 0798-008-84849597-20)2 2

Настоящие технические условия распространяются на шлакообразующие (утепляющие и ассимилирующие) смеси марок П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1, применяемые для утепления поверхности жидкой стали в промежуточном ковше.

Пример условного обозначения:

шлакообразующая смесь марки П-4-Л -П-4-Л ТУ 0798-008-84849597-2012; шлакообразующая смесь марки АСЛ - АСЛ ТУ 0798-008-84849597-2012; шлакообразующая смесь марки АСЛ-1 - АСЛ-1 ТУ 0798-008-848495972012;

1. Технические требования

1.1. Шлакообразующие смеси должны соответствовать требованиям настоящих технических условий.

1.2. Шлакообразующие смеси применяют для утепления и рафинирования металла в промежуточном ковше.

1.3. Шлакообразующие смеси изготавливают методом механического смешения.

1.4. Шлакообразующие смеси П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1 изготавливают из:

- цемента по ГОСТ 10178-85;

- шлака известьсодержащего саморассыпающегося по ТУ 0798-03100186341-2004;

- плавикового шпата (марок ФК-75, ФГ-75, ФК-65, ФГ-65) по ГОСТ 7618-83;

- концентрата плавикового шпата по ГОСТ 29219-91;

- концентрата сиенитового алюмощелочного по ТУ 5726-047-00203938-97;

- силикатной глыбы по ГОСТ 13079-93;

- металлургического кокса ГОСТ 5954.2-91;

- рисовой лузги по ТУ 8-22-11-78;

- кварца молотого пылевидного по ГОСТ 9077-82 марка «Б»;

- золы ТЭС.

1.5. Химический состав шлакообразующих смесей П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1 после отсева рисовой лузги на сите разметом ячейки 1 мм должен соответствовать нормам, указанным в Таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав шлакообразующих смесей П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1

Марка массовая доля, %

S1O2 AI2O3 СаО R2O MgO С F2

АСЛ 43,0-48,0 <5 27,0-32,0 7,0-11,0 <4,0 <2,0 -

АСЛ-1 36,0-40,0 <5 34,0-38,0 7,0-11,0 <4,0 <2,0 -

П-4-Л 33,0-36,0 7,0-9,0 36,0-39,0 6,0-8,0 <4,0 <2,0 1,0-3,0

1.6. Содержание влаги шлакообразующих смесей П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1 не должно превышать 1,0 % масс, после отсева рисовой лузги.

1.7 Крупность частиц шлакообразующих смесей должна быть не более 3 мм.

/$3

ТУ 0798-008-84849597-2012 3

Гранулометрический состав шлакообразующих смесей марок П-4-Л, АСЛ,

АСЛ-1 должен соответствовать нормам, указанным в Таблице 2.

Таблица 2 - Гранулометрический состав шлакообразующих смесей марок П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1

Диапазон размеров частиц, мкм . Остаток на сите, % масс.

более 1000 <2

1000-400 . < 15

400-63 <35

менее 63 остальное

1.8. Насыпной вес смесей составляет 0,7-0,9 кг/дм^.

1.9. Поставщик гарантирует технологией производства содержание рисовой лузги не менее 70 кг на одну тонну шлакообразующих смесей.

2. Упаковка

2.1. Шлакообразующие смеси упаковывают в полиэтиленовые мешки, изготовленные по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке. Мешки должны быть зашиты или завязаны полиэтиленовыми стяжками. Масса шлакообразующей смеси в мешке должна составлять от 10 до 14 кг.

2.2. Мешки со шлаковой смесью укладывают в мягкие полипропиленовые двухстропные контейнеры («биг-бэги») емкостью 1 м^ с полиэтиленовыми вкладышами. Вкладыши должны быть завязаны полиэтиленовыми стяжками или шпагатом. Масса шлакообразующей смеси в контейнере не должна превышать 1,0 т.

2.3. По взаимной договоренности Поставщика и Потребителя (Покупателя) допускаются другие виды упаковки, обеспечивающие сохранность продукции при транспортировании и хранении.

3. Маркировка

3.1 Маркировка смеси должна соответствовать требованиям настоящих ТУ.

3.2. В каждый полипропиленовый контейнер («биг-бэг») вкладывают документ о качестве («Сертификат») в котором должны быть указаны:

- номер настоящих технических условий;

- марка шлакообразующей смеси;

- дата изготовления;

- результаты испытаний (химический состав, влажность).

3.3. На каждый полипропиленовый контейнер наносят маркировку с указанием:

- марка шлакообразующей смеси;

- масса нетто;

Маркировку наносят несмываемой краской.

Дополнительные требования к маркировке устанавливают в договоре (контракте) на поставку.

ТУ 0798-008-84849597-2012 4

4. Требования к безопасности

4.1. Шлакообразующие смеси П-4-Л, АСЛ, АСЛ-1 нетоксичны, пожаро- и взрывобезопасны. На шлакообразующие смеси распространяются общие требования правил безопасности при работе с нетоксичными и пожаро- и взрывобезопасными материалами.

4.2. Производственные помещения для работы со шлакообразующей смесью, в том числе по отбору проб и фасовке, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией и аспирацией.

4.3. Персонал, работающий со шлакообразующей смесью, должен иметь защитные очки, респираторы и спецодежду.

5. Правила приемки

5.1. Шлакообразующая смесь должна быть принята отделом технического контроля предприятия-изготовителя.

5.2. Шлакообразующая смесь принимают партиями. Партия состоит из материала одной марки, полученной по технологии изготовителя и одновременно отгружаемая в один адрес. Партия должна быть оформлена документом (сертификатом) о качестве содержащем:

- настоящие технические условия;

- марка шлакообразующей смеси;

- номер партии; .

- дата изготовления;

- масса партии;

- результаты испытаний (химический состав; влажность).

5.3. Масса партии не более 70 тонн.

5.4. Испытания каждой партии шлакообразующей смеси на соответствие требованиям настоящих технических условий проводит предприятие-изготовитель.

5.5. Отбор проб для проведения испытаний проводят от каждого замеса изготовленной смеси. При получении неудовлетворительных результатов хотя бы по одному из показателей, химический состав смеси корректируется присадкой дополнительных компонентов, отбирается повторная проба, и проводятся повторные испытания. Если подтверждаются неудовлетворительные результаты анализа, замес бракуется.

5.6. Гранулометрический состав шлакообразующей смеси проверяется один раз в смену.

5.7. Приёмка шлакообразующей смеси у потребителя производится согласно принятой на предприятии-потребителе схеме* контроля поступающих на предприятие материалов.

6. Методы контроля

6.1. Отбор и подготовку проб для определения химического состава и содержания влаги проводят по ГОСТ 26565-85 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность отбора и подготовки (по аттестованным методикам). '

ТУ 0798-008-84849597-2012 5

6.2. Определение массовой доли фтора проводят по аттестованной методике. Массовые доли остальных элементов и окислов, указанных в Таблице 1 и содержание влаги определяют ГОСТ 2642.15-97, ГОСТ 8269.1-97 или другими методами.

7. Транспортирование и хранение

7.1. Транспортирование смеси осуществляется автомобильным или железнодорожным транспортом с учётом мер по обеспечению целостности упаковки для защиты от попадания атмосферных осадков.

7.2. Шлакообразующая смесь должна храниться в закрытых сухих складских помещениях.

8. Гарантии изготовителя

8.1. Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие шлакообразующей смеси требованиям настоящих технических условий при соблюдении потребителем условий транспортирования и хранения.

8.2. Гарантийный срок хранения шлакообразующей смеси - четыре месяца от даты изготовления.

ТУ 0798-008-84849597-2012 6

Перечень документов, на которые имеются ссылки в тексте технических условий

Обозначение документа Наименование документа

ГОСТ 2642.15-97 ГОСТ 5954.2-91 (ИСО 2325-86) ГОСТ 8269.1-97 ГОСТ 9077-82 ГОСТ 10178-85 ГОСТ 13079-93 ГОСТ Р50418-92 ГОСТ 26565-85 ГОСТ 29219-91 ТУ 8-22-11-78 ТУ 0798-03100186341-2004 ТУ 5726-047- 00203938-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Метод определения общего углерода. Кокс. Ситовый анализ крупности менее 20 мм. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа. Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. Силикат натрия растворимый. Технические условия. Огнеупоры неформованные. Методы отбора и подготовки проб. Концентраты плавиковошпатовые кислотные и керамические. Технические условия. Рисовая лузга. Технические условия. Шлак известьсодержащий самораспадающийся. Технические условия. Концентрат сиенитовый алюмощелочной. Технические условия.'