Разработка ресурсосберегающей шлакообразующей смеси для кристаллизаторов слябовых машин непрерывного литья заготовок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат наук Ряхов Алексей Анатольевич

• Ряхов Алексей Анатольевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Ряхов Алексей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШЛАКООБРАЗУЮЩИХ СМЕСЯХ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

1.1 Общие положения производства непрерывнолитых заготовок

1.2 Дефекты непрерывнолитых заготовок

1.3 Шлакообразующие смеси для непрерывной разливки стали

1.4 Свойства шлакообразующих смесей

1.5 Технология изготовления гранулированных ШОС

Выводы по главе

Глава 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Лабораторные исследования шлакообразующих смесей

2.2 Оценка работы ШОС при промышленных испытаниях

2.3 ДСК - метод определения температурного интервала плавления

ШОС

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПОРТНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ШОС, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КРИСТАЛЛИЗАТОРАХ СЛЯБОВЫХ МНЛЗ

3.1 Лабораторные исследования импортной ШОС №

3.2 Лабораторные исследования импортной ШОС №

3.3 Определение прочностных характеристик и исследование структуры гранул применяемых гранулированных импортных и отечественной ШОС

Выводы по главе

Глава 4 РАЗРАБОТКА ШЛАКООБРАЗУЮЩЕЙ СМЕСИ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ СЛЯБОВЫХ МНЛЗ

4.1 Подбор состава ШОС

4.2 Исследование графитсодержащих материалов

4.3 Исследование кальцитов разных месторождений

Выводы по главе

Глава 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОПЫТНОЙ

ГРАНУЛИРОВАННОЙ ШОС И ЕЕ ИСПЫТАНИЯ В КРИСТАЛЛИЗАТОРАХ СЛЯБОВЫХ МНЛЗ

5.1 Разработка технологии изготовления опытной гранулированной ШОС

5.2 Исследование опытной гранулированной ШОС

5.3 Промышленные испытания опытной гранулированной ШОС

5.4 Расчет снижения себестоимости слябовой заготовки при применении опытной ШОС

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Титульный лист методики определения температурного

интервала плавления ШОС ДСК-методом

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Акт внедрения методики определения температурного

интервала плавления ШОС ДСК-методом

ПРИЛОЖЕНИЕ В Показания системы «ТехноАП» при испытании

опытной ШОС

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Технические условия, согласованные с ПАО

«Северсталь»

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Патент «Шлакообразующая смесь для непрерывной

разливки стали

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Патент на товарный знак «THERMOISOLIT»

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Официальное письмо дилера по реализации ШОС

производства ООО «Шлаксервис»

ПРИЛОЖЕНИЕ И Официальное письмо отдела производственной

экономики ПАО «ММК»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка ресурсосберегающей шлакообразующей смеси для кристаллизаторов слябовых машин непрерывного литья заготовок»

ВВЕДЕНИЕ

Непрерывная разливка сегодня - это перспективное направление в металлургии стали, которое постоянно модернизируется и сопровождается внедрением новых технологий. Так, к примеру, долгие годы для защиты стали в процессе непрерывной разливки использовали различные материалы, которые оказывали скорее негативное влияние на качество поверхности непрерывнолитых заготовок (инертные газы, парафиновые масла, графитсодержащие материалы и их отходы). В 60-х годах прошлого века были созданы так называемые шлакообразующие смеси (ШОС), которые выполняют функции:

- защита стали от окисления и азотирования;

- обеспечение теплоизоляции зеркала жидкой стали;

- ассимиляция (поглощение) неметаллических включений;

- образование своего рода смазки.

Актуальность темы исследования. Практически вся сталь в мире разливается на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). В России в процессе непрерывной разливки применяют различные ШОС как отечественного, так и импортного производства. Однако доля импортных ШОС значительно превалирует. Это объясняется несколькими причинами:

- при вводе в эксплуатацию новых импортных МНЛЗ их производители в качестве условий гарантийного обслуживания обязывают применять только ШОС своего производства.

- импортные ШОС, как правило, являются гранулированными, имеющими ряд преимуществ перед порошкообразными.

Однако стоимость импортных ШОС как минимум вдове превышает стоимость отечественных смесей. Наличие экономических санкций со стороны западных стран повышает риски для металлургических предприятий России, использующих продукцию только импортных производителей.

В кристаллизаторе слябовой МНЛЗ № 6 фирмы «СМС-Зимаг» кислородно-конвертерного цеха (ККЦ) ПАО «ММК» (ММК) с момента ввода в эксплуатацию по рекомендации изготовителя оборудования применяют только импортные ШОС, а в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ № 5 производства «Уралмашзавод» в электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ) ММК из-за некачественной работы ШОС отечественного производства, перешли на более дорогие импортные ШОС.

Таким образом, актуальной задачей является разработка современных гранулированных ШОС, позволяющих обеспечить импортозамещение и ресурсосбережение, стабильность процесса разливки и получение качественной слябовой заготовки.

Эффективность использования ШОС в кристаллизаторах слябовых МНЛЗ определяется свойствами смеси. Одним из основных свойств ШОС является температура ее плавления. Данный параметр очень важно определять при входном контроле приобретаемых смесей. Для определения температуры плавления смеси, как правило, применяется дорогостоящий прибор -нагревательный микроскоп. Однако, учитывая его узкую область применения на многих предприятиях, такой прибор не применяется. Вместе с тем прибор термического анализа, основанный на дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), обычно используется в лабораториях многих металлургических предприятий, поэтому актуальной задачей является разработка методик определения основных свойств ШОС на приборах, широко применяемых в заводских лабораториях, таких как приборы термического анализа.

Цель и задачи работы. Целью работы является разработка отечественной гранулированной ШОС для кристаллизаторов слябовых МНЛЗ, обеспечивающей импортозамещение, ресурсосбережение, стабильность процесса непрерывной разливки и высокое качество заготовок.

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:

- разработать методику определения температуры плавления ШОС с помощью термического анализа, основанного на дифференциальной сканирующей калориметрии;

- исследовать фазовый состав и физико-химические свойства импортных и отечественной ШОС, применяемых в кристаллизаторах слябовых МНЛЗ ММК;

- подобрать состав новой ресурсосберегающей ШОС с необходимыми свойствами;

- разработать технологию гранулирования новой ШОС для кристаллизатора слябовой МНЛЗ на базе производственной площадки ООО «Шлаксервис»;

- провести промышленные испытания новой гранулированной ШОС в кристаллизаторах слябовой МНЛЗ и внедрить ее в производство.

Научная новизна:

1 Установлено положительное влияние содержания карбоната кальция в ШОС в количестве около 25 %, что повышает ассимилирующую способность шлака (прирост Al2Oз в шлаке опытной ШОС составил 3,5 % против 2,5 % в шлаке импортной ШОС) за счет образования достаточного количества свободного CaO и связывания растворенных алюминатов в жидком расплаве стали, при этом обеспечивается стабильное проведение процесса разливки без вспенивания шлака и перемешивания его с ШОС.

2 Экспериментально определен и внедрен компонентный состав ШОС, включающий углеродсодержащий материал, фторсодержащий материал, материал на основе оксидов кремния, карбоната натрия, карбоната кальция и волластонит, позволивший уйти от применения в качестве основы традиционно-используемого цемента и получать ШОС с низким содержанием вредной серы (0,33 %), с технологическими свойствами, обеспечивающими стабильность процесса разливки и получение качественной слябовой заготовки.

3 Доказано, что применение чистого технического углерода в ШОС в виде сажи с низкой термоустойчивостью по сравнению со скрытокристаллическим

графитом (потеря массы при 1000 °С: 99,90 и 88,33 % соответственно) снижает риск науглероживания стали путем перехода его в жидкий шлак.

Практическая значимость работы:

- Методика определения температуры плавления с помощью термического анализа (ДСК - метод) внедрена в лаборатории кафедры литейных процессов и материаловедения (ЛП и М) «МГТУ им. Г.И. Носова» (МГТУ), что подтверждается актом внедрения. Данная методика рекомендуется для применения в заводских лабораториях при проведении входного контроля приобретаемых ШОС.

- Разработана технология гранулирования ШОС, позволяющая применять новые материалы взамен традиционно применяемого цемента и получать гранулированную смесь с уменьшенными затратами на изготовление, по качеству не уступающую импортным ШОС.

- Определено, что тонкость помола, плотность суспензии, связующий материал и минерал с микроармирующими свойствами наиболее сильно влияют на качество гранул ШОС, что позволило повысить их прочность, правильность формы и снизить в них пылевидную составляющую с 5 % до 1 %, за счет объемного микроармирования гранул волластонитом (в количестве около 28 %), степени измельчения компонентов до 2,5 % (содержание фракции более 63 мкм), повышения плотности суспензии до 1,70 - 1,90 т/м3 и применения материала на основе полисахаридов в качестве связующего в количестве 5 % сверх массы по сухому.

- Разработана новая гранулированная ШОС, обладающая ассимилирующей способностью, обеспечивающая стабильность процесса разливки на слябовых МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным участком и получение качественной непрерывнолитой заготовки, стоимость которой значительно ниже импортной ШОС.

- Снижение себестоимости слябовой заготовки МНЛЗ № 5 ЭСПЦ ММК при использовании разработанной ШОС составило 55,72 рублей на тонну стали.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследований применяемых импортных и отечественной ШОС.

2. Результаты разработки новой ресурсосберегающей ШОС.

3. Усовершенствованная технология производства гранулированной ШОС.

4. Промышленные испытания опытной гранулированной ШОС.

Методология и методы исследований

Определение химического состава проводили по аттестованным методикам центральной лаборатории контроля (ЦЛК) ММК. Изучение минерального состава ШОС и фазовых превращений при их нагревании выполнялось с помощью метода рентгеновской дифрактометрии и термического анализа (дифференциально - сканирующая калориметрия / термогравиметрия (ДСК/ТГ)) в лаборатории кафедры ЛП и М МГТУ. Изучение структуры и фазового состава гранул ШОС выполнялось на микрорентгеноспектральном комплексе в ФГАОУ ВО «НИТУ МИСиС» (МИСиС). Лабораторные исследования вязкости шлаков ШОС выполнены на вибрационном вискозиметре конструкции Штакнгельмейера в СПбПУ им. Петра Великого (СПбПУ). Температуру плавления ШОС определяли с помощью разработанной методики на термоанализаторе STA 449 F3 Jupiter фирмы «Netzsch» ДСК - методом в лаборатории ЛП и М МГТУ. Достоверность лабораторных измерений подтверждена тестовыми испытаниями. Для оценки стабильности процесса разливки при промышленных испытаниях опытной гранулированной ШОС использовались данные информационно-измерительной системы «Кристаллизатор» в составе оборудования МНЛЗ № 5 ЭСПЦ ММК и МНЛЗ № 2 ККЦ ПАО «Северсталь» (Северсталь).

Личный вклад автора заключается в личном участии и проведении исследовательских работ и опытно-промышленных испытаний, постановке целей и задач исследований, в выдвижении основных предположений, идей и гипотез, их научном обосновании, в обработке и анализе полученных результатов, в разработке технических заданий и методик, а также в анализе

полученных результатов работ сторонних организаций, в поиске и отборе необходимых материалов и образцов, в написание научных трудов по основным результатам диссертационной работы, написание докладов и тезисов для выступлений на научно-технических конференциях.

Степень достоверности и апробация результатов. Разработанная ШОС для кристаллизатора испытана в условиях ЭСПЦ ММК и ККЦ Северсталь. На слябовых МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным участком суммарно отлили 123 плавки. Получены положительные результаты по стабильности процесса разливки, качеству поверхности отливаемых заготовок и готового проката. На состав новой ШОС получен патент РФ № 2699484. Гранулированную смесь и технологию ее изготовления внесли в технологическую инструкцию ООО «Шлаксервис» и технические условия, согласованные с заводом под запатентованным торговым наименованием «THERMOISOLIT».

Степень достоверности подтверждена проведенными испытаниями на современных сертифицированных приборах по стандартизированным методикам, в соответствии с ГОСТ.

Основные результаты работы обсуждены на конференциях: Молодых специалистов ООО «Шлаксервис» (г. Магнитогорск, 2017 г.); Международной -«Мировые тенденции развития технологии непрерывной разливки стали», «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», (г. Москва, 2017 г.); 77-й международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования», «МГТУ им. Г.И. Носова» (г. Магнитогорск, 2019 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть статей, в том числе три статьи в журналах научных трудов, рекомендованных ВАК РФ, для публикации материалов диссертаций.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, включая 40 таблиц, 60 рисунков, 97 литературных источников и 8 приложений.

Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШЛАКООБРАЗУЮЩИХ СМЕСЯХ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

1.1 Общие положения производства непрерывнолитых заготовок

В мире насчитывают более 500 МНЛЗ с общим числом ручьев порядка 700 [1]. Из слябов производятся холодно- и горячекатаные рулоны, листы и ленту толщиной до 0,1 мм.

Перед началом разливки на МНЛЗ металл обязательно должен пройти подготовку к разливке. Она предусматривает достижение в сталеразливочном ковше однородных значений перегрева расплава и его химического состава, минимального содержания вредных примесей, газов и неметаллических включений. Для этого металл обрабатывается на агрегатах «ковш-печь», вакууматорах и агрегатах доводки стали. Разливка стали из сталеразливочного ковша начинается с подачи металла в промежуточные ковши, которые устанавливают на специальных тележках, позволяющих центрировать оси разливочных стаканов относительно осей кристаллизаторов, а также перемещать промежуточный ковш в вертикальном направлении.

Слябы разливаются с подачей металла в кристаллизаторы через погружные огнеупорные стаканы с двумя боковыми выходными отверстиями, направленными в стороны узких граней заготовки.

Для предотвращения зависания корки слитка в кристаллизаторе ему сообщается возвратно-поступательное движение [1].

Все процессы, происходящие в кристаллизаторе: затвердевание корочки слитка, ассимиляция неметаллических включений, теплоотвод и смазка в зазоре между слитком и стенкой кристаллизатора, возвратно-поступательное движение кристаллизатора и скорость вытягивания заготовки, взаимосвязаны между собой и привязаны к конструкции конкретной МНЛЗ и сортаменту разливаемых сталей [1-10].

На выходе из кристаллизатора слиток подвергается водяному и водовоздушному охлаждению из форсунок, равномерно распыляющих охладитель по ширине и длине слитка.

Поддерживающие сляб ролики работают в течение многих часов, находясь в зоне высоких температур, поэтому зачастую их охлаждают водой изнутри. В последние годы начали применять «мягкое» обжатие непрерывнолитого слитка в конце зоны затвердевания. «Мягкое» обжатие является наиболее эффективным приемом снижения осевой рыхлости и осевой ликвации в непрерывнолитых заготовках [11].

Важную роль в стабилизации процесса разливки и улучшения качества литых заготовок играет уровень автоматизации процесса разливки. Слиток начинают автоматически вытягивать из кристаллизатора, как только металл в кристаллизаторе достигает необходимого уровня. В настоящее время созданы и функционируют автоматизированные системы, повышающие стабильность разливки. Широко распространен комплекс систем «Кристаллизатор» производства фирмы ЗАО «ТехноАп» [12]. По результатам испытания такой системы на ММК за четыре месяца работы зафиксировано 16 подвисаний оболочки слитка в кристаллизаторе, что позволило исключить аварийные прорывы металла [13].

Использование автоматизированных систем позволяет оценить эффективность работы новых шлакообразующих смесей при их испытании, спрогнозировать и предотвратить аварийные ситуации вследствие неправильной ее работы в кристаллизаторе, вовремя прекратив испытание удалением опытной ШОС с помощью специального совка и подачей серийной смеси.

1.2 Дефекты непрерывнолитых заготовок

Обычно выделяют основные виды дефектов: ромбичность, овальность, поперечные трещины, продольные трещины, ребровые трещины, паукообразные трещины, сетчатые трещины, поперечные трещины по ужиминам, продольные трещины по ужиминам, трещины по впадинам следов качания, внутренние

трещины, шлаковые включения, поверхностное науглероживание, пояс. Большинство этих дефекты в дальнейшем трансформируются в дефекты прокатного производства [14].

Применение ШОС в кристаллизаторе способствует снижению появления поверхностных дефектов и получению качественной непрерывнолитой заготовки, за счет правильно подобранных свойств, хорошей смазывающей способности и наличию гарнисажа, должным образом оказывающего влияние на теплоотвод от корочки слитка к кристаллизатору [1, 2, 14 - 17].

1.3 Шлакообразующие смеси для непрерывной разливки стали

В 60-х годах прошлого века на смену парафиновым и минеральным маслам, графитсодержащим материалам и отходам в непрерывной разливке появились шлакообразующие смеси. Основываясь на современном понимании, ШОС -порошок или гранулы, состоящие из оксидных, фторсодержащих и углеродсодержащих материалов, применяемые в сталеплавильном производстве для защиты от окисления и потерь тепла металла в промежуточном ковше и кристаллизаторе, ассимиляции неметаллических включений и смазки стенок кристаллизаторов.

В основе почти всех известных ШОС лежит трехкомпонентная система СаО-ЗЮ2-Л12Оз, а именно ее низкотемпературные области (рисунок 1.1) [18].

Эвтектические области диаграммы с отношением СаО/БЮ2 = 0,9 - 1,2 являются основой для ШОС, так как температура затвердевания ее шлака при увеличении концентрации глинозема до 25-30 % изменяется незначительно [см. 18]. Одна из функций ШОС - сохранение заданных свойств шлака ШОС при ассимиляции неметаллических включений, в основном глинозема, так как в большинстве случаев при раскислении стали используют алюминий.

Смеси обычно содержат около 5 % А1203. Как было указано выше, в процессе ассимиляции происходит прирост содержания оксида алюминия в

шлаке, обусловленный поступлением его из неметаллических включений, при этом происходит увеличение вязкости шлака [см. 15].

Дополнительно должны быть созданы условия для перехода неметаллических включений через границу «металл-шлак», при этом они должны ассимилироваться в шлак на всем пути его движения вдоль стенки кристаллизатора. В этом случае важность приобретают значения таких параметров как краевой угол смачивания и поверхностное натяжение.

Стартовые ШОС используются при запуске разливки на МНЛЗ с целью, как можно быстрее создать шлаковый расплав. Они содержат большое количество легкоплавких флюсов, таких как №20 и F, снижающие вязкость для обеспечения быстрой инфильтрации (затягивания) шлака в зазор. Экзотермические ШОС

1723°

СапА114023 -1455° -1605° -1750° СаОЩО}

Рисунок 1.1 - Трехкомпонентная система (концентрационный треугольник) CaO-SiO2-Al2Oз

содержат экзотермические агенты, такие как ферросилиций или силикокальций, которые выделяют тепло при взаимодействии с кислородом - это тепло (Тлок) локально увеличивает температуру в слое смеси и тем самым уменьшает тепловой градиент (ДТ = Тшлак - Тлок). Это приводит к уменьшению вертикального теплового потока [см. 15].

Ключевым фактором для эффективной работы ШОС в процессе литья являются ее свойства. Например, расход ШОС (и, таким образом, смазка, подаваемая на оболочку слитка) зависит от вязкости или величины обратной вязкости - текучести. Кроме того, скорость выделения тепла от корочки слитка можно изменять теплопроводностью, температурой кристаллизации (Тсол) и крупностью кристаллической фазы, присутствующей в отвержденной шлаковой пленке.

Для обеспечения необходимых свойств в смесь вводят присадки флюсующих добавок, содержащих: СаБ2, №20, К2О, М^О, МпО, В2О3, Ы2О, ВаО и углеродосодержащие компоненты в виде свободного углерода и карбонатов. Флюсующие добавки уменьшают как температуру плавления (Тлик), так и температуру затвердевания (Тсол). Помимо всего они способны также снижать и вязкость жидкого шлака (таблица 1.1) [см. 16].

Таблица 1.1 - Влияние увеличения содержания различных компонентов на

свойства ШОС

Компоненты Вязкость Температура

плавления (Тлик) затвердевания (Тсол)

ЛЬОз ж ж ж ж ж зависит от формы

^О > г > г

Б \г \г \г > г > г

МпО

Mg0 > г > г > г

ВаО > г > г

Ы2О \г \г \г \г \г \г \г

В2О3 > г > г

СаО/БЮ2 \г \г \г Ж Ж Ж Л- Л-

Для регулирования скорости расплавления ШОС добавляют углерод. Располагаясь между твердыми частицами и каплями расплава, свободный углерод создает своего рода инертный барьер. Углерод не смачивается расплавленным шлаком, поэтому жидкие шлаковые глобулы не могут агломерироваться до тех пор, пока углеродная частица не окислится.

Таким образом, скорость расплавления ШОС уменьшается по мере увеличения доли углерода в смеси и уменьшения размера его частиц. Помимо этого, углерод при сгорании образует восстановительную атмосферу (СО) над защитным покрытием.

Оксиды FeO и МпО используют для уменьшения теплообмена, когда невозможно использовать кристаллическую шлаковую пленку (например, при литье круглых заготовок), при этом их содержание в ШОС необходимо минимизировать, поскольку эти оксиды увеличивают кислородный потенциал шлака.

Прирост FeO в шлаке обычно составляет около 1 %, но прирост МпО может быть заметным при отливке некоторых марок стали, легированных марганцем. TiO2 обычно присутствует в ШОС в качестве примеси в минералах, но его можно использовать для образования кристаллических фаз (в качестве замены купсидина), однако он имеет тенденцию к образованию карбонитрида титана что может привести к дефектам заготовки.

Основные известные компоненты ШОС, используемые в отечественной практике, указаны в таблице 1.2. Известно [см. 1], что компоненты ШОС могут быть различного происхождения: природные, спеченные или сплавленные и синтетические.

Анализ отечественных патентов по ШОС для кристаллизаторов показал, что большинство разработчиков в качестве основы используют цемент. Однако цемент не отличается стабильностью содержания химических элементов, содержание оксидов в цементе, составляющих основу ШОС (CaO, SiO2 и Al2Oз) находится в широком диапазоне - около 7 %. В таких условиях сложно гарантировать стабильность свойств ШОС: вязкость и температуру плавления.

Таблица 1.2 - Основные компоненты ШОС для кристаллизаторов МНЛЗ

Компонент Химический состав %

СаО 8102 Л12О3 МеО Ре2О3 ^О Я2О СаБ2 С В2О3

Портландцемент и

шлакопортланд- 53-64 20-30 4,3 2,2 3,0 - 1,2 - - -

цемент

Известь 84-90 6-14 - 2,5-3,0 - - - - - -

Шлак доменный 42-45 39 8-11 12,8 - - - 0,9 3-4 -

Датолит 37-39 32-34 0,5 0,5 - - - - - 16-18

Кварц молотый 0,15 98 0,8 - 0,15 - - - - -

Перлитовый песок 1,3 70-78 10-17 1,2 1,0 - 7-10 - - -

Слюда флогопитовая 0,7 32-40 14-16 20-40 5-7 - 10-12 - - -

Силикатная глыба - 68 - - - - 27 - - -

Полевой шпат - 72 11-19 - - - 12 - - -

Бентонит 19,6 43,9 10,4 1,0 3,0 - - - - -

Сода - - - - - 60 - - - -

Нефелин 2,4 43,4 28,5 - 3,3 12,4 19,3 - - -

Силикатная глыба - 68 - - - - 27 - - -

Бура 1,0 - - - - - 30 - - 60

Флюорит - 10-22 - - - - - 45-75 - -

Криолит - - 11,0 - - - 34 55 - -

Графит - 6,4 4,9 - 1,8 - 0,3 - 88-98 -

Коксовая пыль - - - - - - - - 86-90 -

Примечание: Я2О = N20 + К2О

Замена цемента на материал с известным и стабильным диапазоном содержания СаО, БЮ2 и Л12О3 позволит гарантировать соответствие свойств ШОС заданным значениям, т.е. повысить стабильность процесса разливки и качество непрерывнолитой заготовки.

Развитие непрерывной разливки стали нацелено не только на повышение качественных и технико-экономических показателей продукции, но и на улучшение условий и безопасности труда. Поэтому появились гранулированные шлакообразующие смеси (ГШОС) вместо порошкообразных, содержащих пылевидные минералы, представляющие угрозу здоровью технологического персонала МНЛЗ. Гранулированные шлакообразующие смеси имеют ряд технологических преимуществ:

- лучшие теплоизолирующие свойства;

- растекаемость;

- более однородный состав;

- меньшую гигроскопичность;

- практически полное отсутствие влаги;

- возможность автоматизированной подачи в кристаллизатор.

Однако обеспечение металлургического предприятия собственными ГШОС

затрудненно из-за дороговизны производства. При этом необходимо обеспечивать необходимое качество гранул - достаточную прочность, гарантирующую стабильность свойств смеси на промплощадке МНЛЗ.

Поддержание постоянства свойств ШОС в кристаллизаторе — важный фактор обеспечения стабильной работы МНЛЗ и высокого качества поверхности заготовок. С этим связан повышенный интерес металлургических предприятий к автоматизированным системам подачи ШОС в кристаллизатор. Внедрение таких систем требует установки дополнительного оборудования в зоне кристаллизатора [см. 1]. Численность таких систем на металлургических предприятиях России невелика, но ожидается, что в ближайшем будущем их число будет расти, в том числе за счет установки их на вновь вводимые в эксплуатацию МНЛЗ.

Исходя из вышеуказанных преимуществ, использование гранулированных ШОС для кристаллизатора является перспективным и целесообразным для повышения стабильности процесса непрерывной разливки и улучшения качества непрерывнолитых заготовок.

Разработка новых составов ШОС

Авторами работы [19] предлагается научно обоснованный подход к разработке составов ШОС. Многокомпонентные составы шлаковых систем они исследуют с помощью диаграмм состояния. В результате исследований авторы выделяют термодинамически устойчивые сочетания веществ из областей

диаграмм с оптимальным химическим составом, имеющие требуемую температуру плавления и фазовое состояние. Затем полученные составы проверяют экспериментальным путем и корректируются до достижения необходимых параметров разливки.

Такой подход носит эмпирический характер, а полученные с помощью диаграммного подхода составы подвергаются неоднократной корректировке и тестовым испытаниям на МНЛЗ. Это связано и с нестабильностью подготовленного металла к разливке (наличие неметаллических включений, находящихся в стали) и может привести к возникновению аварийных ситуаций в процессе разливки и нарушению работы высокопроизводительных МНЛЗ.

На ранних этапах развития ШОС для кристаллизаторов слябовых МНЛЗ разработчики стремились к получению универсальных смесей, позволяющих разливать стали широкого марочного сортамента [20]. Однако, как показала практика, сужение и разграничение свойств ШОС для отдельных групп марок стали, таких как, сверхнизкоуглеродистые (типа Ш), низкоуглеродистые, перитектические, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые, электротехнические и др., позволило повысить качество непрерывнолитых заготовок [17 - 22].

Разработка новых составов ШОС должна подразумевать комплексный подход, направленный на снижение эмпиричности и рисков возникновения аварийных ситуаций при тестировании на МНЛЗ. В него должны входить исследования смесей как применяемых, так и новых ШОС. Это позволит выявить проблемы при использовании применяемой ШОС и исключить их в новом составе.

Работа шлакообразующей смеси в кристаллизаторе

Принципиальная схема работы ШОС представлена на рисунке 1.2 [см. 15].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ряхов Алексей Анатольевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Куклев, А.В. Практика непрерывной разливки / А.В. Куклев, А.В. Лейтес - М.: Металлургиздат, 2011. - 432 с.

2. Вдовин, К.Н. Непрерывная разливка стали. Гидромеханика машин непрерывного литья заготовок: монография / К.Н. Вдовин, В.В. Точилкин, И.М. Ячиков - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та, 2014. - 348 с.

3. Новокщенова, С.М. Дефекты стали. Справочник / С.М. Новокщенова, Виноград М.И. - М.: Металлургия, 1984. 199 с.

4. Brimacombe, I. Crack formation in the continuous casting of steel / I. Brimacombe, K. Sorimachi // Metallurgical and Materials Transactions. - 1977. - V.8. - №3. - P. 489-505.

5. Ефимов, В.А. Проблемы стального слитка / В.А. Ефимов - М.: Металлургия, 1974. C. 17 - 33.

6. Irving, W.R. Effect of steel chemistry and operating parameters on surface defects in continuously cast slab / W.R. Irving, A. Perkins, R. Gray // Ironmaking and Steemaking. - 1984. - V.11. - №3. - P. 146-151.

7. Irving, W.R. Effect of chemical, operational, and engineering factors on segregation in continuously cast slabs / W.R. Irving, A. Perkins, M.G. Brooks. // Ironmaking and Steemaking. - 1984. - V. 11. - №3. - P. 152-161.

8. Takeuchi, E. The Formation of Oscillation Marks in the Continuous Casting of Steel Slabs / E. Takeuchi, G.K. Brimacombe // Metallurgical and Materials Transactions. - 1984. - Vol.15B. - №1 - 4. - P. 493 - 509.

9. Dauby, P.H. Lubrication and Oscillation of the Mold - Two Intimaly Related Parameters / P.H. Dauby, W.H. Emling, R. Sobolewski // Fachberichte Huttenpraxis, Mettallweiterverbrbeitung. - 1987. - V.25. - №8. - P. 668 - 675.

10. Carli, R. Properts and control of fluxes for ingot casting and continuous casting / R. Carli, A. Del Moro, C. Righi // La Metallurgia Italiana. - 2008. - May. - P. 13-18.

11. Лапотышкин, Н.М. Трещины в стальных слитках / Н.М. Лапотышкин,

A.В. Лейтес. - М. : Металлургия, 1969. - 112 с.

12. Комплекс «Кристаллизатор» ООО «НПО ТЕХНОАП» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.technoap.ru/razlyvka/kristallizator.

13. Тахаутдинов, Р.С. Модернизация МНЛЗ с использованием автоматических измерительных и регулируемых систем / Р.С. Тахаутдинов, С.Л. Носов, С.В. Горосткин // Сталь. - 2005. - №1. - С. 25-28.

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

15. Mills, K. How Mold Fluxes Work / K. Mills // Treatise on Process Metallurgy. - 2013. - Volume 3. - P. 435-475.

16. Смирнов, А.Н. Анализ поведения ШОС в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ и ее влияние на образование прорывов / А.Н. Смирнов, Е. Н. Максаев, С.

B. Куберский // Сб. науч. тр. Донбасс. гос. техн. ун-та. - 2012. - Вып. 38. - С. 112122.

17. Экхардт, Д. Выбор шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали / Д. Экхардт, Д. Бехманн // Сталь. - 2008. - № 11. - С. 19-22.

18. Лейтес, А.В. Защита стали в процессе непрерывной разливки стали / А.В. Лейтес. - М. : Металлургия, 1984. - 200 с.

19. Смирнов, Л.А. Разработка составов силикатных шлаковых расплавов для непрерывной разливки стали / Л.А. Смирнов, A.A. Смирнов, В.А. Старцев. -Екатеринбург: УрО РАН, 2007. - 121 с.

20. Куклев, A.B. Современная концепция разработки и производства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали / A.B. Куклев // Тр. VII конгр. сталеплавильщиков. - М. : Черметинформация. - 2003. - С. 521-524.

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

C. 669-672.

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

23. Mills, K.C. The Role of Mould Fluxes in Continuous Casting-So Simple Yet So Complex / K.C. Mills, A.B. Fox // ISIJ International. - 2003. - V.43 - P. 1479 -1486.

24. Hanao, M. Influence of Na2O on Phase Relation between Mold Flux Composition and Cuspidine / M. Hanao, M. Kawamoto, T. Watanabe // ISIJ International. - 2004. - V.44. - P. 827-835.

25. Tsutsumi, K. Surface Roughness of Solidified Mold Flux in Continuous Casting Process / K. Tsutsumi, T. Nagasaka, M. Hino // ISIJ International. - 1999. -V.39. - P. 1150-1159.

26. Ogibayashi, S. Mold powder technology for continuous casting of low-carbon aluminum-killed steel / S. Ogibayashi, K. Yamaguchi, T. Mukai // Nippon Steel Tech. Rep. - 1987. - V. 34. - P. 1-10.

27. Григорян, В.А. Теоретические основы электросталеплавильных процессов / В.А. Григорян, Л.Н. Белянчиков, А.Я. Стомахин. - М.: Металлургия, 1987. - 272 с.

28. Cramb, A.W. Interfacial Cosiderations in Continuous Casting / A.W. Cramb, I. Jimbo // I&SM. - 1989. - V. 16. - № 6. - P. 43 - 54.

29. Бобкова, О.С. Лабораторная печь для исследования физических свойств расплавов / О.С. Бобкова, А.И. Когин // Сб. Теория металлургических процессов. - М. : МЧМ СССР, 1984. - №2. - С.114 - 148.

30. Шеель, Е. Влияние состава разливочного порошка на свойства шлака при разливке сталей на МНЛЗ / Е. Шеель, В. Корте // Черные металлы. - 1987. -№7. - С. 18-25.

31. Palai, P. Constitutional segregation of Al2O3 in mold slag and its impact on steel cleanliness during continuous casting / P. Palai // Metall. Mater. Trans. B Process Metall. Mater. Process. Sci. - 2013. - V. 44. - № 5. - P. 1185-1189.

32. Fox, A. Thesis, Department of Materials / A. Fox // Imperial College. -London, 2003.

33. Itoyama, S. Effect of casting conditions on oscillation mark depth / S. Itoyama // ISIJ International. - 1995. - V. 5. - Р. 1225-1228.

34. Tsutsumi, K. Estimation of mold powder consumption in continuous casting / K. Tsutsumi // Tetsu-to-Hagané. - 1998. - V. 84. - №.9. - P. 617-624.

35. Yasunaka, H. Improvement of transverse corner cracks in continuously cast hypoperitectic slabs / H. Yasunaka // Tetsu-to-Hagané. - 1995. - V. 81. - №.9. - P.894.

36. Нисковских, В.М. Машины непрерывного литья слябовых заготовок / В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский, А.Д. Беренов. - М. : Металлургия, 1991. - 272 с.

37. Ramirez-Lopez, P.E. A new approach for modelling slag infiltration and solidification in a continuous casting mould / P.E. Ramirez-Lopez // ISIJ International.

- 2010. - V.50. - №.12. - P. 1797-1804.

38. Ramirez-Lopez, P.E. A Unified mechanism for the formation of oscillation marks / P.E. Ramirez-Lopez // Metall. Mater. Trans. B. - 2012. - V.43. - №. 1. - P. 109

- 122.

39. Dauby, P.H. Lubrication and oscillation of the mold - two intimaly related parameters / P.H. Dauby // Fachberichte Huttenpraxis. Metallweiterverbrbeitutung. -1987. - V. 25. - №. 8. - P. 668 - 675.

40. Shin, H.J. Measurement and prediction of lubrication, powder consumption, and oscillation mark profiles in ultra-low carbon steel slabs / H.J. Shin // ISIJ International. - 2006. - V. 46. - №. 11. - P. 1635 - 1644.

41. Suzuki, M. Development of a new mold oscillation mode for high-speed continuous casting of steel slabs / M. Suzuki // ISIJ International. - 1991. - V. 31. -№.3. - P. 254 - 261.

42. Mills, K.C. The performance and properties of mould fluxes / K.C. Mills, A.B. Fox, R.P. Thackray, Z. Li // Proceedings of 7th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts, SAIMM. - 2004. - P. 713 - 722.

43. Brandaleze, E. Mould fluxes in the steel continuous casting process / E. Brandaleze // Science and Technology of Casting Processes. - 2012. - Chapter 7. - P. 205 - 233.

44. Синева, С.И. Влияние экспериментальных факторов на результаты определения температур фазовых превращений методом термического анализа / С.И. Синева, Р.В. Старых // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2009. - №11. - т.75. - C. 27 - 33.

45. Уэндландт, У. Термические методы анализа / У. Уэндландт. - М. : Мир, 1979. - 520 с.

46. Берг, Л.Г. Введение в термографию / Л.Г. Берг. - М. : Наука, 1969. -395 с.

47. Пилоян, Г.О. Введение в теорию термического анализа / Г.О. Пилоян. - М.: Наука, 1964. - 231 с.

48. Егунов, В.П. Введение в термический анализ / В.П. Егунов. — Самара: 1996. — 269 с.

49. Лозицкий, В.Ю. Исследование температур ликвидус штейнов шахтных печей комбината «Южуралникель» / В.Ю. Лозицкий, С.И. Синева, Л.Б. Цымбулов, Р.В. Старых // Цветные металлы. - 2008. - № 11. - С. 38 - 41.

50. Топор, Н.Д. Термический анализ минералов и неорганических соединений / Н.Д. Топор, Л.П. Огородова, Л.В. Мельчакова. — М. : Издательство Московского государственного университета, 1987. — 187 с.

51. Лейтес, А.В. Формирование шлакового покрытия в кристаллизаторе при непрерывной разливке стали / А.В. Лейтес, Е.И. Ермолаева, А.П. Манюгин // Сталь. - 1980. - №5. - С. 371 - 372.

52. Жило, Н.Л. Формирование и свойства доменных шлаков / Н.Л. Жило. -М.: Металлургия, 1974. - 120 с.

53. Han, X.L. Influence of chemical composition of mold flux on viscosity and texture of slag film / X.L. Han // Toxicological and Environmental Chemistry. - 2015. -V.98. - №. 3. - P. 511 - 517.

54. Shahbazian, K. Experimental studies of viscosities of some CaO-CaF2-SiO2 slags / K. Shahbazian // Ironmaking & Steelmaking. - 1999. - V. 26. - №.3. - P. 193 -199.

55. Li, H. The mould flux viscosity designing of high carbon steel for thin slab continuous casting / H. Li, L. Sun, L. Ai // Advanced Materials Research. - 2014. -Vol. 1022. - P. 48 - 51.

56. Chang, H.Y. Effect of alkali-metal oxide and fluoride on mold flux viscosity / H.Y. Chang, T.F. Lee, T. Ejima. // Trans. Iron Steel Inst. Japan. - 1987. - Vol. 27. -№. 10. - P. 797 - 804.

57. Kim, H. Effect of CaF2 and Li2O additives on the viscosity of CaO-SiO2-Na2O Slags / H. Kim, I. Sohn // ISIJ International. - 2011. - Vol. 51. - №. 1. - P. 1 - 8.

58. McCauley, W.L. Viscosity of fluxes for the continuous casting of steel / W.L. McCauley, D. Apelian // Mineral Matter and Ash in Coal. - 1986. - Vol. 301. -Chapter 16. - P. 215 - 222.

59. Riboud, P.V. Improvement of continuous casting powders / P.V. Riboud // Fachberichte Huttenpraxis Metallweiterverarbeitung. - 1981. - №. 19. - P. 859-869.

60. Urbain, G. Viscosity estimation of slags / G. Urbain // Steel Res. - 1987. -V.58. - P. 111-116.

61. Iida, T Equation for estimating viscosities of industrial mold fluxes / Iida, T // High Temp. Mater. Processes. - 2000. - V.19. - P.155 - 164.

62. Gupta, V.K. A model for describing viscosity-composition relationship for continuous casting mould fluxes / V.K. Gupta, S.P. Sinha, B. Raj // Steel India. - 1998. - V.21. - №1. - P. 22 - 29.

63. Mills, K.C. Viscosities of ironmaking and steelmaking slags / K.C. Mills, S. Sridhar // Ironmaking Steelmaking. - 1999. V.26. - №4. - P.262 - 268.

64. Kim, J.W. Viscous characteristics of synthetic mold powder for high speed continuous casting / J.W. Kim, J. Choi, O.D. Kwon, I.R. Lee, Y.K. Shin, J.S. Park // Proceedings of 4th International Conference on Molten Slags and Fluxes. ISIJ Int. -1992.

65. Hanao, M. Evaluation of Viscosity of Mold Flux by Using Neural Network Computation / M. Hanao, M. Kawamoto, T. Tanaka, M. Nakamoto // ISIJ International.

- 2006. - V.46. - P. 346 -351.

66. Mills, K.C. The performance and properties of mould fluxes / K.C. Mills // Ironmak. Steelmak. - 2005. - V.32. - №1. - P. 26 - 34.

67. Sridhar, S. Break temperature of mould fluxes and their relevance to continuous casting / S. Sridhar // Ironmak. & Steelmak. - 2000. - V. 27. - №.3. - P. 238

- 242.

68. Ozawa, S. Lattice and Radiation Conductivities for Mould Fluxes from the Perspective of Degree of Crystallinity / S. Ozawa, M. Susa, T. Goto, R. Endo, K.C. Mills // ISIJ Int. - 2006. - V. 46. - P. 413 -419.

69. Susa, M. Controllability of Radiative Heat Flux across Mould Flux Films by Cuspidine Grain Size / M. Susa, A. Kushimoto, R. Endo, Y. Kobayashi // ISIJ International. - 2011. - V.51. - P. 1587-1596.

70. Susa, M. Absorption coefficients and refractive indices of synthetic glassy slags containing transition metal oxides / M. Susa, K. Nagata, K.C. Mills // Ironmaking Steelmaking. - 1993. - V. 20. - P. 312-318.

71. Susa, M. Thermal properties of slag films taken from continuous casting mould / M. Susa, K.C. Mills, K.C. Mills, M.J. Richardson, R. Taylor, D. Stewart // Ironmaking Steelmaking. - 1994. - V. 21. - P. 279-286.

72. Cho, J.W. Radiative Heat Transfer through Mold Flux Film during Initial Solidification in Continuous Casting of Steel / J.W. Cho, H. Shibata, T. Emi, M. Suzuki // ISIJ Int. - 1998. - V.38. - P. 268 - 275.

73. Susa, M. Effects of Both Crystallisation and Iron Oxides on the Radiative Heat Transfer in Mould Fluxes / M. Susa, A. Kushimoto, H. Toyoto, M. Hayashi, R. Endo, Y. Kobayashi // ISIJ International. - 2009. - V. 49. - P. 1722 - 1729.

74. Hanao, M. Flux Film in the Mold of High Speed Continuous Casting / M. Hanao, M. Kawamoto // ISIJ International. - 2008. - V.48. - P. 180-185.

75. Taylor, R. Physical properties of casting powders. III. Thermal conductivities of casting powders / R. Taylor, K.C. Mills // Ironmaking Steelmaking. -1988. - V.15. - P.187-194.

76. Waseda, Y. Thermal Diffusivitites of Continuous Casting Powders for Steel at High Temperature / Y. Waseda, K. Masuda, K. Watanabe, H. Shibata, H. Ohta, K. Nakajima // High Temp. Mater. Process. - 1994. - V.13. - P. 267-276.

77. Ohta, H. Determination of Thermal Diffusivities of Continuous Casting Powders for Steel by Precisely Excluding the Contribution of Radiative Component at High Temperature / H. Ohta, K. Masuda, K. Watanabe, K. Nakajima, H. Shibata, Y. Waseda // Tetsu-to-Hagane. - 1994. - V.80. - №6. - P. 463 -468.

78. Orrling, C. Observations of the melting and solidification behavior of mold slags / C. Orrling, A.W. Cramb // Iron Steelmaker. - 2000. - V.27. - P. 53 - 63.

79. Lachmann, S. Crystallization behaviour of synthetic mould slags / S. Lachmann, P.R. Scheller // Proceedings of 6th European Conference on Continuous Casting. - Italy. - 2008.

80. Wen, G.H. Development of fluoride-free mold powders for peritectic steel slab casting / G.H. Wen, S. Sridhar, P. Tang, X. Qi, Y.Q. Liu // ISIJ International. -2007. - V.47. - P.1117-1125.

81. Wang, Q. Formation of TiN and Ti(C,N) in TiO2 containing, fluoride free, mould fluxes at high temperature / Q. Wang, Y.J. Lu, S.P. He, K.C. Mills, Z. Lib // Ironmaking Steelmaking. - 2011. - V.38. - P. 297-301.

82. Li, Z. A test to determine crystallinity of mould fluxes / Z. Li, R.P. Thackray, K.C. Mills // Proceedings of 7th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts, SAIMM. - 2004. - P. 813-820.

83. Mills, K.S. The Influence of Structure on the Psysico - chemical Properties of Slag / K.S. Mills // ISIJ International. - 1993. - V. 33. - № 1. - P. 148 - 155.

84. Yamauchi, A. Heat Transfer between Mold and Strand through Mold Flux Film in Continuous Casting of Steel / A. Yamauchi, K. Sorimachi, T. Sakuraya, T. Fujii // ISIJ International. - 1993. - V. 33. - № 1. - P. 140 - 147.

85. Айтель, Г.И. Разработка и производство гранулированного разливочного порошка путем сушки распылением / Г.И. Айтель // Черные металлы. - 1993. - №6. - С. 13 - 19.

86. Вдовин, К.Н. Особенности определения температуры плавления шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали / К.Н. Вдовин, А.А. Ряхов, К.Г. Пивоварова, В.В. Точилкин // Новые огнеупоры. - 2019. - № 4. - С. 51-56.

87. Вдовин, К.Н. Шлакообразующие смеси для непрерывной разливки стали / К.Н. Вдовин, А.А. Ряхов, А.Б. Великий // Теория и технология металлургического производства. - 2017. - № 4. - С. 9-13.

88. Смирнов, А.Н. Дослщження фiзичних властивостей ШОС для кристалiзаторiв слябово!' МБЛЗ // Державний вищий навчальний заклад «Донецький нащональний техшчний ушверситет». Науковi пращ. «Металурпя». - 2008. - №10(141). - С.10-19.

89. Суворов, С.А. Многокомпонентные шлакообразующие смеси для непрерывного литья стальных заготовок / Суворов С.А., Козлов В.В., Е.А. Вихрев, Н.В. Арбузова // Известия СПбГТИ (ТУ). - 2016. - №34. - С. 3 - 11.

90. Суворов, С.А. Кристаллизация шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали / Суворов С.А., Вихров Е.А. // Огнеупоры и техническая керамика. - 2010. - №3. - С.3 - 9.

91. Ногтев, В.П. Сопоставление эффективности шлакообразующих смесей путем измерения силы трения в кристаллизаторе / Ногтев В.П., Юречко Д.В., Сатосин М.В. // Сталь. - 1999. - №11. - С. 25 - 26.

92. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье.- М. : Химия, 1971. - 456 c.

93. Вдовин, К.Н. Влияние компонентного состава на прочность гранул шлакообразующей смеси / К.Н. Вдовин, А.А. Ряхов, А.Б. Великий, О.Г. Свиридов, Д.П. Евсеев, К.Н. Анисимов // Сталь. - 2018. - № 2. - С. 7-12.

94. Патент РФ № 2100131. 2001. БИМП № 12. Авторы: Ногтев В.П., Цикарев Ю.М., Носов С.К. и Маркин В.Ф. Способ получения гранулированной шлакообразующей смеси.

95. Ряхов, А.А. Выбор связующего и оптимизация технологии грануляции шлакообразующих смесей с целью повышения прочности гранул / А.А. Ряхов, А.В. Куклев, К.Н. Анисимов, А.М. Топтыгин, И.В. Лебедев // Металлург. - 2016 -№ 10. - С. 51-56.

96. Вдовин, К.Н. Сравнительная оценка работы связующих материалов для гранулирования шлакообразующих смесей на базе предприятия ООО "Шлаксервис" / К.Н. Вдовин, А.А. Ряхов, А.Б. Великий, О.Г. Свиридов, К.Н. Анисимов // Юбилейный сборник "Мировые тенденции развития технологии непрерывной разливки. М.: ГНЦ РФ ФГУП "ЦНИИчермет им. П.И. Бардина". -2017. - С. 146-152.

97. Ряхов, А.А. Особенности применения материала с микроармирующими свойствами в технологии гранулирования шлакообразующих смесей. / А.А. Ряхов, А.Б. Великий, В.Н. Петрученко, Д.П. Евсеев // Теория и технология металлургического производства. - 2019. № 2. - С. 15-18.

Титульный лист методики определения температурного интервала

плавления ШОС ДСК-методом

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

М ЕТОДИ К А И С ГIЫТ А11ИII ШЛАКООБРАЗУЮНПIЕ СМЕСИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ИНТЕРВАЛА ПЛАВЛЕНИЯ МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ КАЛОРИМЕТРИИ

МИ-МГТУ-ШС-01-18 Версия 1

РАЗРАБОТАНО

В* у^гженер ООО «Шлаксервис» А.А. Ряхов 2018 г.

Зав. кафедрой технологий металлургии и литейных процессов ФГЬОУ ВО «МГТУ» им. Г.И.

'технических наук, профессор ЬС.Н. Вдовии

Носова.

1 2018 г.

Инженер 11Т11 Ф1 ЬОУ ВО «МГТУ» им. Г.И. Носова

Л.Г. Сычь

« ,-)/,£_ 2018 г.

Магнитогорск - 2018

Акт внедрения методики определения температурного интервала плавления

ШОС ДСК-методом

Показания системы «ТехноАП» при испытании опытной ШОС

м/мии мм мм

1.8-; Л- I -I

и>т л-; 1.4-= ти-и-

Н '-г!

Ш- и-

0,4-=.ЦД|м~-0,2-Е- и-гШИЕ;

В^.Ц!-! |1-г

м/мнн атм С*

1.8- 4-1 II-

1.8т 8-1.Л--

1.4т ?-)40|'

1.2т И И--1|

1.1,0-1 4- иг'

0.6; 3-0,42~ 40'"

0,2-; 1-го-З—

О- С- 0-| , -м/мнн т Мм £ л1ч

ье- 13—, 1,6-= 1Ь^11 и-1,4| 11-но-: - -; -- -1,2-; 12-1 гОт-*1 ' ■ 1{ 10-1011- | [1,8-1 8— ои-; , -

МНЛЗ№5 Р8чеЯМЧа 14 Ноябрь 2017 г. 11:59:59-12:01:53 '«РОВЕН Ь"

II 'II I

ТЕРМОВИЗОР"

иг |

л»|Ш ииров.

»161 ЯТш. шиши

1 шг стА. ШУсл. Штип дым

шш

Сбйй

Норм

клетка от 0:02:07

ОГКЛ

ВСлоЯ1 Н Слой 2 Ш Слой 3 0Нср. ВУрл. О Вимм. ■ Пщщ. П ПМ»1У

КЗ

норма

Оегм

"ЛИИЛСКОП"

матдтч

ги»-,м, клетка

|П П 'Ы17

■ »мб(>.

ПУсми.

■ Натр. ВКооеб. ШХ лин, ШГ ш. шглнн, ШХдгя.

натр. ВУ дгя.

1 екбр. I кет ■*! сбой

г......| нет

15:38:42

клетка 0:02:07

а)

м/мин мм мм

1-е

г,б! | и-Е ш-= Щ и| н4

1 ~ -10-5 то| 0.8 т ~ 41

о.бг-: -г 4 0,4-: -4П-Е I -Ц!

Т 4 От-би-1 >-,' м/мнн «ты С*

1.8- 3-1С0-:

1.5-; 3-1Б0-?:-1,4*3 7-140- |-1,2-? е—120—Е

1т 5-10)4

и-1 !- о-;'

|,- Г. : Э- ¡и («■§ 2-40-3 0.2-5 1-

и- и- (!■=)—|г-м7ммн т мм 3* дгл/с

1.6-= 16-5160-||

1.4-1 14—140т!

04-5 4-40-

ий-; г-^/о-^т" о- о-= ¡-, !

14:4В:ОЕ

ННЛЗ№5 Рачий №17 14 Ноябрь Я017 г. 11:30:00-0:32:00 "УРПВЕНЬ"

I ! I I

I I

I I I

'ТЕРМОВИЗОР"

!1

Г Г I

' I I

|Д№1В| В «ров. ......... П Ц.тгк

"""■У».

I шлии

< шг иб.

ШУсп. I Ртып дам

Чнорм нет 1РЫЧ :-[авт

клетке 0:02:07

15:26:09

б)

Рисунок В. 1 - Показания системы «ТехноАП» МНЛЗ № 5 на опытной (а) и

применяемой смеси (б)

Окончание приложения В

м/мин мм мм

1,8- II- -1.6 т II-: т 1/1: ! П-= i т 1.2т и-Ё Шт

It-1uí fliit O.el-JÍ !•= 0,6т- I - I-(Мт-ШтП

(¡.2-Е. £ -0-- ll-¡ м/мш| вгм L*

1.8т a-iea-DT

U-Ё ,.-1111-ui H in^

1.2-; b-1 IH

i-; 5-ioo-í

0,8-Ё t~ I и-Ё 0,6т j- Шт 2~ 40-í

о.г-Ё - т-o- o-, -!

м/м.:,; t M..1 % .yi'jí/u

1.6-t ie|i.«b|

1,4-¡ 14-jl4ü|-I .".т 12-Í12G-S i| w-aoo-l OH s-i en" о.вт e-E so-3 0,4-E 4| 405 0,2 т 2-Е 20t| 0-= 0- 0-"'

12:28:07

МНЛЗ№5 РачеЖМВ 14 Ноябрь 2017 r. 11:ЕЗ:ВЭ -12:01:59 "UPUUEIIb"

Г

! 1

ИИряв, ' аиток

»а«65 нт<ж Ш)дим saz CIÉ. ШУ сл. Шшпд!^

Т1:РМ£ШИ30Р"

№

iV< №

I . Г"

I

■ Vi 1

"+V| 1

JJ5, клетка H авт 0:02:4В откл

б Слей 1

б слой г

Ш Слой 3 В Нг.|!

ЯУся. 13 Вши. ИПпав. П ПИцТУ

негдтч

Бшм. кяЕгтиа ¡ "О"' 0:02:40

Д 11 ALKÜH"

12:44:56

¡ í ! 1 , нет

0:02:48

а)

МНПЗ№9 Рзчев№17 "УРОВЕНЬ"

14 Ноябрь 2017 г. 0:30:00 - 0:32:00

~-1ямш 52"»»'

¡-„г^ИИток :-!ПамЕ(ЯТок

1 «И В1ДЫН ' DZ cvd. ----! hv Q.i.

tj Hül

0.6т 3- CL-í 0,4£ 2-40-5 0.2-É 1-20-3

DI o- - o-V-í"

м/мин Г мм % yr/i/u

1.8- 18-1Ю-1

1.6-I 1ell6ol

1,4-1 14т140-| 1,2-i 12-£l20-| ll 10-5100-3 f Б вЬО 0.6-í 6-í 60rí

0.4 т 4 т 40-3:

Qj_ 2- 0-0-= 0- 0

12:20:S9

"ДИНЛСКОП"

СРОЙ кг руч клат&а

авт 0:02:4В

| ОТ К/1

В Слой 1

В Слой г

■ СмОЭ

ЙНер.

Ш V сл.

□ Бннн.

НПодв.

ЯПН»^

КЗ

Одш

нетдт*

вним. клетка

та- 0:02:46

ВВибр.

^Усмл,

■ Негр.

ШКолеб.

ШХлнн.

ВУянн.

ДО! ЛИН

ИХ угл.

нагр. ШУ а' п.

BHjJl биор, нет 92. «р-д. ВУсл.

13:02:12

клетка 0:02:46

б)

Рисунок В.2 - Показания системы «ТехноАП» в момент запуска МНЛЗ №5 на

опытной (а) и применяемой смеси (б)

Технические условия, согласованные с ПАО «Северсталь»

Рисунок Г.1 - Титульный лист ТУ

Окончание приложения Г

ТУ 1590-007-75466851-2018

5.2.2 Физические свойства шлакообразующей смеси, предназначенной для использования в промежуточном ковше, указаны в таблице 3.

Таблица 3

Параметр

Тип ШОС Насыпная плотность, г/см3 ±откл Температура плавления, "С ±откл Гранулометрический состав, %: 0,2 мм -1,0 мм 0,063 мм - 0,2 мм менее 0,063 мм

ГШОС №11 0,80 ±0,15 1245 ±30 60-95 ¿25 510*

ГШОС №12 0,80 ±0,15 1265 ±30 60-95 525 510*

THERMOISOL.IT МК-5 0,25 ±0,15 1500 ±50 20-70

THERMOISOl.IT АЭМ-2 0,50 ±0,15 1350 ±50 30-80

* - При транспортировке автомобильным и железнодорожным транспортом на расстояние более 10 км - <30%

5.2.3 Химический состав и содержание влаги гранулированной шлакообразующей смеси, предназначенной для использования в кристаллизаторе, указаны в таблице 4.

Таблица 4

Компонент ГШОС №1 ГШОС N92 ГШОС №8 ГШОС N910 ГШОС N913 ГШОС N914 ТНЕЯМ0150иТ КИ/Б-О

Массовая доля компонента, % ±откл

Собш 18,0 ±2,0 6,0 ±1,0 8,0 ±1,0 53,0 9,0 ±1,0 5,0 ±1,0 8,0 ±1,0

С. - - - - - - 5,0 ±1,0

со2 - - - - - - 11,5 ±1,0

р 6,5 ±1,5 6,0 ±1,0 8,0 ±1,0 4,5 ±1,0 9,0 ±1,0 8,5 ±1,5 4,5 ±1,0

АЬОз <8,0 58,0 58,0 58,0 58,0 58,0 7,0 ±1,5

МдО 55,0 55,0 55,0 55,0 55,0 55,0 52,0

N320 + К^О 10,5 ±1,5 6,0 ±1,0 5,0 ±1,0 5,0 ±1,0 5,0 ±1,0 4,5 ±1,5 6,0 ±1,5

Ре^ш 52,0 52,0 52,0 52,0 52,0 52,0 52,0

СаО 23,0 ±2,0 36,5 ±2,0 36,0 ±2,0 36,0 ±2,0 35,0 ±2,0 36,0 ±2,5 32,5 ±2,5

БЮз 36,0 ±2,0 35,0 ±2,0 36,0 ±2,0 37,0 ±2,0 34,5 ±2,0 35,5 ±2,5 33,5 ±2,5

НгОни-с 50,5 50,5 50,5 50,5 50,4 50,5 50,5

Основность СаО/БЮг 0,65 ±0,15 1,05 ±0,1 0,95 ±0,1 1,00 ±0,1 0,95 ±0,1 1,00 ±0,1 0,98 ±0,06

5.2.4 Физические свойства гранулированной шлакообразующей смеси, предназначенной для использования в кристаллизаторе МНЛЗ, указаны в таблице 5.

Рисунок Г.2 - Страница ТУ с новой ШОС «ТБЕКМОВОЫТ»

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Патент

«Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали»

российская федерация

>RU ' 2 699 484 С )С1

федеральная служба

ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(511 мпк

B22D 11 111 г 2006.011 (52 I СПК

B22D Will (2019.02ï

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ лшт.жлшъ m

нее изменение ст

ЗГНЯИШЕШ!

(21)(22) Заявка: 1Q1S131626. 03.09.2018

(24j Лата начала отсчета срока действия латгита:

оз.09.2015

Дата регистрации: 05.09.2019

Прнорнтет(ы):

(22) Дата подачн заявки: 03.09.2015

(45) ОпуйлнкзБанс: 05.09.2Q19 Беол № 25

(56) Слисок дскуыентов. цитированные е стчете с пснске: RU 2424870 С2, 27.07.2011. RL 2J71280 С1, 27.10.2009. RL" 21Ö4191 С1, 20.03.2001. GB 2000198 А. 04.01.1S7i. JP 55158861 А, 10.12.1&S0,

Адрес дл,- переписки:

455002, Челябинская оол.. г. Магнитогорск, ул. Кирова. 93, корп. АБЗ. otj. лригот. ППШ. ООО "Шлаксервнс"

(72) Автор! к):

Петрученко Владимир Николаевич Евсеев Данил Петрович (КТ), Свиридов Олег Геннадьевич (КТ-~). Ряюв Алексей Анатольевич (КЦ), Вловин Константин Николаевич (Ш ). Пивоварова Ксения Григорьевна (11Т.~)

(73} Патентообладатель! и):

Общество с ограниченной ответственностью "Шлаксервнс" (ЯП")

(54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургии и может оыгь непользоезно для защиты металла з промежуточном коЕше и е кристаллизаторе МНЛЗ при непрерывной разливке стали широкого сортамента. Шлакообразующая смесь для непрерывной разлиЕкн включает следующие компоненты. мас.%: утл ер оде одер ж ащий материал 4-6; фтор содержащий материал 9-11; материал на оснозе оксидов кремния 6-9; кароонат натрия 1-?; кароонат кальция 21-25; силикатный материал е виде волластонита и нефелинового концентрата - остальное. Технический результат при использовании заявляемой шлакоооразующей смеси для непрерывной разлнЕки стали заключается е повышентш ее ассимилирующей способности по отношению к неметаллическим включениям - алюминатам, повышение качестЕа поверхности непрерывно-литой заготовки н улучшение технологических свойств шлакообразующей смеси. 2 табл.

Патент на товарный знак

Официальное письмо дилера по реализации ШОС производства ООО

«Шлаксервис»

455051, РФ, Челябинская область, г.Магнитогорск,

ул 50лет Магнитки 38-75 ИНН7455011457 КПП 74450100 Р/ч 40702810324180002071 в Открытое акционерное общество "Банк УРАЛСИБ" Бик 046577446 К/с 30101810165770000446 ОКВЭД 51.70/ 26.82/73.10 ОКПО 21534065 ОКАТО 75438369000

Реализация продукции: Телефон: [phone] e-mail: [e-mail]_

Исх 347 № от 28.02.2019 Директору ООО «Шлаксервис»

В рамках дилерского соглашения, предоставляю Вам текущие результаты работы по реализации шлакообразующей смеси производства ООО «Шлаксервис» марки ТНЕР1М0150ИТ КЯ/Б-О:

- С 01.01.2018 по 25.02.2019 гг. в адрес ПАО «Северсталь» было поставлено 182,8 тонн ШОС».

До конца текущего года в адрес ПАО «Северсталь» запланирована поставка указанной смеси в объеме 19 тонн/мес.

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «ЛИДЕР-С»

А.Б. Великому

Уважаемый Андрей Борисович!

С уважением,

Компания ООО «ЛИДЕР-С»

Директор

А.П. Авдонин

Исполнитель - Михайлов Максим 8-(3519)-46-46-17

[phone] [e-mail]\

Официальное письмо отдела производственной экономики ПАО «ММК»