Шлакообразующие смеси

Применение шлакообразующих смесей является существенным фактором обеспечения технологической надежности процесса разливки и достижения высококачественных поверхностей разлитых заготовок.

Шлакообразующие смеси необходимы для:

  • уменьшения трения между затвердевающей сталью и изложницей за счет образования расплавленной шлаковой пленки;
  • обеспечения равномерного теплоперехода от стали к изложнице;
  • поглощения неметаллических включений жидким шлаком;
  • предотвращения вторичного окисления стали;
  • теплоизоляции зеркала металла с целью предотвращения частичного затвердевания сверху.

Шлакообразующая смесь включает следующие компоненты, мас.%: фторсодержащий материал 16-24, силикатная глыба 8-12, материал на основе окислов кремния 8-12, материал, содержащий окислы бора, 12-18, цемент - остальное. Технический результат - повышение ассимилирующей способности по отношению к оксидам алюминия, улучшение технологических свойств, повышение качества поверхности заготовки.

Известные шлакообразующие смеси:

- для непрерывной разливки стали, содержащие графит аморфный, фтористый материал, силикатную глыбу, цемент и др. компоненты /1-6/. Но из-за большого содержания графита (5-20%) при их использовании происходит науглероживание стали на 0,01-0,02%.

- с меньшим содержанием графита (2-15%) /7-10/. При их использовании также происходит науглероживание низкоуглеродистых и особонизкоуглеродистых (электротехнических) сталей.

- для непрерывной разливки, преимущественно низкоуглеродистой нержавеющей стали, содержащая 0,5 - 4,0% графита, 21-32% фторида кальция, 27,5 - 36,5% портландцемента, 2-6% слюды (перлита), 25-42% отходов грунтовых силикатных эмалей (B2O3 = 5,5 - 8,7%) и 0,5 - 3,0% ферросилиция или магнийсодержащего материала.

Однако присутствие в смеси графита не предотвращает поверхностное и объемное науглероживание сталей, в частности низкоуглеродистых и особонизкоуглеродистых (динамной, трансформаторной и релейной с содержанием в них углерода не более 0,045%). Кроме того, указанная смесь из-за содержащихся в ней грунтовых эмалей (отходов) и ферросилиция или магния (горючего) является сложной по составу и содержит малораспространенные материалы.

Шлакообразующая смесь оптимального состава содержит 20% плавиковошпатового концентрата, по 10% силикатной глыбы и материала на основе SiO2, 15% датолитового концентрата и 45% шлакопортландцемента.

Графитированные электроды

Графитированные электроды в промышленности находят свое применение для работ с рудно-термическими и сталеплавильными печами, с помощью которых производят легированные стали с высоким качеством и небольшим содержанием углерода, специальные и ферросплавы. Графитированные электроды отличаются увеличенной электропроводностью и повышенными прессовыми характеристиками, обладают достаточно низким удельным сопротивлением, повышенной стойкостью к тепловым воздействиям. Небольшие примеси золы в составе графитированных электродов повышают качественный показатель получаемого металла.

Технология изготовления графитированных электродов включает в себя подготовку сырья – дробление и прокаливание, смешивание наполнителей с пеком и формование, обжиг, пропитку, графитацию и механическую обработку. Для производства прессованных заготовок используются методы экструзии и виброформования.

Графитовые электроды применяются в дуговых сталеплавильных и рудно-термических печах для выплавки высококачественных легированных и малоуглеродистых сталей, ферросплавов и специальных сплавов. Так же они используются в различных электротермических установках для выплавки стали, чугуна, цветных металлов и специальных сплавов. Их назначение подвод электрического тока в печь. Электроды, как правило, комплектуются ниппелями, гнезда для которых есть на обоих концах электрода. Благодаря этому, электроды соединяются друг с другом и непрерывно подаются в печь. Так же они используются в чугунолитейном производстве для дуговой резки металлов. Их применение значительно снижает процент брака.

В качестве сырья для производства электроугольных изделий можно использовать сажу, графит или антрацит. Для получения стержневых электродов измельченная масса со связующим, в качестве которого используется каменноугольная смола, а иногда и жидкое стекло, продавливается сквозь мундштук. Изделия более сложной формы изготовляют в соответствующих пресс-формах. Угольные заготовки проходят процесс обжига. Режим обжига определяет форму, в которой углерод будет находиться в изделии. При высоких температурах достигается искусственный перевод углерода в форму графита, вследствие чего такой процесс носит название графитирование. Графитовые электроды производятся на основе нефтяного кокса, а также каменнноугольного пека и обладают высокой термостойкостью.

Применение графитовых электродов:

  • Графитированные электроды марки ЭГ используются на дуговых сталеплавильных, рафинировочных, ферросплавных и руднотермических печах
  • Графитированные электроды марки ЭГП используются на дуговых сталеплавильных печах высокой мощности и установках печь-ковш
  • Графитированные электроды марки ЭГСП используются на сверхмощных электродуговых печах и установках печь-ковш

Графитированные электроды импортных производителей имеют свои маркировки.

Электроды графитовые для резки (также их называют пластины,стержни,плиты) изготавливаются из графита марки ГЭ, который по способу получения и физико-механическим свойствам подобен материалу графитированных электродов для электродуговых сталеплавильных печей. Электроды из графита применяются для дуговой резки толстого слоя металла - при разрезке бронетехники, обрубке прибылей, удаления поверхностных дефектов на отливках (пригары, заливы, вздутие и т.д), в чугуно- и сталелитейном производстве.

Электроды для электроэрозионных прошивных станков. Инструментами служат графитовые или медные электроды, форма которых соответствует форме детали. Эти электроды и выжигают необходимую форму. Электрод изготавливается из изостатических графитов (например И-3(ISEM-3), производство Япония).

Плавиковый шпат

Флюорит (от лат. fluo — течь), син.: плавиковый шпат, — минерал, фторид кальция CaF2. Хрупок, окрашен в различные цвета: жёлтый, зелёный, синий, голубой, красновато-розовый, фиолетовый, иногда фиолетово-чёрный; бесцветные кристаллы редки. Характерна зональность окраски. Окраска вызвана дефектами кристаллической структуры, которая весьма тонко реагирует на радиоактивное облучение и нагревание. Иногда содержит примеси редкоземельных элементов, в некоторых месторождениях - урана и тория.

Свойства

Кубическая сингония, кристаллы кубические, октаэдрические, кубооктаэдрические. Обычны двойники прорастания. Спайность совершенная по октаэдру({111}), благодаря слабым связям вдоль октаэдрических сеток структуры. Твёрдость 4. Излом раковистый, хрупкий. Плотность 3,18, а для иттриевых и цериевых разновидностей увеличивается до 3,3 и 3,6. Температура плавления 1360°. Диамагнитный. Под паяльной трубкой растрескивается, горит и слегка плавится по краям. Растворим в концентрированной соляной кислоте с выделением HF, разъедающей стекло. Чистые кристаллы флюорита обладают высокой прозрачностью в широком диапазоне: от вакуумного ультрафиолета до дальней инфракрасной области, ярко люминесцируют в катодных лучах и под действием ультрафиолетового излучения, обнаруживают свечение при нагревании (термолюминесценция). Флюорит является типичным флюоресцирующим минералом; при нагревании и после облучения ультрафиолетовым светом он фосфоресцирует. Собственно, термин «флюоресценция», предложенный Дж. Стоксом, происходит именно от названия этого минерала (а не наоборот, как иногда считают). От названия флюорита происходит также латинское название фтора, fluorum.

Разновидности:

  • антозонит — тёмно-фиолетовый флюорит
  • хлорофан — зелёный флюорит
  • ратовкит — землистая или тонкозернистая разновидность флюорита
  • иттрофлюорит — до 15-18 % кальция замещена иттрием

Характерна зональность окраски. Окраска связана с примесями редкоземельных элементов, а также хлора, железа, урана, тория. Бывает вызвана также дефектами кристаллической структуры, которая весьма тонко реагирует на радиоактивное облучение и на нагревание. Бывает зонально окрашенным. Чистый флюорит бесцветный и водяно-прозрачный, со стеклянным блеском, но обычно он зеленый, фиолетовый, желтый и других окрасок, что обусловлено примесями или может быть следствием радиоактивных воздействий (жёлтая окраска). Темно-фиолетовые флюориты содержат повышенное количество стронция, а в зеленых разновидностях имеется немного самария. Редкоземельные элементы и некоторые тяжёлые металлы, а также избыточные ионы кальция придают ему различные окраски.

Применение

Используется в металлургии в качестве плавня (флюса), для формирования легкоплавких шлаков. Название минерала («текучий») связано именно с этим его применением. В химической промышленности из флюорита получают фтор, искусственный криолит для электрохимического производства алюминия и ряд фтористых соединений. В керамическом производстве — для изготовления эмалей и глазурей. Прозрачные бесцветные разновидности кристаллов флюорита применяются в оптике для изготовления линз. Кристаллы флюорита с примесями редкоземельных элементов, а также с железом могут быть применены в квантовых генераторах света. При обработке минерала серной кислотой получают плавиковую кислоту, с помощью которой можно наносить вытравленный рисунок на стекло.