PL221227B1 - Żużel rafinacyjny w postaci kształtek - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest żużel rafinacyjny w postaci kształtek, przydatny w procesie ciągłego odlewania stali lub podczas pozapiecowej obróbki kadziowej.

W procesach ciągłego odlewania stali stosuje się żużel rafinacyjny, który pokrywa ciekłą stal w kadzi pośredniej lub odlewniczej. Zadaniem żużla rafinacyjnego jest usuwanie z metalu pierwiastków szkodliwych i domieszek zanieczyszczających ciekłą stal oraz produktów niektórych reakcji, przykładowo odtleniania lub odsiarczania. Ponadto żużel rafinacyjny izoluje ciekły metal przed nadmiernymi stratami ciepła i chroni go przed bezpośrednim oddziaływaniem atmosfery gazowej.

Znane i stosowane w przemyśle hutniczym i odlewniczym materiały rafinacyjne występują głównie w postaci sypkiej.

Przykładowo z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku o numerze publikacji P-3 17165 znany jest środek rafinująco-modyfikujący dla miedzi, niklu, kobaltu, żelaza i ich stopów. Środek ujawniony w przedmiotowym opisie składa się z osnowy z 20-40% CaO, 0-10% BaO, 0-7% MgO, 20-40% Al₂O₃, 20-70% SiO₂ z dodatkiem 0-20% kriolitu i zawiera reduktor niemetalicznych zanieczyszczeń, składający się z 10-90% węglika wapniowego i/lub 10-90% węglika barowego i 10-60% węgla oraz 0-60% technicznego cyjanamidu wapniowo-barowego i dozowany w ilości 20-80% w stosunku do masy osnowy. Ponadto środek zawiera takie pierwiastki jak Mn, B, Al, Ti, Zr, Nb, Ce, La, Mg, Na w postaci związków węglotlenowych, w ilościach każdego pierwiastka 0-30% całkowitej masy środka. Środek rafinująco-modyfikujący według opisanego wynalazku pełni rolę dwufunkcyjną i przeznaczony jest głównie do miedzi, niklu i kobaltu. Składniki osnowy mają działanie rafinujące, natomiast dodatki w postaci węglika wapnia, węglika baru, węgla, cyjanamidu wapniowo-barowego wykazują działanie modyfikujące.

Ponadto z opisu W02006001 727 znane są kształtki wytworzone na bazie węglika krzemu i materiałów węglonośnych stosowane w procesach metalurgicznych do odtleniania i upłynniania metalu.

Dodatkowo z opisu RU 2401869 znane są kształtki zawierające Al₂O₃ o różnym uziarnieniu. Składniki są dobierane w zależności od procentowej zawartości Al2O3. Kształtki wykorzystywane są podczas rafinacji stali.

Wynalazek dotyczy żużla rafinacyjnego w postaci kształtek, który zawiera Al2O3, oraz obojętne wypełniacze. Istota wynalazku polega na tym, że zawiera wagowo od 20 do 50% CaO, od 10 do 60% Al2O3, od 2 do 7% MgO, od 2 do 5% Almet oraz od 3 do 15% lepiszcza, przy czym uziarnienie wszystkich składników kształtek wynosi poniżej 1 mm, zaś najmniejszy wymiar kształtek jest większy od 10 mm.

Korzystnym jest, gdy żużel zawiera wagowo od 23 do 30% CaO, od 15 do 39% Al2O3, od 4 do 5% MgO, od 2 do 2,5% Almet oraz od 3 do 10% lepiszcza.

Ponadto celowym jest, gdy wymiary kształtek zawierają się w przedziale od 10 mm do 70 mm.

Ponadto pożądanym jest, gdy kształtki mają postać kulek.

Kształtki według wynalazku są trwałe i proste do wytworzenia. Ponadto kształtki mają regularną strukturę, nie pękają podczas transportu i składowania, a także są wielofunkcyjne i z tego powodu bardziej uniwersalne w różnych warunkach stosowania. Szerokie zastosowanie kształtek według wynalazku obejmuje rafinację, odsiarczanie, ochronę wymurówki pieca lub kadzi, a dodatkowo także odtlenianie i upłynnianie. Żużel charakteryzuje się jednorodnym składem i właściwościami fizykochemicznymi. Ponadto zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że kształtki ulegają roztapianiu w czasie porównywalnym z materiałami sypkimi, ale w przeciwieństwie do nich nie powodują pylenia podczas stosowania. Żużel rafinacyjny w postaci kształtek według opracowanego składu po roztopieniu pokrywa szczelnie całą powierzchnię metalu. Żużel rafinacyjny może być stosowany zarówno w procesie ciągłego odlewania jako materiał rafinacyjny i odtleniający do kadzi pośredniej, jak również jako syntetyczny wysokozasadowy materiał rafinacyjny do kadzi odlewniczych. Dodatkową zaletą żużla rafinacyjnego jest fakt uwalniania się aluminium z kształtek w wyniku ich równomiernego roztapiania się, co pozwala na skuteczną rafinację wytapianego metalu, a tym samym zmniejszeniu ulega ilość dodawanego aluminium metalicznego w procesie wtórnego odtleniania. Zastosowanie żużla rafinacyjnego w postaci kształtek według wynalazku pozwala na uzyskanie wytapianych gatunków stali o wysokiej czystości, znaczne zmniejszenie pylenia do atmosfery, osiągnięcie wyższego uzysku stosowanego materiału oraz poprawę warunków BHP. Żużel w szczególności przeznaczony jest do żeliwa i staliwa; roztapia się w sposób stały i równomierny, a także usprawnia sposób dozowania.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.

PL 221 227 B1

W pierwszym przykładzie wykonania kształtki żużla rafinacyjnego otrzymano przez zmieszanie następujących składników: kredy technicznej, mączki magnezytowej, pyłu korundowego, pyłu magnezytowego, proszku aluminium, fluorytu hutniczego, lepiszcza w postaci dekstryny, wody, które poddano procesowi kompaktowania, podczas którego nastąpiła reakcja egzotermiczna. Po procesie kompaktowania kształtka zawiera wagowo: CaO-30%, Al₂O₃-15%, MgO-4%, Almet-2,3%, lepiszcze-10% oraz składniki obojętne, takie jak SiO2, CaF2, Fe2O3.

W kolejnym przykładzie wykonania kształtki żużla rafinacyjnego otrzymano przez zmieszanie następujących składników: wapna hydratyzowanego, pyłu korundowego, pyłu magnezytowego, zgarów aluminiowych, lepiszcza w postaci cementu, wody, które poddano procesowi kompaktowania, podczas którego nastąpiła reakcja egzotermiczna. Po procesie kompaktowania kształtka zawiera wagowo: CaO-23%, Al₂O₃-39%, MgO-4,5%, Almet-2%, lepiszcze-3%, oraz składniki obojętne takie jak SiO₂, Fe₂O₃.

W następnym przykładzie wykonania kształtki żużla rafinacyjnego otrzymano przez zmieszanie następujących składników: wapna hydratyzowanego, pyłu korundowego, pyłu magnezytowego, proszku aluminium, lepiszcza w postaci wapna palonego, które poddano procesowi kompaktowania. Po procesie kompaktowania kształtka zawiera wagowo: CaO-40%, Al₂O₃-50%, MgO-2%, Almet.-2%, lepiszcze-2% oraz składniki obojętne, przykładowo SiO2, Fe2O3.

Jako lepiszcze stosować można również przykładowo melasę buraczaną czy karboksymetylocelulozę.

W odniesieniu do wszystkich powyżej przedstawionych przykładów wykonania uziarnienie wszystkich składników kształtek wynosi poniżej 1 mm, zaś najmniejszy wymiar kształtek jest większy od 10 mm, korzystnie zawiera się w przedziale od 10 do 70 mm.

Analogicznie, w odniesieniu do wszystkich powyżej przedstawionych przykładów wykonania kształtki mogą mieć postać kulek albo innych brył foremnych lub nieforemnych, jak na przykład brył zbliżonych do prostopadłościanów z zaoblonymi wierzchołkami.

Claims (4)

1. Żużel rafinacyjny w postaci kształtek, zawierający Al2O3 oraz obojętne wypełniacze, znamienny tym, że zawiera wagowo od 20 do 50% CaO, od 10 do 60% Al2O3, od 2 do 7% MgO, od 2 do 5% Almet. oraz od 3 do 15% lepiszcza, przy czym uziarnienie wszystkich składników kształtek wynosi poniżej 1 mm, zaś najmniejszy wymiar kształtek wynosi 10 mm.

2. Żużel według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera wagowo od 23 do 30% CaO, od 15 do 39% Al2O3, od 4 do 5% MgO, od 2 do 2,5% Almet. oraz od 3 do 10% lepiszcza.

3. Żużel według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wymiary kształtek zawierają się w przedziale od 10 mm do 70 mm.

4. Żużel według zastrz. 1-3, znamienny tym, że kształtki mają postać kulek.