Zasypki samosmarujące w procesie ciagłego odlewania stali

(1)

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄ SK IEJ 1991

S e r ia l HUTNICTWO a . 36 Nr k o l . 1063

S ta n is ła w PAWŁOWSKI S ta n is ła w SERKOWSKIi M ariusz W0YNAR8KI

ZASYPKI SAMOSMARUJĄCE W PROCESIE CIĄGŁEGO ODLEWANIA STALI

S t r e s z c z e n i e . P rz e d s ta w io n o r o l ę i o p ty m a ln e w ła s n o ś c i za sy p e k sa m o sto a ru ją c y c h , p rz e z n a c z o n y c h do z a s to s o w a n ia w p r o c e s i e c i ą g łe g o o d le w a n ia s t a l i . P rzep ro w ad zo n o o ce n ę p r z y d a t n o ś c i z a s y p e k , s t o s o wanych w p o ls k im h u t n i c t w i e na p r z y k ł a d z i e t r z y n a s t u z a sy p e k sam o- s m a ru ją c y c h . O trzym ano w ysoce n ie z a d o w a la ją c e w y n ik i. Celem poprawy t e j s y t u a c j i p r z e a n a liz o w a n o m o ż liw o ś c i w y k o rz y s ta n ia k rajo w y c h s u rowców odpadow ych do p r o d u k c j i z a sy p e k sa m o sm a ru ją c y c h .

Zaproponowano k r y t e r i a d o b o ru surowców i m etod b a d a n ia użytkow ych w ła s n o ś c i z a s y p e k .

1 .W prowadzenie

P roblem z a sy p e k sto s o w a n y c h w p r o c e s i e c i ą g łe g o o d le w a n ia s t a l i ja k dotąd n i e z n a l a z ł w p o ls k im h u t n i c t w i e opty m aln eg o r o z w ią z a n i a . Z a sy k i gam osm arujące s t w a r z a j ą s z e r e g problem ów fiz y k o c h e m ic z n y c h , k tó r y c h r o z w ią z a n ie u m o ż liw i i c h p e ł n e i s k u te c z n e o d d z ia ły w a n ie . Dobra ja k o śc io w o zasypka sam o sm aru jąca pow inna s p e ł n i a ć n a s t ę p u j ą c e f u n k c je

- z a p o b ie g a ć u t l e n i a n i u l u s t r a s t a l i ,

- o g r a n ic z a ć s t r a t y c i e p ł a z l u s t r a s t a l i i w e f e k c i e z a p o b ie g a ć p o w ie

r z c h n io w e j k r y s t a l i z a c j i k ą p i e l i ,

- przejm ow ać i ab so rb o w ać w t r ą c e n i a n ie m a ta lic z D e ,

- zap ew n iać sm arow anie k r y s t a l i z a t o r a w c e l u u ł a t w i e n i a p rze su w u odlew u, - u ła tw ia ć j e d n o l i t y p rz e p ły w c i e p ł a od k r y s t a l i z u j ą c e g o odlsw u do c h ł o

dzonego k r y s t a l i z a t o r a .

W t r a k c i e p r o c e s u n a s t ę p u j e u w a r s tw ie n ie z a s y p k i na p o w ie rz c h n i c i e kłego m e ta lu . B e z p o ś re d n io na l u s t r z e m e ta lu p o w s ta je w arstw a s t o p i o n e j za sy p k i, z a p e w n ia ją c e j z m n ie j s z e n ie t a r c i a pom iędzy k r y s t a l i z a t o r e m a odlewem. Nad n i ą z n a j d u j e s i ę w arstw a s p ie c z o n e g o m a t e r i a ł u z a s y p k i, w k tó r e j z a c z y n a z a c h o d z ić t o p i e n i e . W arstwa góijna , t o w arstw a n i e s t o p i o - nej i n i e s p i e c z o n e j z a s y p k i, z a p e w n ia ją c a i z o l a c j ę c i e p l n ą .

W p r a k t y c e , w z a l e ż n o ś c i od sp o so b u w y tw a r z a n ia , można w y ró ż n ić t r z y typy sp ro sz k o w a n y c h z a s y p e k t

- m ie sz a n in y n a b a z i e p o p io łó w lo tn y c h ,

- s y n te ty c z n e m ie s z a n in y tle n k ó w , k rzem ianów , g lin ia n ó w i flu o rk ó w , - m a te r ia ły u p r zed n io p r z e t o p io n e .

Głównymi s k ła d n ik a m i z a sy p e k s ą t SiO g, AlgO^, CaO, Na20 i Ca?2 . W w ię k s z o ś c i wypadków z a s y p k i z a w ie r a ją w ę g ie l w p o s t a c i g r a f i t u , w ęgla kamiennego lu b k o k s ik u , n a j k o r z y s t n ie j w i l o ś c i 4-6%, k tó ry zap ob iega zbyt

(2)

S . P aw ło w sk i

szybkiem u t o p n i e n i u , z a p e w n ia ją c w ła ś c iw e d z i a ł a n i e z a s y p k i [2] . Aby za

sypka m ogła praw idłow o s p e ł n i a ć sw o je f u n k c j e , m u si cechować s i ę odpow ie

d nim i w ła s n o ś c ia m i fiz y k o c h e m ic z n y m i.

odlegtbść, mm

R ys.1 S tru m ie ń c i e p ł a m iędzy o d le w a n ą s t a l ą a k r y s t a l i z a t o r e m w f u n k c j i o d l e g ł o ś c i od poziom u s t a l i d l a r ó ż n y c h l e p k o ś c i ż u ż l i sam o sm a ru jący c h

2 . O ptym alne w ła s n o ś c i z a sy p e k sa m o sm a ru jący c h

T e m p e ra tu ra t o p n i e n i a z a s y p k i pow inna być o k .5 0 °C n i ż s z a n i ż te m p e ra t u r a p o w ie rz c h n i wlewka w ychodzącego z k r y s t a l i z a t o r a * y ż e 3 to p liw e z a s y p k i d a j ą b a rd z o c ie n k ą w arstw ę s to p u s m a ru ją c e g o i mogą p ro w a d z ić do p r z e d o s ta w a n ia s i ę do m e ta l u , j e d y n i e n a d to p io n y c h c z ą s t e k , d a ją c wybrakowany m a t e r i a ł .

T e m p e ra tu ra p o w ie r z c h n i wlewka s ta lo w e g o , w ychodzącego z k r y B t a l i z a t o r a

■wynosi ś r e d n io 1150-1200°C , w ię c te m p e r a tu ra t o p n i e n i a z a s y p k i pow inna m ie ś c ić s i ę w tym z a k r e s i e .

W ła sn o śc i sm arne z a s y p k i, m o ż liw ie d o b ra wymiana c i e p ł a m iędzy wlew

kiem a k r y s t a l i z a t o r e m , a ta k ż e m n ie js z e z u ż y c ie wym agają odpo w ied n io n i s k i c h l e p k o ś c i z y s y p k i.

L epkość s t o p i o n e j z y s y p k i d e c y d u je o g r u b o ś c i w arstw y s m a r u j ą c e j , o d d z ie l a j ą c e j k rz e p n ą c y odlew od k r y s t a l i z a t o r a i w te n sp o só b wpływa na

(3)

Z a s y p k i samo s m a r u ją c e .. 141

wymianę c i e p ł a pomiędzy n im i w z a k r e s i e le p k o ś c i 0 , 3 - 2 , 5 p u a z a u z y s k u je s i ę p r a k ty c z n ie ta k ie same p rz e p ły w y c i e p ł a . P rz y w z r o ś c ie l e p k o ś c i do 6 , 4 p u a z a o b se rw u je s i ę j u ż p o g o r s z e n ie wymiany c i e p ł a [ j ] . Wpływ le p k o ś c i na p rz e p ły w cie p ła pom iędzy s t a l ą a k r y s t a l i z a t o r e m p r z e d s ta w io n o na r y s . 1.

le p k o ś ć wpływa także na s i ł ę t a r c i a pom iędzy odlewem a k r y s t a l i z a t o r e m i z te g o powodu powinna być m o ż liw ie n i s k a , le p k o ś ć z a sy p e k j e s t z a le ż n a od i c h s k ła d u chem icznego. Opracowane w o s t a t n i c h l a t a c h a n a l i t y c z n e m etody w y z n a c z a n ia le p k o ś c i na p o d s ta w ie z a l e ż n o ś c i e m p iry c z n y c h p o z w a la ją na ła tw ą o ce n ę le p k o ś c i ró ż n y c h m a te r ia łó w i wpływu p o s z c z e g ó ln y c h s k ł a d n i - ków [ 3 ] .

N ale ż y p r z y j ą ć , że optym alna le p k o ś ć z a sy p e k sam o sm a ru jący c h pow inna być w te m p e r a tu rz e 1300°C w z a k r e s i e 0 , 2 - 4 p u a z y . Z a ło ż e n ie t o z n a jd u je p e łn e p o tw ie r d z e n ie we w ła s n o śc ia c h z a s y p e k sto s o w a n y c h w OSA [ 1 , 3 ] .

Mimo d u ż e j ró ż n o ro d n o śc i sk ła d ó w z a s y p e k , le p k o ś ć te g o r z ę d u u z y s k u je s i ę p r z e z dużą zaw artość in te n s y w n ie d z i a ł a j ą c y c h to p n ik ó w , j a k CaP- i a l k a l i a (20- 30%) oraz t l e n k i m e t a l i dw uw artościow ych ( o k . 20%) |j l , 3 ] .

K o le j n ą , b a rd z o ważną w ła s n o ś c ią z a s y p e k j e s t z d o ln o ś ć p rze jm o w an ia w tr ą c e ń n ie m e ta lic z n y c h . G ę s to ś ć w ię k s z o ś c i w tr ą c e ń tle n k o w y c h j e s t równa

1 /2 - 1 /3 g ę s t o ś c i c i e k ł e j s t a l i . Powoduje t o , ż e t a k i e w t r ą c e n i a , o w i e l k o ś c i ponad 10 ¿um, z ł a t w o ś c i ą w yp ły w ają i s ą r o z p u s z c z a n e w w a rs tw ie s t o p i o n e j z a s y p k i. Jednak g ę s t o ś ć tle n k ó w m e t a l i ziem r z a d k i c h , t l e n o - s ia rc z k ó w i t p . j e s t z b liż o n a do g ę s t o ś c i c i e k ł e j s t a l i , co z n a c z n ie o g r a n i c z a m ożliw ość ic h w ypływ ania.

O becność stop io n eg o ż u ż la na p o w ie r z c h n i c i e k ł e j s t a l i p o tę g u je je d n a k w ypływ anie w tr ą c e ń w e f e k c i e m iędzyfazow ego n a p i ę c i a p o w ie rz c h n io w e g o . Zmianę e n e r g i i układu G, p r z y w ypły w an iu w tr ą c e n ia ze s t o p i o n e j s t a l i na g r a n i c ę m e ta l - ż u ż e l, można z a p is a ć *

AG m g wz - 6 mw - 6__mz

a u w z g lę d n ia ją c k ą t z w ilż a n ia m e t a l - w t r ą c e n i e 0 , ^ * AG = 6 „ ( c o s 0 v mw- 1)

g d z ie ś 6 - e n e r g ia pow ierzchniow a

in d e k s y - m, w , z - o z n a c z a j ą o d p o w ied n io - m e ta l , w t r ą c e n i e , ż u ż e l . W arunkiem niezbędnym s p o n ta n ic z n e g o w yp ły w an ia j e s t , aby A G < 0 , s t ą d d la w y p ływ ania w tr ą c e n ia do g r a n ic y m e t a l - ż u ż e l o trz y m u je s i ę z a le ż n o ś ć t

®mz> ~ ^mw

Warunek te n j e s t sp ełn io n y d la k ą ta m e ta l-w tr ą c e n ie 0 < ©mw< l8 ° ° » 3e_

dnak ze wzrostem kąta s i l n i e w zr a sta ła tw o ś ć w ypływ ania.

Zmianę e n e r g i i , tow arzysząca p o c h ło n ię c iu w tr ą c e n ia p r z e z w arstw ę ż u ż la , w y n o si

1

AG - 6 „ -

6m

+ 6 m

(4)

142 S. Pawłowski

Wynika s t ą d warunek sp o n ta n icz n e g o p o c h ła n ia n ia p r z e z ż u ż u li

z < ®ntw “ ®wz

A n a liza e n e r g ii p o w ie rz c h n io w y c h w u k ła d z ie c i e k ł a s t a l - g a z / ż u ż e l - w tr ą c e n ia t l e n k u g l i n u pozw ala n a z i l u s t r o w a n i e pow yższych z a l e ż n o ś c i . Dane, w edług K o z a k e v itc h a 4 , z a m ie sz c z o n o w t a b , 1 ( z n a c z e n i a indeksów , ja k u p r z e d n io , g - g a z ) .

T a b e la 1 B i e r g i a p o w ie rz c h n io w a w trą o e ń A1? 0 , w c i e k ł e j s t a l i

w k o n ta k c ie z gazem lu b żużlem £4 3

S t a l

n i s k o s t o p .Ż u że l

* /

®mw ©wz E n e rg ia J/m

6 mg s? ®mw AQmg 6mz ®wz AGmz

o d t l e n i o - na

1 140 20 1 ,6 4 0 , 9 2 ,1 5 - 2 ,8 9 1 ,1 5 0 ,4 3 -2 ,8 7

o d t l e n i o - na

2 140 0 1 ,6 4 0 ,9 2 ,1 5 - 2 ,8 9 1,21 0 - 3 ,3 6

u t l e n i o

na 1 80 20 1 ,1 0 ,9 0 ,7 1 - 0 ,9 1 0 ,9 6 0 ,4 3 - 1 ,2 3

*/ ż u ż e l n r 1 z a w ie r a równe i l o ś c i CaO, Al^O^, SiO^

ż u ż e l n r 2 , te n sam z d o d a tk ie m 20% CaFg

p

Dla o d t l e n i o n e j s t a l i zm iana e n e r g i i AGmg * - 2 , 8 9 J/m , n a to m ia s t w obe

c n o ś c i ż u ż la n r 2 w ynosi AG__ = - 3 ,3 6 J/m 2 .Ul Z

O znacza t o , że o b e c n o ść w arstw y ż u ż la z n a c z n ie u ł a t w i a u su w a n ie w trą c e ń z c i e k ł e j s t a l i . D la s t a l i u t l e n i o n e j , z a w i e r a j ą c e j o k . 0,07% t l e n u ,

AGmg « - 0 ,9 1 J/m O j e a t z n a c z n ie w ię k s z a n i ż d la s t a l i o d t l e n i o n e j . O znacza t o , że u t l e n i a n i e s t a l i w c z a s i e o d le w a n ia z n a c z n ie p o g a rs z a m o ż liw o śc i w ypływ ania z a n ie c z y s z c z e ń . O becność ż u ż la na s t a l i u t l e n i o n e j z w ię k sz a s z a n s e w y p ły n ię c ia z a n ie c z y s z c z e ń , gdyż AGmz « - 1 .2 3 J/m to je d n a k może n ie n a s t ą p i ć c a łk o w ite w y p ły n ię c ie w tr ą c e ń , p o n iew aż n ie j e s t s p e łn io n y w arunek £>_„< 6m„ -Ul Z/ UlW W u

W a n a lo g ic z n y sp o sć b można p r z e a n a liz o w a ć o b ec n o ść in n y c h p o w ierz ch n io w o - czynnych e u b s t a n c j i , ro z p u s z c z o n y c h w c i e k ł e j s t a l i , n p . s i a r k i .

P easu m u ją c , można s t w i e r d z i ć , że sk u te cz n em u usu w an iu z a n ie c z y s z c z e ń s p r z y j a :

- m o ż liw ie duży k ą t z w il ż a n ia m e t a l - w t r ą c e n i a , - o d t l e n i e n i e s t a l i ,

- m o ż liw ie m ały k ą t z w il ż a n ia w t r ą c e n i e - ż u ż e l .

S to so w a n ie za sy p e k o n i s k i e j z a w a r to ś c i A lgO j i SiOg p o zw ala na o b n i

ż e n ie k ą t a z w il ż a n ia w t r ą c e n i e - i u ż e l .B a r d z o d o b re e f e k t y u z y s k u je s i ę p r z e z s to s o w a n io d o d a k tu CaFg, s i l n i e o b n iż a ją c e g o n a p ię c ie powierzchniowa

(5)

Zasypki sa m o sm a ru ją c« ... 143

ż u ż l a . P o d o b n ie , je d n a k znacznie s i l n i e j o d d z i a ł u j e d o d a te k CaCg.

O b n iż e n ie z a w a r to ś c i tlenków ż e la z a w ż u ż lu , do maksimum 456 s k u te c z n ie z a p o b ie g a u t l e n i a n i u m e ta lu ¡ 3 ,3 ] .

W ła s n o ś c ią d e c y d u ją c ą o utw o rzen iu o d p o w ie d n ic h w arstw s t o p i o n e j z a s y p k i na l u s t r z e m e ta lu o r a z o w ie lk o ś c i z u ż y c ia .z a s y p k i j e s t j e j s z y b k o ś ć t o p n i e n i a .

L i d s f a l t i H a s s ę le tro m £5] w yznaczyli k r y ty c z n ą sz y b k o ść to p n ie n ia Q0 d l a o p ty m a ln y c h warunków smarowanias

qc . u 3 / 2 ( - 7 / 2 9 Peg ) 1/2

g d z i e i U - p rę d k o ś ć w yciągania ż y ły s t a l i , Tj - le p k o ś ć ż u ż l i ,

Opa g - g r a d i e n t c i ś n ie n ia m e ta lu .

Wynika s t ą d , że p r ę d k o ś ć to p n ie n ia z a s y p k i ma wpływ na w y d ajn o ść p ro c e s u i z a le ż y od l e p k o ś c i . Zbyt duża p rę d k o ś ć t o p n i e n i a z a k łó c a w ła śc iw e o d d z ia ły w a n ie z a s y p k i i zwiększa j e j z u ż y c i e , z b y t m a ła n a to m ia s t p o g a r

s z a w ła s n o ś c i m arne. W p ra k ty c e , do r e g u l a c j i s z y b k o ś c i to p n ie n ia } Zasypek sa m o sm a ru jący c h s t o s u j e s i ę dodatek 4 -6 % w ę g la w p o s t a c i g r a f i t u lu b s a d z y , a w p rzy p a d k u odlew ania s t a l i sto p o w y c h k ilk u p ro c e n to w y d o d a te k HH £1] ^.

R easum ując pow yższy przegląd), d o b r e j j a k o ś c i za sy p k a samo sm a ru ją c a pow inna c h a ra k te ry z o w a ć s i ę n a s tę p u ją c y m i w ła s n o ś c ia m i!

- -te m p e r a tu r a t o p n i e n i a n i e powinna p r z e k r a c z a ć 1200°C, a n a j k o r z y s t n i e j pow inna w y n o sić 1000 - 1100°C ,

- m o ż liw ie n i s k ą z a w a r to ś c ią SiOg+AlgO^ (n a jw y ż e j 5 5 -6 0 %),

- s k ła d chem iczny p o w in ie n za p ew n ia ćllap k o ść w te m p e r a tu r z e 1300°C n i e p r z e k r a c z a j ą c ą 10 puazćw ( 1 "Pa s ) ,

- z a w a r to ś ć tle n k ó w ż e la z a nie w yższa n i ż 4 %t

- e w e n tu a ln ie wprowadzony dodatek CaFg, w i l o ś c i 15-20 % i CaCg, w i l o ś c i o k . 1 %.

3 . Ocena z a sy p e k samoam aru.iacych. sto s o w a n y c h w p o lsk im h u tn ic tw ie

B ardzo efektyw nym sposobem b a d a n ia za sy p e k j e s t u ż y c ie u n ik a ln e g o , u r z ą d z e n i a do po m iaru s i ł y t a r c i a i p rz e w o d z e n ia c i e p ł a w w aru n k ach symu

l u j ą c y c h p r a c ę z a s y p k i. U rządzenie t o p r z e d s ta w io n o s c h e m a ty c z n ie na r y s . 2 .

P ró b k a z a s y p k i u m ie sz czo n a j e s t w stalow ym t y g l u , ogrzewanym in d u k c y jn ie Po s t o p i e n i u z a s y p k i, zanurzone j e s t w n i e j o b r a c a ją c e s i ę , m ie d z ia n e , c h ło d z o n e wodą w rzecio n o ). S iła t a r c i a , c h a r a k t e r y z u j ą c a w ła s n o ś c i sm arne z a s y p k i , określana j e s t p rz e z p o m ia r momentu s k r ę c a ją c e g o stalowy tygiel, w ywołanego o b ra c a ją c y m s i ę , ze s t a ł ą p r ę d k o ś c i ą , w rzecionem , Brzepływ c i e p ł a o k r e ś la s i ę z r ó ż n ic y tem peratur wody c h ło d z ą c e j w r z e c io n o .

(6)

144 S . Pawłowski

B a d an ia p ro w a d z i s i ę w te m p e r a tu r a c h 1000-1400°C , a w y n ik i e k s t r a p o l u j e do te m p e r a tu ry p r a c y z a s y p k i.

Pom iar le p k o ś c i za sy p e k w te m p e r a tu rz e p r a c y J e s t n ie z w y k le u tru d n io n y , d la te g o n a jd o g o d n ie js z e s ą m etody a n a l i t y c z n e , p o z w a la ją c e w y lic z y ć le p k o ś ć na p o d s ta w ie s k ła d u chem icznego z a s y p k i.

S zybkość t o p n i e n i a zasypek można d o g o d n ie o c e n i ć , s t o s u j ą c p r o s t e u r z ą d z e n i e , p r z e d - 1 sta w io n e sc h e m a ty c z n ie na

r y s . 3.

2 Ocenę a n a liz o w a n y c h z a s y p ek sa m o sm a ru jący c h , sto so w a n ych w krajow ym h u t n i c t w i e

^ z e s ta w io n o w t a b . 2 . Ponieważ f u n k c je sa m o sm a ru jące zasypek w o d le w a n iu do w lew nic s ą p r a k t y c z n i e t a k i e sam e, ja k w c ią g ły m o d le w a n iu s t a l i , w a n a l i z i e w ła s n o ś c i k rajo w y c h

^ z a sy p e k u w zg lę d n io n o ró w n ie ż i t e , sto so w e n e w syfonowym o d le w a n iu s t a l i .

5 Himo b o gactw a gatunków , s to s o wane o b e c n ie z a s y p k i n i e s p e ł n i a j ą podstaw ow ych warunków ja k o ś c io w y c h . J e d y n ie , o p ra c o wana p r z e z IMŻ w G liw ic a c h z a sy p k a " S y n te x 23" odpow iada w sze lk im wymogom, co w p e ł n i R ys. 2 Schemat u r z ą d z e n ia do b a d a n ia w ła s n o - z n a jd u je p o tw ie r d z e n ie w p r a - ś c i s m a ru ją c y c h za sy p e k (1 - c h ło d z o n e wo-

dą w rz e c io n o m ie d z ia n e , 2 - s ta lo w y t y g i e l , k t y ° e * Ha r y s» 4 p rz e d s ta w io n o 3 - sto p n io w a z a s y p k a , 4 - te rm o e le m e n t, w y n ik i b a d a n ia z a s y p k i

5 - uchwyt do p om iaru momentu s k r ę c a ją c e g o ) „S y n te i 2 3 z # wzroateffi tem_

p e r a t u r y r o ś n i e s tr u m ie ń c i e p ł a , p rz e p ły w a ją c e g o pom iędzy p ły n n ą z a sy p k ą a sym ulującym k r y s t a l i z a - t o r , w rzecio n em , p o p rz e z w arstw ę z a k r z e p ł e j z a s y p k i. N isk a le p k o ś ć powodu

j e b a rd z o m ałe o p o ry r u c h u o b ro to w eg o w rz e c io n a .

P o z o s ta łe z a s y p k i to g łó w n ie przypadkow e z e sta w y r ó ż n y c h m a te r ia łó w od

padow ych. N ieskorygow any s k ła d chem iczny i z b y t duża z a w a rto ś ć w ęg la powo

d u je , że m ają z b y t wysoką te m p e r a tu r ę t o p n i e n i a i le p k o ś ć o r a z z ł ą sz y b k o ść t o p n i e n i a . S zczegółow a a n a l i z a z a sy p e k z o s t a ł a p r z e d s ta w io n a w e k s p e r t y z i e 106/^88 SITPH [3] .

(7)

Zasypki sam osm arująca.. 145

4 . K rajow a surow ce do produkc.1l z a sy p e k sa m o sm aru jący ch

Za względów ekonom icznych celowe J e s t s to s o w a n ie t a n i c h m a te r ia łó w odpadow ych do p r o d u k c ji zasypek. A n a liz a k ra jo w y c h surowców - p o p io łó w

lo tn y c h , pyłów z w ro tn y c h p rz y w y p a la n iu g l i n , mułów p r z y - w ęglow ych, ż u ż l i p a l e n is k o wych i w ielk o p ie c o w y c h o ra z

s k a ł n a t u r a l n y c h - pozw ala n a s t w i e r d z e n i e , że do p ro d u k c j i sa m o sm aru jący ch zasy p ek mogą być z a sto so w a n e |t y l k o p o p io ły l o t n e z e l e k tr o w n i

"K onin" i "Adamów" o ra z ż u ż le w ie lk o p ie c o w e , n a j k o r z y s t n i e j z Huty im . L e n in a . P o z o s ta łe p o p io ły l o t n e , ż u ż le pom le- d zio w e ,]p alen isk o w e i s k a ły n a t u r a l n e ( t u f y , t r a c h i t , f o n o l i t , s k a l e ń i b a z a l t ) , z e w zględu na n ie o d p o w ie d n i s k ła d c h e m ic zn y , n i e n a d a ją s i ę do p r o d u k c ji z a sy p e k . Zbyt duże s t r a t y p r a ż e n ia d y s k w a l i f i k u j ą ta k ż e p y ły z e l e k t r o f i l t r ó w i muły przyw ęglowe. M ik ro s f e r y z p o p io łó w lo tn y c h ze w zg lę d u na wysoką te m p e r a tu rę to p n i e n i a i le p k o ś ć n i e n a d a ją s i ę do p ro d u k c j i za sy p e k sam o sm aru jący ch , je d n a k i i c h d o b re w ła s n o ś c i te r m o iz o la c y j n e mogą być w y k o rz y sta n e w zasypkach i z o l a c y j n y c h . S zczegółow a a n a l i z a s u r o wców do p r o d u k c ji za sy p e k z o s ta ła p r z e d s ta w io n a w e k s p e r t y z i e 106/88

SITPH [ 3 ] .

G e n e ra ln y b r a k surowców bogatych w t ł e n k i m e t a l i a l k a l i c z n y c h , k t ó r e można by sto s o w a ć do k o r e k c j i s k ła d u , w y k lu cza w y k o rz y s ta n ie w ie lu m a te r ia łó w do p r o d u k c j i zasypek sa m o sm a ru jący c h .

Z a sto so w a n ie p o p io łó w lo tn y c h z e le k tr o w n i "K onin" i "Adamów" o r a z ż u ż l i w ie lk o p ie c o w y c h wymaga n ie w i e lk i e j k o r e k c j i s k ła d u , k tó r e g o można dokonać p ó łp r o d u k ta m i, t a k im i ja k bezwodna so d a lu b surow cam i b ogatym i w CaO.

W p rz y p a d k u p o p io łó w z e le k tro w n i "K onin" 10%

so d y o b n iż y te m p e r a t u r ę to p n ie n ia z 1300°C do

d o d a tk u to p n ik ó w n a le p k o ś ć ty c h p o p io łó w p r z e d s ta w io n o na r y s . 5 . W prowadzenie

e fe k tó w .

A n a lo g ic z n ie n a le ż y przeprow adzić k o re k c ję sk ła d u chem icznego popiołów z e le k tr o w n i "Adamów*.

R y8.3 Schemat u r z ą d z e n ia do badania sz y b k o ś c i t o p n i e n i a za sy p e k (1 - zasypka, 2 -w k ła - dka g r a f i t o w a , 3 - o s ło n a ce ram ic zn a , 4 - c e - wka in d u k c y jn a , 5 -te rm o e le m e n t, 6 -p o je m n ik

na s to p i o n ą zasypkę )

d o d a te k N a-0 » p o s t a c i c k . 1100-1200 C. Wpływ

CaFg zam iast sody p o z w o liło b y n a u z y sk a n ie j e s z c z e le p sz y c h

(8)

146 S. Pawłowski

T ab e la 2 Ocena z a sy p e k sam o sm aru jący ch sto so w a n y c h w krajowym

h u t n i c t w i e

l p . Zasypka H uta

S t r a t a p r a ż.SS 1100°C

Temp.

p o c z .

to p n .° C

k o n ie c

Temp.

e = 2 o °

Uwagi

1 HL-2

K atow ice im . L enina

2 ,7 - - - n i e t o p i s i ę do te m p era

t u r y 1400 C

2 wlewnicowa

Je d n o ść 2 6 ,4 1200 1300 1400 z ł e w ła s n o ś c i sm arne

i sz y b k o ść to p n i e n i a 3 S yntax 23

J e d n o ś ć 1 1 .3 990 1100 1300 b a rd z o d o b re w ła s n o ś c i 4 p y ł

dymnicowy Łabędy

3 8 ,3 - - - za duże s t r a t y

p o r a ż e n ia

5 PM-3

Z a w ie rc ie 2 0 ,3 1300 1350 1400 z ł e w ła s n o ś c i sm arne

i sz y b k o ść t o p n i e n i a

6 PMS-15

Z a w ie rc ie 2 0 ,5 1180 1220 1360

s i l n e w y d z ie la n ie gazów do 1400°C

7 AGH

1 Maja 4 3 ,0 - - - za duże s t r a t y

p r a ż e n i a

8 ZKWK

1 Maja 7 4 ,1 - - za duże s t r a t y

p r a ż e n i a

9 PM-C-12

Howotko 2 5 ,8 1230 1300 1400 z ł e w ła s n o ś c i sm arne

i s z y b k o ść to p n i e n i a 10 S y n ta k o ta

Howotko 9 ,7 1160 1290 1320 d o b ra z w il ż a ln o ś ć

s t a l i

11 MW-1 13,6 1230 1380 1400 z ł a z w il ż a ln o ś ć s t a l i

i s z y b k o ś ć to p n i e n i a 12 IM P o l. S l . 1 1 ,4 1200 1380 1420 z ł a z w il ż a ln o ś ć s t a l i

i sz y b k o ść t o p n i e n i a 13 o d le w n ic z a

ZEW R a c ib ó rz

8 4 ,2 - - - za duże s t r a t y

p r a ż e n ia

(9)

Z a s y p k i s a m o s m a r u ją o e ,,. 147

R y s. 4

R y s . 5 Lepkość popiołów z elektrowni "Konin" dla ró ż n y c h dodatków topników a ) b ez dodatków

temperatura, °C

S

_CL

OJ

O

2 0--- 1--- 1--- L_— --- 1---—

1100 1200 1300 1400 1500 temperatura, °C

Wykres zm ian momentu o k r ę c a ją c e g o i s tr u m ie n ia c i e p ł a w f u n k c j i tem

p e r a tu ry d l a z a s y p k i "S y n ta x 23"

(10)

,148 S . Paw łów8k i

in

o 'O '(/)

& 1 0

1

0.1

1300 1400 1500 1600

temperatura, °C

R y s .6 L epkość ż u ż l i w ie lk o p ie c o w y c h w f u n k c j i te m p e r a tu ry a ) ż u ż e l z Huty F l o r i a n

b ) ż u ż e l z Huty B obrek c ) ż u ż e l z Huty im . L en in a

Z a sto so w a n ie p o p io łó w lo tn y c h do p r o d u k c j i z a sy p e k sa m o sm a ru jący c h ma te ż t ę z a l e t ę , że i c h d ro b n e u z i a r n i e n i e za p ew n ia d o b re w ła s n o ś c i te r m o iz o la c y jn e .

Granulowane ż u ż l e w ie l k o p ie c o w e r ó w n i e ż mogą być s to s o w a n e do p ro d u k c j i z a s y p e k , j e d n a k ze w z g lę d u n a z a w a r t o ś ć s i a r k i w skazany j e s t do

d a t e k Ca?2 , cele m poprawy z d o l n o ś c i p r z e jm o w a n ia w t r ą c e ń n i e m e t a l i c z n y c h . J a k w ynika z wykresów l e p k o ś c i , p r z e d s t a w i o n y c h na r y s . 6 , n a j b a r d z i e j I n t e r e s u j ą c e s ą ż u ż l e z Huty im. I ^ n i n a ,

5* Podsumowanie

Z powyższego p r z e g l ą d u w y n ik a , że p ro b lem sa m o sm a ru jący c h z a sy p e k j e s t , w krajowym h u t n i c t w i e , n a d a l o t w a r t y .

W iększość sto s o w a n y c h z a s y p e k n i e s p e ł n i a podstaw ow ych warunków j a k o ś c i o wych. J e d y n i e , opracowana p r z e z IMŻ w G l i w i c a c h , z a sy p k a " S y n te r 2 3 “ , produkowana p r z e z PDMO-Tychy, z a k ł a d w Z a b rz u , odpow iada światowym wymogom.

Krajowa b a z a surowcowa do p r o d u k c j i sa m o sm a ru jący c h z a sy p e k j e s t b a r dzo iuboga i i c h p r o d u k c ję można p o d ją ć j e d y n i e na b a z i e p o p io łó w z e le k tr o w n i “H onin" i "Adamów" o ra z ż u ż l i w ie lk o p ie c o w y c h z H uty im . L en i

n a , po n i e w i e l k i e j m o d y f ik a c ji i c h o k ła d u ch em ic zn e g o .

(11)

Z a s y p k i sam osinaru.lace. 149

LITERATURA

Turkdogan E .T .s P h y s ic o c h e m ic a l p r o p e r t i e s o f m o lte n s l a g s and g la sses» 1983, Londyn, The M e tal S oc,

[2[j S ato R. j P ro c . N a t. Open H e a rth and B a s ic Oxygen C o n fe r, 1979.

£ 3 ] Pawłowski S. i i n n i s Z a sy p k i do o d le w a n ia s t a l i , e k s p e r t . 1106/88 Zesp. R zeczo zn . SITPH, 1988.

[ 4 3 K ozakevitchP. O le t te M. s P ro d u c tio n and a p p l i c a t i o n o f c le a n s te e l*

1972, Londyn, The Iro n and S t e e l I n s t .

["5I L id e fe lt H. H a s s e ls tro m P. s P ro c . 4 th I n t e r n a t . Iro n and S te e l Congr.

1982.

SELF-LUBICRATING CASTING POWDERS IN THE PROGERS OP STEEL CONTINNONS CASTING Summary

Im portance an d o p tim a l p r o p e r t i e s o f s e l f - l u b i e r a t i n g c a s tin g -p o w d e r f o r th e process o f c o n tin u o n s s t e e l c a s t i n g h a v e b e e n p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r . C a stin g -p o w d er a p p l i e d i n th e P o l i s h s t e e l i n d u s t r y h a s b e e n e v a l u a t e d (1 3 ty p e s o f c a s tin g -p o w d e r s h av e b e e n t e s t e d ) . I n o r d e r t o im prove the e x i s t i n g s i t u a t i o n , w a s te m a t e r i a l s u t i l i z a t i o n h a s b e e n a n a ly s e d as f o r a s s e l f - l u b i c r a t i n g c a s tin g - p o w d e r p r o d u c t i o n i s con

c e r n e d .

C r i t e r i a for s e l e c t i n g w a ste m a t e r i a l s and e x p e r im e n t a l m ethods f o r c a s t i n g t e s t i n g th e c a s tin g - p o w d e r p r o p e r t i e s hav e b e e n s u g g e s te d .

ĆAM0CMA3HUE 3ACM1KM B nPOUECE HEHPEFblBHOrO JIMTMH CTAJIH

P e 3 K > M e

B n a f i o r e o ó c y j c / i e H O p o i i b u OTnrMMajiHbie CB'oftcTBa caMoci-ia3Hbix 3 a c w n o K ,

u p e / i H a 3 H a M e H b i x /iji a T rpouecca H enpepw B H oro jimtms cT ajin . I l p o B H e / x e H o

o u e H K y r p a / i H i i H O H H b i x can o c « a3 H b ix 3acbinoK, b M M C j r i e T p u H a / i u a N b ,

M c n o j T b 3 y ń e n b ł x b tto jilu k o h M e T a J i J i y p r H H . I T o j i y M e H O o n e H b H e n o B O J i b H b i i i e

pe3yjibTaTbi. C i x e j i H yjiyMmeHMSi 3 T o r o TrojioaceHMa T i p o a H a j i M 3 0 B a H o Ó03M03KH0CTH HCTTOJTb 30BaHMSI yTH JibllbipbeÓ /XJI5I TTpOH3BO/ICTBa caMOCMa3HblX 3aCbnrOK. Ilpe/IJl03«DeH0 KTTMTepMM OIieHKH Bb*6opa CbipbeB H MeTO/lOB HCCJie/IOBaHH5I yTTOTpeÓJIHTeJlHbDC CBOftCTB 3aCbnFOK.