ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ Российский патент 2008 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано преимущественно для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья сортовых и слябовых заготовок.

Известна смесь для защиты металла в промежуточном ковше при непрерывной разливке, содержащая 2-10% углеродсодержащего материала, 10-20% фторсодержащего материала, 10-25% материала на основе окислов кремния и цемент - остальное (патент РФ RU, №2174893, В22D 11/111). Недостатками указанной смеси являются содержание в смеси фторсодержащего материала, что приводит к износу футеровки промежуточного ковша, недостаточная теплоизоляция поверхности металла в промежуточном ковше по причине недостаточного содержания углеродсодержащего материала в смеси.

Ближайшим аналогом заявляемой смеси является смесь для защиты поверхности металла, содержащая 60-90% графита, 5-20% плавикового шпата и 5-20% цемента (а.с. СССР, №534292, В22D 7/00). Недостатками указанной смеси является высокое содержание графита, которое может приводить к повышению содержания углерода в готовой стали, что не всегда желательно. Кроме того, из-за высокого содержания в смеси фторсодержащего материала (плавикового шпата) уменьшается стойкость футеровки промежуточного ковша и снижается теплоизолирующая способность.

Задача, решаемая изобретением, - подбор оптимального состава теплоизолирующей смеси, который улучшает теплоизоляцию металла, снижает износ футеровки промежуточного ковша.

Поставленная задача решается тем, что шлакообразующая смесь, включающая углеродсодержащий материал и цемент, дополнительно содержит материал на основе окислов кремния, и ингредиенты смеси взяты в следующем соотношении, мас.%:

углеродсодержащий материал 21-30

материал на основе окислов кремния 20-50

цемент - остальное

В качестве материала на основе окислов кремния может быть использован полевой шпат по ТУ 5726-036-00193861-96.

В качестве углеродсодержащего материала может применяться графит аморфный по ГОСТ 5420-74, ОСТ 6-08-7-79, коксовая пыль (мелочь) - пыль установки сухого тушения кокса (пыль УСТК) по ТУ 14-7-115-89.

Цемент применяется в виде шлакопортландцемента марки 300 по ГОСТ 10178-865.

Углеродсодержащий материал регулирует скорость проплавления смеси и в процессе сгорания обеспечивает выделение тепла, что приводит к повышению теплоизоляции расплава и защите металла от вторичного окисления.

Содержание углеродсодержащего материала в пределах 21-30% способствует равномерному проплавлению смеси и, как следствие, препятствует загущению шлака и образованию твердой шлаковой корки, улучшает теплоизоляцию металла и увеличивает стойкость футеровки.

При использовании смеси с содержанием углеродсодержащего материала более 30% наблюдается науглероживание металла, а также повышается расход смеси, что может привести к увеличению износа футеровки промежуточного ковша в районе шлакового пояса.

При использовании смеси с содержанием углеродсодержащего материала менее 21% наблюдаются ухудшение условий теплоизоляции поверхности металла в промежуточном ковше и образование твердой шлаковой корки.

При содержании в смеси материала на основе окислов кремния менее 20% основность смеси повышается, это приводит к образованию вязкого шлака и далее - к загущению шлака и ухудшению теплоизоляции.

При содержании в смеси материала на основе окислов кремния более 50% шлаковый расплав такой смеси начинает интенсивно разъедать футеровку промежуточного ковша, что ведет к снижению продолжительности кампании промежуточного ковша МНЛЗ.

Содержание цемента в пределах 20-60% приводит к образованию шлакового расплава, который обеспечивает необходимую теплоизоляцию и минимальный износ футеровки промежуточного ковша.

При содержании цемента менее 20% основность шлакового расплава снижается и отмечается интенсивный износ футеровки промежуточного ковша.

При содержании цемента более 70% основность смеси повышается, что приводит к загущению шлака и ухудшению теплоизоляции.

Предлагаемую смесь изготавливали в отделении шлакообразующих смесей ООО «Шлаксервис» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Теплоизолирующую смесь изготавливали следующим образом. Подготовленные шихтовые материалы из бункеров-накопителей загружали в мельницу «мокрого» помола, где происходило измельчение материалов с одновременным смешиванием. Первыми в мельницу «мокрого» помола (ММП) загружали взвешенные пылевидные материалы: полевой шпат, графит амофный и цемент марки 300. Через 1-2 часа совместного помола отбирали пробу для определения тонины помола материалов (т.е. содержание фракции более 0,063 мм в процентах).

При величине тонины помола 5-15% в мельницу добавляли остальные материалы - сульфитно-спиртовую барду, а также раствор клея КМЦ в количестве 1,3 м³. Затем готовую суспензию сливали в приемную мешалку, в которой она постоянно перемешивалась для предотвращения выпадения осадка и расслоения. Далее суспензия перекачивалась в расходную мешалку для последующего распыления и получения гранул в сушильном агрегате. Сушку суспензии проводили при температуре 190-350°С.

Компонентный состав и экономическая эффективность заявляемой смеси представлены в таблице.

№ смесиСодержание компонентов, %Технический результатуглеродсодержащий материалматериал на основе окислов кремнияцемент1212059Достаточная теплоизоляция, низкий износ футеровки2254035Достаточная теплоизоляция, низкий износ футеровки3305020Достаточная теплоизоляция, низкий износ футеровки4152560Недостаточная теплоизоляция, повышенный износ футеровки5355510Недостаточная теплоизоляция, высокий износ футеровки

Готовую смесь расфасовывали в бумажные мешки массой по 10-15 кг. Полученную смесь использовали в промежуточном ковше сортовой машины непрерывного литья заготовок при разливке стали марки 3пс. Работу смеси в промежуточном ковше и ее расход оценивали визуально.

При использовании смесей №1-3 было отлито 50 плавок стали марки 3пс на один промежуточный ковш. Замечаний по работе смеси и шлака в промковше не отмечено. Средний расход смеси составил 0,23 кг/т отлитой стали. Перепад температуры металла в промежуточном ковше в начале и в конце плавок не превышал 8°С.

Изобретение может быть использовано для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывного литья сортовых и слябовых заготовок. Шлакообразующая смесь содержит 21-30 мас.% углеродсодержащего материала, 20-50 мас.% материала на основе окислов кремния, остальное - цемент. Использование предложенной смеси позволяет улучшить теплоизоляцию металла и снизить износ футеровки промежуточного ковша. 1 табл.

Шлакообразующая смесь, включающая углеродсодержащий материал и цемент, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит материал на основе окислов кремния при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

углеродсодержащий материал21-30материал на основе окислов кремния20-50цементостальное