ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ Российский патент 2009 года по МПК B22D41/00 

Описание патента на изобретение RU2370340C1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утеплению поверхности жидкой стали в ковше во время транспортировки и разливки.

Известна теплоизолирующая смесь для разливки стали (авт. свид. СССР №582054, МПК В22D 27/00, B22D 7/10, опубл. в БИ №44, 1977 г.). Смесь содержит углеродсодержащее вещество, в качестве которого используются древесные опилки, а также перлит вспученный. Опилки - отход деревообработки, перлит - силикатная составляющая - вулканическое стекло. Его вспучивание происходит при нагревании за счет удаления из его состава химически связанной воды. Вспученный перлит является теплоизолирующим материалом и в смеси с опилками за счет их горения обеспечивают теплоизоляцию поверхности стали.

Однако эта теплоизолирующая смесь имеет следующий недостаток:

- после полного сгорания опилок, что происходит в течение нескольких минут, теплоизолирующие свойства смеси резко снижаются, оставшийся в смеси вспученный перлит благодаря контакту с расплавленной сталью расплавляется и теряет свои теплоизолирующие свойства.

По этой причине такая смесь не может быть использована для теплоизоляции поверхности жидкой стали в ковше при транспортировке и разливке, где необходимо поддерживать высокую температуру расплавленного металла в течение длительного времени.

Известна также теплоизолирующая смесь для теплоизоляции металла при разливке (авт. свид. СССР №833367, МПК B22D 7/10, опубл. в БИ №20, 1981 г.). Смесь также содержит углеродсодержащую добавку и вспученный перлит. В качестве углеродсодержащей добавки смесь содержит графит аморфный и термоантрацит, причем размер зерна термоантрацита составляет 0,2-0,4 части величины зерна вспученного перлита, что обеспечивает равномерное распределение в смеси термоантрацита.

Благодаря использованию в смеси в качестве углеродсодержащей добавки графита и термоантрацита их горение происходит медленнее по сравнению, например, с опилками, а выделяющиеся при горении газы предохраняют перлит от расплавления и поддерживают его во вспученном состоянии на протяжении всего периода горения.

Таким образом, теплоизолирующие свойства смеси поддерживаются в течение всего периода горения смеси. Причем продолжительность этого периода недостаточна для времени от наполнения ковша до его транспортировки и разливки.

Это является одним из недостатков теплоизолирующей смеси.

Другим недостатком смеси является дефицитность графита аморфного и термоантрацита.

Известна также теплоизолирующая смесь, являющаяся ближайшим аналогом заявляемого изобретения (патент РФ №2289493, МПК B22D 7/00, опубл. 20.12.2005, Бюл. №35). Смесь включает полевой шпат (амазонит), кокс молотый и алюминиевый порошок.

Однако и эта смесь имеет следующие недостатки:

- алюминиевый порошок значительно удорожает смесь и делает ее практически нерентабельной;

- в промышленном производстве при приготовлении смесей алюминиевый порошок требует особых условий хранения, транспортировки и использования ввиду его повышенной взрывоопасности.

Приведенная теплоизолирующая смесь после полного сгорания алюминиевого порошка, что происходит в течение нескольких минут, резко снижает свои теплоизолирующие свойства и не выполняет полностью роль теплоизоляции на период транспортировки и разливки стали.

По этой причине такая теплоизолирующая смесь недостаточно эффективна и при этом имеет высокую стоимость.

Технической задачей изобретения является снижение стоимости теплоизолирующей смеси при сохранении требуемых теплоизолирующих свойств на весь период транспортировки и разливки, улучшение условий труда и техники безопасности при изготовлении смеси и подачи ее в ковш.

Поставленная задача решается тем, что теплоизолирующая смесь включает углеродистую, силикатную и алюминиевую составляющие. В качестве алюминиевой составляющей она содержит отсевы алюминиевой стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полевой шпат (амазонит) 61-69 Кокс молотый 20-25 Отсевы алюминиевой стружки 10-15.

При этом отношение содержания отсевов алюминиевой стружки к коксу молотому составляет 0,40-0,75.

Размер частиц отсевов алюминиевой стружки, используемой в процессе приготовления теплоизолирующей смеси, составляет 3-1 мм, т.е. не превышает 3 мм и поэтому обеспечивает хорошую сыпучесть смеси при заполнении ею поверхности расплава в ковше.

Как показывает практика, при содержании в смеси отсевов алюминиевой стружки менее 10% ее разогрев за счет экзотермической реакции незначителен, при этом тепла от горения кокса в течение всего периода транспортировки и разливки также не достаточно для предотвращения охлаждения жидкого металла.

При содержании же в смеси отсевов алюминиевой стружки более 15% возможен перегрев смеси и снижение ее теплоизолирующей способности. Кроме того, при таких расходах алюминиевой стружки возможен интенсивный разгар огнеупорной футеровки сталеразливочного ковша в зоне контакта с теплоизолирующей смесью.

Поэтому оптимальным содержанием алюминиевой стружки является содержание 10-15%.

При протекании экзотермической реакции, помимо горючего этой реакции, каковым являются отсевы алюминиевой стружки, необходим и окислитель - оксиды железа. Окислителем при экзотермической реакции в ее начале является полевой шпат (амазонит), содержащий оксиды железа, и зола кокса, содержащая оксиды железа, а также неметаллические включения в стали, содержащие оксиды железа.

При отношении содержания отсевов алюминиевой стружки к коксу молотому менее 0,40, оксидов железа в золе кокса молотого не достаточно для протекания экзотермической реакции, что приводит к снижению теплоизолирующих свойств смеси.

При отношении содержания отсевов алюминиевой стружки к коксу молотому более 0,75 экзотермическая реакция протекает интенсивно в начальный период и замедляется к концу периода транспортировки и разливки, что приводит также к снижению теплоизолирующих свойств смеси.

Таким образом, оптимальным отношением содержания отсевов алюминиевой стружки к коксу молотому является 0,40-0,75.

Пример конкретного выполнения

В сталеплавильном цехе ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" провели опыты по использованию теплоизолирующих смесей в сталеразливочных ковшах номинальной емкостью 175 тонн при выплавке стали марок Ст3сп, S275JR и других марок. Всего было разлито 126 плавок - плавки №452132÷452258.

В опытах использовали теплоизолирующую смесь в соответствии с прототипом и заявляемую смесь.

В составе заявленной смеси использовали следующие материалы:

- полевой шпат (амазонит) Вишневогорского месторождения по ТУ 5726-96;

- кокс сухой молотый по СТП 101-68-98;

- отсевы алюминиевой стружки по ТУ 1781-001-78530992.

В опытах использовали следующие составы смесей:

№ состава Содержание компонентов, мас.% Отношение отсевов алюминиевой стружки к коксу молотому Полевой шпат (амазонит) Кокс молотый Отсевы алюминиевой стружки 1 61 25 14 0,56 2 65 20 15 0,75 3 69 21 10 0,48 4 65 22 13 0,59

Получены следующие результаты: перепад температуры металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) составил при использовании теплоизолирующей смеси по прототипу 12,3°С, заявляемой теплоизолирующей смеси (составы 1, 2, 3, 4) - 11,7°С, что ниже на 4,9%. Себестоимость 1 тонны заявляемой теплоизолирующей смеси снизилась на 15% по сравнению с прототипом. Полностью исключается взрывоопасность смеси по сравнению с прототипом.

Похожие патенты RU2370340C1

название год авторы номер документа
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ 2008
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Петров Леонид Викторович
  • Хоменко Нэля Рудольфовна
RU2387520C2
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ 2005
  • Тарасов Анатолий Федорович
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Сарычев Александр Валентинович
  • Осипов Владимир Алексеевич
  • Кунгурцев Владимир Николаевич
  • Бахчеев Николай Федорович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Казаков Сергей Иванович
RU2289493C1
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ 2008
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Петров Леонид Викторович
  • Тарасов Анатолий Федорович
  • Сарычев Александр Валентинович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Хоменко Нэля Рудольфовна
RU2377094C2
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ 2008
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Петров Леонид Викторович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Хоменко Нэля Рудольфовна
RU2384386C1
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ 2008
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Петров Леонид Викторович
  • Сарычев Александр Валентинович
  • Вдовин Константин Николаевич
  • Тарасов Анатолий Федорович
  • Точилкин Виктор Васильевич
RU2369463C1
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ 2008
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Петров Леонид Викторович
  • Сарычев Александр Валентинович
  • Вдовин Константин Николаевич
  • Хоменко Нэля Рудольфовна
  • Точилкин Виктор Васильевич
RU2366535C1
Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка при разливке сталей и сплавов 2022
  • Леушин Игорь Олегович
  • Грачев Александр Николаевич
  • Рябцев Анатолий Данилович
  • Гарченко Александр Александрович
  • Леушина Любовь Игоревна
RU2773977C1
Экзотермическая смесь для прибыльной части стального слитка 1983
  • Коновалов Рем Петрович
  • Шнееров Яков Аронович
  • Быков Геннадий Дмитриевич
  • Балдычев Владимир Альбертович
  • Алымов Александр Андреевич
  • Молчанов Олег Евгеньевич
  • Костенко Алексей Федорович
  • Черепанов Владимир Петрович
  • Уваров Виталий Григорьевич
  • Калинина Ирина Александровна
SU1119773A1
Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка 1975
  • Коновалов Рем Петрович
  • Шнееров Яков Аронович
  • Поляков Владимир Федорович
  • Негода Валентин Иванович
SU550236A1
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ СЛИТКА 1995
  • Левин Владимир Михайлович[Ru]
  • Касьян Вячеслав Иванович[Ru]
  • Кириллов Василий Сергеевич[Ru]
  • Соляников Борис Георгиевич[Ru]
  • Рычков Александр Анатольевич[Ru]
  • Дворянинов Виктор Александрович[Ua]
  • Филиппов Евгений Вадимович[Ru]
RU2084309C1

Реферат патента 2009 года ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к черной металлургии. Теплоизолирующая смесь содержит, мас.%; полевой шпат - амазонит 61-69, кокс молотый 20-25, отсевы алюминиевой стружки 10-15. Достигается снижение перепада температуры металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок, снижение себестоимости смеси. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 370 340 C1

Теплоизолирующая смесь, включающая полевой шпат-амазонит, кокс молотый и алюминиевую составляющую, отличающаяся тем, что в качестве алюминиевой составляющей она содержит отсевы алюминиевой стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полевой шпат-амазонит 61-69 Кокс молотый 20-25 Отсевы алюминиевой стружки 10-15

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2370340C1

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ 2005
  • Тарасов Анатолий Федорович
  • Курбацкий Михаил Никитович
  • Сарычев Александр Валентинович
  • Осипов Владимир Алексеевич
  • Кунгурцев Владимир Николаевич
  • Бахчеев Николай Федорович
  • Хоменко Александр Андреевич
  • Казаков Сергей Иванович
RU2289493C1
Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка 1983
  • Бринза Владимир Николаевич
  • Бабайцев Игорь Владимирович
  • Шилин Виктор Васильевич
  • Тапилин Иван Тимофеевич
  • Мустафин Наиль Вакирович
  • Гниненко Аркадий Степанович
  • Тюрин Евгений Илларионович
  • Кравченко Владимир Сергеевич
  • Чистяков Владислав Федорович
  • Ходаков Павел Ефимович
  • Партин Игорь Александрович
  • Черепок Геннадий Васильевич
SU1163978A1
Экзотермическая утепляющая смесь 1989
  • Климов Юрий Васильевич
  • Черкаев Евгений Николаевич
  • Крупман Леонид Исаакович
  • Анищенко Николай Федорович
  • Терещенко Владимир Павлович
  • Крикунов Борис Петрович
  • Легостаев Геннадий Семенович
  • Носач Сергей Николаевич
  • Олекса Роман Павлович
  • Грищенкова Светлана Моисеевна
  • Домарев Игорь Владимирович
SU1736675A1
Теплоизолирующая смесь 1976
  • Якименко Григорий Савич
  • Лащев Валентин Яковлевич
  • Игнатьев Вадим Петрович
  • Гагара Виктор Васильевич
SU582054A1
Смесь для теплоизоляции зеркалаМЕТАллА пРи РАзлиВКЕ СТАли 1979
  • Радько Юлия Федотовна
  • Рабинович Александр Гаврилович
  • Хмиров Владимир Иванович
  • Бут Виктор Павлович
SU833367A1

RU 2 370 340 C1

Авторы

Осипов Владимир Алексеевич

Валуев Алексей Георгиевич

Артюшин Владимир Александрович

Хоменко Александр Андреевич

Босякова Надежда Александровна

Степанова Элина Валентиновна

Сидоров Евгений Валерьевич

Николаев Олег Анатольевич

Синицких Роман Анатольевич

Даты

2009-10-20Публикация

2008-04-14Подача