ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ Российский патент 2009 года по МПК B22D7/00 B22D11/111 

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

Известна теплоизолирующая смесь для разливки стали (Авт. свид. СССР №582054, МПК B22D 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 или чугуна в ковше при транспортировке и разливке, где необходимо поддерживать высокую температуру расплавленного металла в течение длительного времени.

Известна также теплоизолирующая смесь для разливки стали, являющаяся ближайшим аналогом заявляемого изобретения (патент РФ №2289493, МПК B22D 7/00, опубл. 20.12.2005 в Бюл. №35). Смесь включает углеродистую составляющую - молотый кокс, силикатную составляющую и алюминиевый порошок.

Однако недостатком указанной смеси является то, что продолжительность горения смеси неравномерная - интенсивная в начальный период и замедленная к концу периода выдерживания расплавленного металла в ковше, что снижает теплоизолирующие свойства смеси. Это позволяет достигать перепада температуры расплавленного металла при разливке в машинах непрерывного литья заготовок в пределах 12-13°С. При более высоких перепадах температуры расплавленного металла производство отдельных марок легированных сталей затруднено.

Технической задачей изобретения является повышение теплоизолирующих свойств смеси и, следовательно, снижение перепада температуры расплавленного металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок.

Поставленная задача решается тем, что теплоизолирующая смесь, включающая полевой шпат (амазонит), кокс молотый и алюминиевый порошок, дополнительно содержит рисовую лузгу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полевой шпат (амазонит) 65-70 Кокс молотый 15-18 Алюминиевый порошок 9-11 Рисовая лузга 5-8

Приготовление теплоизолирующей смеси с добавкой рисовой лузги не отличается от приготовления обычной теплоизолирующей смеси.

Рисовая лузга (иногда ее называют рисовой шелухой) является отходом при переработке риса.

Размер частиц рисовой лузги в процессе приготовления теплоизолирующей смеси, как правило, не превышает 3 мм, что соответствует наибольшему размеру фракций других компонентов смеси и поэтому обеспечивает хорошую сыпучесть смеси при заполнении ею поверхности расплава в ковше.

Характерной особенностью рисовой лузги является химический состав ее золы, которая содержит, мас.%: SiO₂ 90,7-92,4; (CaO+MgO) 3,3-4,2; Al₂O₃ 3,3-3,6; (FeO+Fe₂O₃) 1,0-1,5.

Высокое содержание SiO₂ в золе обеспечивает ее практически не изменяющуюся вязкость при снижении температуры во время разливки и транспортировки. В результате этого теплоизолирующие свойства, смеси практически не изменяются и не приводят к снижению перепада температуры расплавленного металла при транспортировке и разливке в машине непрерывного литья заготовок более чем на 11-12°С.

Как показывает практика, при расходе рисовой лузги менее 5% не обеспечивается формирование расплава в зоне контакта теплоизолирующей смеси с расплавленным металлом необходимой вязкости и не обеспечивается требуемая теплоизолирующая способность смеси.

При расходе же рисовой лузги более 8% наблюдается интенсивное горение теплоизолирующей смеси в начальный период, что также снижает ее теплоизолирующую способность.

Таким образом, оптимальными пределами расхода рисовой лузги в смеси является расход 5-8%.

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 марки Ст 3сп. Провели 23 плавки - плавки №570380÷570408.

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;

- алюминиевый порошок вторичный пассированный марки АПВ-П по ТУ 1790-99;

- рисовую лузгу ПАМ-73.

В опытах использовали следующие составы смесей (таблица).

Таблица № состава Содержание компонентов, мас.% Полевой шпат Кокс молотый Алюминиевый порошок Рисовая лузга 1 65 18 10 7 2 67 17 11 5 3 70 15 9 6

Получены следующие результаты: перепад температуры при разливке в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) составил при использовании теплоизолирующей смеси по прототипу 13°С, заявляемой теплоизолирующей смеси (составы 1, 2, 3) - 11,5°С, что ниже на 13%.

Изобретение относится к области литейного производства. Смесь содержит в мас.%: полевой шпат-амазонит 65-70, кокс молотый 15-18, алюминиевый порошок 9-11, рисовая лузга 5-8. Достигается повышение теплоизолирующих свойств смеси и снижение перепада температуры расплавленного металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок. 1 табл.

Теплоизолирующая смесь, включающая полевой шпат-амазонит, кокс молотый и алюминиевый порошок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит рисовую лузгу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полевой шпат-амазонит 65-70 кокс молотый 15-18 алюминиевый порошок 9-11 рисовая лузга 5-8