ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ Российский патент 2010 года по МПК B22D1/00 B22D7/00 

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, Бюл. №35). Смесь включает полевой шпат (амазонит), кокс молотый и алюминиевый порошок.

Однако недостатком указанной смеси является то, что в период транспортировки и разливки металла в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) перепад температуры составляет 12°С и более. Чтобы обеспечить теплоизолирующие свойства смеси, перепад температуры должен быть минимальным.

Технической задачей изобретения является снижение перепада температуры при транспортировке и разливке металла в машинах непрерывного литья заготовок.

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

Полевой шпат (амазонит) 65-70 Кокс молотый 20-25 Алюминиевый порошок 4-5 Отсевы алюминиевой стружки 5-6

При этом отношение содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки составляет 0,67-1,00.

Приготовление теплоизолирующей смеси с добавкой отсевов алюминиевой стружки не отличается от приготовления обычной теплоизолирующей смеси.

Размер частиц отсевов алюминиевой стружки 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.

Назначение отсевов алюминиевой стружки в составе теплоизолирующей смеси такое же, как и алюминиевого порошка - эти компоненты являются горючим экзотермической реакции.

Содержание алюминиевого порошка в смеси составляет 4-5%. Содержание отсевов алюминиевой стружки в смеси составляет 5-6%. Их суммарное содержание в смеси 9-11% обеспечивает интенсивное протекание экзотермической реакции и поддержание температуры металла в ковше при транспортировке и разливке в требуемых пределах.

Отношение содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки в смеси принято равным 0,67-1,00. Алюминиевый порошок является более мелкой составляющей смеси по сравнению с отсевами алюминиевой стружки.

При отношении содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки менее 0,67 не обеспечивается взаимное равномерное распределение частиц в смеси, поэтому не происходит интенсивное согревание смеси за счет экзотермической реакции.

При отношении содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки более 1,00 экзотермическая реакция в начальный период происходит медленно и интенсифицируется лишь в конечный период транспортировки и разливки металла, что приводит к повышению перепада температуры металла при транспортировке и разливке.

При отношении алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки 0,67-1,00 происходит равномерный разогрев смеси, что приводит к незначительной разности температуры металла при транспортировке и разливке.

Этому способствует наличие в смеси полевого шпата (амазонита), который, помимо обеспечения необходимой вязкости расплава смеси, является добавкой флегматизирующей (замедляющей) и регулирующей прохождение экзотермической реакции.

Таким образом, оптимальным отношением алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки является 0,67-1,00.

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 09Г2С, 1 сп. Провели 22 плавки - плавки №452031÷452053.

В опытах использовали теплоизолирующую смесь в соответствии с прототипом и заявленную 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

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

В опытах использовали следующие составы смесей:

№ состава Содержание компонентов, мас.% Отношение алюминиевого порошка к отсевам алюминиевой стружки   Полевой шпат (амазонит) Кокс молотый Алюминиевый порошок Отсевы алюминиевой стружки 1 65 25 5 5 1,00 2 68 22 4 6 0,67 3 66 23 5 6 0,83 4 70 21 4 5 0,80

Получены следующие результаты: перепад температуры металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) составил при использовании теплоизолирующей смеси по прототипу 12,8°С, заявляемой теплоизолирующей смеси (составы 1, 2, 3, 4) - 11,7°С, что ниже на 8,6%.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утеплению поверхности жидкой стали и чугуна в ковше во время транспортировки и разливки. Теплоизолирующая смесь содержит, мас.%: полевой шпат - амазонит 65-70, кокс молотый 20-25, алюминиевый порошок 4-5 и отсевы алюминиевой стружки 5-6. Отношение содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки в теплоизолирующей смеси составляет 0,67-1,00. При использовании смеси обеспечивается снижение перепада температуры металла во время транспортировки и разливки его на машинах непрерывного литья. 1 табл.

Теплоизолирующая смесь, включающая полевой шпат - амазонит, кокс молотый и алюминиевый порошок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отсевы алюминиевой стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полевой шпат - амазонит 65-70 Кокс молотый 20-25 Алюминиевый порошок 4-5 Отсевы алюминиевой стружки 5-6