Теплоизолирующая смесь для прибылей слитков и отливок Советский патент 1985 года по МПК B22D7/10 

со

О)

Изобретение относится к сталелитейному производству, а именно к составам смесей, применяемым для утепления прибылей стальных слитков и отливок.

Цель изобретения - увеличение выхода годного металла за счет повышения теплоизолирующих свойств, прочности и термостойкости смеси.

Используемая в предлагаемой теплоизолирующей смеси каменноугольная зола является огнеупорным наполнителем, близКИМ по химическому составу к щамотным огнеупорам и представляет собой тонкодисперсный порошок с удельной поверхностью 4000-4500 .

В качестве связующих компонентов в составе смеси применяют сульфитно-дрожжевую бражку и карбоксиметилцеллюлозу техническую. Карбоксиметилцеллюлоза, как поверхностно-активнное вещество способствует значительному снижению объемной массы смеси (гранул) вследствие ее вспенивания при взаимодействии с водой и образования газовых пузырьков диаметром менее 1 мм, что обеспечивает повышенные теплоизолирующие свайства гранул.

Углекислый натрии выполняет роль материала, способствующего спекаемости частиц каменноугольной золы при воздействии температуры заливаемого металла, что повышает прочность и термостойкость гранул в процессе выгорания содержащихся в смеси древесных опилок, органической части сульфитно-спиртовой бражки и каменноугольной золы.

При содержании каменноугольной золы в количестве меньшем 40 мас.% не обеспечивается необходимая прочность гранул при высоких температурах. Если количество золы в композиции превышает 55 мас./о, ухудшается комкуемость смеси, что приводит к образованию большого количества гранул с поперечным размером 5 мм и менее, тогда как оптимальный размер гранул 10 мм.

Смесь, содержащая древесные опилки в количестве меньшем 20 мас.%, склонна к окомковыванию с образованием больщих конгломераторов. При содержании древесных опилок больше 40 мас./о ухудшается процесс окомкования в результате снижения прочности сырой смеси.

При содержании сульфитно-дрожжевой бражки менее 4 мае./о не обеспечивается получение достаточной для образования гранул прочности смеси в сыром состоянии. Смесь с содержанием сульфитнодрожжевой бражки в количестве более 12 мас./о переходит в тестообразное состояние, что не позволяет получить из нее гранулы.

При содержаниях карбоксиметилцеллюлозы и углекислого натрия в количествах

менее 10 и 1 и более 15 и 3 мас./о соответственно снижается прочность гранул и их термостойкость.

В табл. 1 приведены составы испытанных известной, предлагаемой смесей, содержащих карбоксиметилцеллюлозу и углекислый натрий в количествах меньших и .больших по отношению к предлагаемым пределам.

Из смеси компонентов, после их предварительного тщательного перемещивания и увлажнения водой, при В/Т 1,2-1,8 и окатывания на тарельчатом грануляторе приготавливают гранулы размером 5-30 мм. Из известных смесей изготавливают прессованием также брикеты размером 50x50x10 мм. Гранулы и брикеты после приготовления высушивают при 100-120°С в течение, , а затем определяют их объемную насыпную массу, прочность и теплопроводность. Указанные характеристики ; определяют также после нанесения гранул и брикетов на зеркало жидкой стали и выгорания органических компонентов. Прочность гранул на сжатие определяют путем вытачивания на шлифовальном станке кубиков 2x2x2 см и испытания на прессе, а термостойкость - количестом циклов, выдерживаемых гранулами без рассыпания при нанесении на поверхность разливаемой стали и последующем их охлаждении.

Испытания известной и предлагаемой теплоизолирующих смесей производят на слитках массой 50 кг.

Плавку стали марки ст. 3 проводят в индукционной электропечи емкостью 60 кг. Разливку осуществляют в подогретые до 200°С изложницы. Полученные слитки после полного их охлаждения извлекают из изложницы и отделяют прибыльную часть слитка. Высота реза, считая от уровня жидкого металла, варьируется в зависимости от величины усадочной раковины и протяженности подусадочной рыхлости. Величину головной обреаи определяют по технологической инструкции.

В табл. 2 представлены результаты определения физико-механических и теплофизических свойств смесей, а также данные по головной обрези слитков, изготовленных с использованием указанных композиций.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что предлагаемая теплоизолирующая смесь характеризуется меньшими значениями объемной насыпной массы и коэффициента теплопроводности и большими значения ми прочности гранул и их термостойкости, что позволяет снизить величину головной обрези слитков в сравнении с использованием известной теплоизолирующей композиции.

Таким образом, увеличение выхода годного металла достигается за счет повыщения теплоизолирующих свойств предлагаемой смеси в сравнении с известной,благодаря увеличению прочности и термостойкости гранул, которые используются для засыпки зеркала металла, прибыли слитка или отливки.

Таблица 1

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИБЫЛЕЙ СЛИТКОВ И ОТЛИВОК, включающая каменноугольную золу, древесные опилки, связующее, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода годного металла за счет повышения теплоизолирующих свойств, прочности и термостойкости смеси, она в качестве связующего содержит сульфитно-дрожжевую бражку и дополнительно содержит карбоксиметилцеллюлозу и углекислый натрий при следующем соотнощении ингредиентов, мас.%: Каменноугольная зола40-55 Древесные опилки20-40 Сульфитно-дрожжевая бражка4-12 Углекислый натрий1-3 (Я Карбоксиметилцеллюлоза10-15

202

102

440

1520

5136

480

570 360 430

0,11- 0,14 0,082 0,093

55 40

55

48

30

20 12

39,5 20 4 12 8

0,5

10

16

12

Таблица 2

240

325

350

420 150 235 250 210

0,081

0,07

0,074 0,079 0,056 0,060 0,062 0,05 Примечание:

Продолжение табл. 2 Характеристики свойств известной смеси (смеси 1 и 2) в брикетах и гранулах имеют практически одинаковые значения.