Гранулированная смесь для утепления головной части слитка Советский патент 1992 года по МПК B22D7/10 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве слитков.

Цель изобретения - повышение выхода годного металла.

Гранулированная смесь содержит теплоизоляционный материал - асбест молотый, углеродсодержащий материал - пыль с установок сухого тушения кокса (пыль УСТК) и связующее - водный раствор лигносульфонатов (ЛСТ) в следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Пыль УСТК5-30

Водный раствор ЛСТ 5-15 Асбест молотыйОстальное

При формировании гранул, состоящих из смеси компонентов, частицы пыли УСТК заполняют поры в волокнах асбеста, как бы армируя его, и эта механическая смесь скрепляется связующим. В этом случае асбест в гранулах сохраняет свои теплоизоляционные свойства значительно большее время по сравнению с молотым асбестом.

Благодаря тому что смесь заключена в гранулы, не происходит расслоение ее компонентов, а введение в состав коксовой пыли обеспечивает получение дополнительного тепла для компенсации теплопотерь от зеркала металла.

Благодаря своему качественному составу предлагаемая гранулированная смесь обладает меньшим удельным весом и теплопроводностью. Кроме того, она выделяет тепловую энергию непосредственно в процессе утепления поверхности затвердевающего металла за счет горения углеродной пыли.

Предлагаемая смесь выполняет свои функции следующим образом.

После засыпки гранул на поверхность жидкого металла происходит равномерное распределение их по зеркалу металла. Слой гранул, лежащий на металле, прогревается, углеродная добавка начинает гореть и выделять дополнительное тепло. Следующий слой за это время прогревается, а верхние

2

00

о ч

(

слои гранул смеси изолируют поток тепла от поверхности металла.

Таким образом, предлагаемая смесь в гранулах работает в течение всего времени затвердевания металла слитка и тем са- мым обеспечивает повышение качества за счет формирования плотной верхней части слитка. Смесь засыпается на зеркало металла в таком количестве, чтобы обеспечить минимальные потери тепла. Из практиче- ского опыта расход молотого асбеста составляет 3 кг/т, смесь в гранулированнрм виде используется с расходом до 2 кг/т, что обеспечивает высоту засыпки 80 - 120 мм, т.е. от 8 до 10 слоев гранул.

Поскольку разрушение гранул происходит в нижних слоях, закрытых сверху целыми гранулами, то исключается выдувание мелких частиц асбеста и за счет этого, кроме высокой теплоизоляции, достигается улучшение санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне.

В смесь вводили пыль УСТК от 4 до 35% и асбест молотый 65-96%. Материалы перемешивали в смесителе закрытого типа в течение 10-15 мин.

После перемешивания смесь загружали в гранулятор и с помощью брызгала подавали водный раствор лигносульфоната в количестве 4 - 16% сверх 100% компонентов смеси. В грануляторе увлажненная масса окатывалась в гранулы размером 5-15 мм, Сырые гранулы сушили при 100 - 200°С до остаточной влажности не более 2-3%.

С целью определения скорости горения смеси, утепляющей способности и плотности продуктов после сгорания углерода, были проведены испытания при 800 - 900°С и 1000 - 1100°С. Гранулы с содержанием пыли УСТК от 5 до 35% выдерживались на воздухе при указанных температурах в течение 4 ч. Форма гранул после испытаний сохранялась у всех составов, но гранулы с содержанием пыли УСТК 5 и 10% имели малую прочность и разрушались при сбра- сывании с высоты 0,5 м на цементный пол. Гранулы с большим содержанием пыли УСТК имели достаточную прочность и при сбрасывании оставались целыми или раскалывались на несколько крупных кусков.

Горение смеси представляет собой тление, которое начинается с разогрева поверхности до 500 - 600°С. Горение происходит первоначально в нижних слоях засыпанных гранул при дефиците кислорода.

Результаты испытаний известной и предлагаемой смеси представлены в таблице. При содержании пыли УСТК менее 5% и утеплителе выделение тепла за счет сгорания углерода становится недостаточным для компенсации тепловых потерь. Содержание пыли УСТК более 30% неэффективно поскольку это приводит к увеличению теплопроводности смеси. Кроме того, повышенное содержание углеродного компонента может привести к науглероживанию жидкого металла в прибыльной части слитка.

Для получения гранул из смеси компонентов в качестве связующего использовали водный раствор лигносульфоната. При добавлении его менее 5% затруднено получение гранул и они имеют низкую прочность. Добавление лигносульфонатов более 15% затрудняет получение гранул из-за переувлажнения массы. Кроме того, переувлажненные гранулы получаются крупного размера и при сушке они растрескиваются. Пример. Приготовили смесь, содержащую 22% пыли УСТК, 78% асбеста молотого и 10% сверх 100% водного раствора лигносульфонатов и изготовили опытную партию гранул, которую испытали для утепления слитков массой 8,7 т. Гранулы после их засыпки на жидкий металл, залитый в изложницу, хорошо распределялись по поверхности. При расходе 1,4 кг/т высота слоя составляла 90-110 мм. Проводилась проверка температуры верхнего слоя гранул. После 5, 10 и 12 мин температура верхнего слоя не превышала 60 - 80°С. После 20 мин верхние гранулы разогревались и начинали выделять тепло от горения коксовой пыли. Гранулы сохраняли свою форму практически до конца процесса затвердевания металла.

За счет эффективного утепления была уменьшена глубина залегания усадочной раковины, что позволило уменьшить обрезь верхней части слитков на 1 - 2%. Формула изобретения Гранулированная смесь для утепления головной части слитка, включающая теплоизоляционный и углеродсодержащий материалы и связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода годного металла, смесь в качестве теплоизоляционного материала содержит молотый асбест, в качестве углеродсодержащего материала - пыль с установок сухого тушения кокса, а в качестве связующего - водный раствор лигносульфонатов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Пыль с установок сухого тушения кокса 5-30 Водный раствор лигносульфонатов5-15Молотый асбестОстальное

Использование: изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве слитков. Сущность изобретения состоит в том. что для утепления головной части слитка при разливке стали в изложницу используют гранулированную смесь, содержащую, мас.%: пыль с установок сухого тушения, кокса 5 - 30, водный раствор лигносульфонатов 5-15, асбест молотый остяпьное. Благодаря незначительной плотности смеси (0,27 - 0,31 г/см), способности выделять тепло при засыпке на зеркало металла, повышенной прочности гранул при 800 - 1000°С обеспечивается эффективное утепление прибыльной части слитка. В результате головная обрезь не превышает 12 - 13%. 1 табл.