Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка Советский патент 1977 года по МПК B22D7/00 B22D27/06 

(54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ СЛОТКА зема или корунда, всп)енного перлита дополнительно содержит необожженньш перлит при следующем соотношении ингредиентов, вес,%: Алюминий12,0-35,0 Древесная мука3,0 - 18,0 Нитраты натрия или калия, или бария1,0 - 15,0 Технический глинозем или корунд15,0 - 40,0 Вспученный перлит7,0 - 33,0 Введенный в состав смеси необожженный перлит способен при нагреве в условиях высоких температур (600° С и выше) увеличить свой объем. После засыпки смеси на зеркало металла в головной части слитка и загора шя смеси перлит вспучивается и тем самым компенсирует уменьшение объема и толщины огарка. Образующийся в этом случае огарок является сплошным .пористым, легким без разломов и трещин. Поверхность его ровная или слегка выпуклая, пн не отходит от стенок прибыльной надставки (вкладыша). Такой огарок обладает хо рошими теплоизоляционными свойствами, позволяет значительно уменьшить тепловые потери через зеркало металла, что oбecпe швaeт более длительную кристаллизацию стали в головной части слитка и меньшую протяженность усадочных дефектов в слитке. Такие свойства огарка особенно важны при от.чиво слитков больиюго развеса (7-9 т и более) кристаллизирующихся в течение значительного периода времени (до нескольких часов) . Соотиошение между количеством предварительно обожженного и необожженного пер1шта также как и еоотнощение остальных компонентов смеси определяется ее назначением (развесом сли1ка и связанным с этим количеством основного горючего материала смеси-алюминия. Так, при отливке слитков небольшого развеса (до 2-3 т), кристаллизирующихся в течение сравнительио короткого промежутка времени и имею щих относительно большие потери тепла в прибыльной части, чем у слитков крупного развеса, для обеспечения эффективной работы экзотермической смеси в ее состав необходимо вводить до 28-35 ъес.% алюминия (в виде порошка или измельченных до фракции 1 мм отходов алюминиевых сплавов стружки, фольги и т.д.). В состав такой смеси должны входить и необходимые для эффекти ного горения смеси в основном за счет кислорода атмосферы тонкоизмельченные древесные продукты- древесная мука (14-18 вес. %). Для зажигания такой смеси необходимо иметь 10-15 вес. % твердого окислителя - нитратов натрия или калия, или бария. В такой смеси будет содержание наполнителей относительно небольшое: 15-20 вес.% огнеупорных материапов (технического глинозема, магнезитового порошка и др.), 7-10 вес. % предварительно обожженного вспученного перлита и 5-15 вес.% необожженного перлита. Содержание плавикового шпата, в этом случае должно составлять 3-5 вес. %. При отливке же слитков крупного развеса (свыше 15 Tji, кристаллизируюш;ихся в течение нескольких часов, растянуть горение экзотермической смеси на такой большой промежуток времени невозможно. Поэтому здесь более важно получить хорошие теплоизоляционные свойства огарка, получающегося после сгорания смеси, что позволит снизить тепловые потери в прибьшьной части слитка и обеспечит в течение длительного времени питание образующейся усадочной раковины жидким металлом. В этом случае в составе смеси можно иметь значительно меньше (12-18 вес.%) самой дорогой составляющей - алюминия и, соответственно, меньше древесной муки (3-7 вес.%) и твердых окислителей (1-5вес. %). В то же время в составе такой смеси возрастает доля инертных компонентов- материалов, многократно увеличивающих свой объем при нагреве и являющихся хорошими теплоизоляторами, и огнеупорных материалов. При этом содержание в смеси предварительно обожженного (вспученного) перлита, может составлять 20-33 вес. %, а содержание таких же материалов, но в сыром, необожженном состоянии-18-30 вес.%. Содержание огнеупорных наполнителей также возрастает и может составлять 25-40 вес. %. Доля плавикового шпата в такой смеси уменьшается до 1-3 вес.%. Между такими крайними случаями, в зависи.мости от развеса слитка, выбираются промежуточные составы смесей. Пример 1. При отливке сортовых слитков весом 8-10 т. в уширяющиеся книзу изложницы с теплоизоляционными вкладышами используется экзотермическая смесь следующего состава, вес. %: Алюминий в виде порошка, измельченный в стружки или отходов алюминиевых сплавов23,0 Древесная мука10,0 Нитраты натрия или калия, или бария5,0 Технический глинозем32,0 Вспученный перлит15,0 Необожженный перлит (фракция 1 мм)12,0 Плавиковый шпат3,0 Расход смеси 1,2 - 1,5 кг/т стали. Пример 2. Приотливке слитков весом 2-3 т используется экзотермическая смесь следующего состава, вес %: .Алюминий35,0 Древе сная мука18,0 Нитраты натрия или бария15,0 Тех шческий глинозем или корунд15,0 Вспученный перлит7,0 Необожженный перлит5,0 Плавиковый шпат5,0 Расход смеси 1,4 - 1,5 кг/т стали.

Пример 3. При отливке слитков весом 20-22т спользуется экзотермическая смесь следующего става, вес. %:

Алюминий12,0

Древесная мука3,0

Штраты натрия или бария1,0

Технический глинозем или корунд20,0

Вспученный перлит33,0

Необожженный перлит30,0

Плавиковый шпат1,0

Расход смеси 1,0 - 1,2 кг/т стали. Пример 4. При отливке слитков весом 15-16т спользуется экзотермическая смесь следующего сосава, вес. %:

Алюминий18,0

Древесная мука8,0

Нитраты натрия или

бария3,0

Технический гл1шозем или

корунд40,0

Вспученньш перлит20,0

Перлит необожженный17,0

Плавиковый щпат2,0

Расход смеси 1,2-1,4 кг/т стали.

При разливке стали сверху экзотермическая смесь присаживается на зеркало металла в головную часть слитка сразу после его наполнения, а при разливке стали сифоном смесь на зеркало металла присаживается еще до окончания наполнения головной (прибьшьной) части.

Проведенные в лабораторных условиях на слитках весом 40-50 кг испытания показали, что смесь по изобретению сгорала быстро (за 2-3 мин после засьшки), после чего поверхность смеси быстро темнела: на поверхности огарка появляется необожженный перлит (налет) с отдельными красными точками. Поверхность огарка бьша ровной, без проседания и трещин; от стенок формы огарок не отходил. После охлаждения до комнатной температуры огарок представляет собой единый толстый слой рыхлого, пористого, в то же время относительно прочного материала, светло-серого цвета (в разрезе). Только самый нижний слой огарка, непосредственно контактирующий с металлом, толшдной 1 -2 мм, имеет вид оплавленной корочки.

Как показала порезка слитков, протяженность концентрированной усадочной раковины и подусадочной пористости и рыхлости при утеплении слитков экзотермической смесью по изобретению составила на первой плавке 36,4% и на второй 33% длины слитка.

Исходя из испытаний смесь по изобретению

эффективна с точки зрения тепловой работы для листовых слитков, имеющих соотнощение высоты к приведенному диаметру 2,3-2,1, позволяет уменьшить протяженность усадочных дефектов в слитке и увеличить, таким образом, выход годного из

слитка.

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, преимущественно листовых слитков, имеющих соотнощение высоты к приведенному диаметру 2,3-2,7, содержащая алюминий, древесную муку, нитрат натрия или калия, или бария, плавиковый щпат, вспученный перлит, технический глинозем или корунд, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплоизолирующих свойств смеси и образующегося при ее сгорании огарка, смесь дополнительно содержит необожженньш перлит при следующем соотношении ингредиентов, вес%:

Алюминий12,0-35,0

Древесная м ка3,0 - 18,0

Нитраты натрия или калия, или бария

1,0- 15,0

Технический глинозем

15,0-40,0 или корунд Вспученный перлит 7,0-33,0 Необожженный перлит 5,0-30,0 Плавиковый шпат 1,0-5,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии, № 1280768, класс B22d 27/06, 1972.

2. Авторское свидетельство, выданное по заявке № 2149683/02, 1975.