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

ленпю смеси и образующегося огарка и улучшает их теплоизолирующие свойства. Появление пор способствует проникновепию кислорода атмосферы внутрь смеси и участию его и реакции окисления не только торфа, но и алюминия. Это нозволяет ограничиться в составе смеси м1И1имальным содержанием твердого окислителя-нитратов натрия, калия или бария (ие более 15 вес. %), необходимым для .ча/кигаиия смеси, и увеличить удельное количество выделяющегося тепла. Существенным преимуи1ество.м предлагаемой смеси является также то, что образующийся при сгорании огарслс является твердым пористым легковесным материалом с низкой теплопроводностью. Такие высокие теплоизоляционные свойства смеси и образующегося огарка обееиечивают мииимал1Л1ые тепловые потери через зеркало металла в головной части слитка, что особенно важно для слнтков большого развеса (15- 22 т), крнсталлизующихся в течение нескольких часов.

Содержание торфа в смеси в количестве 51-75 вее. % определяется развесом слитка и разиовидностью торфа. Так для утеиления слитков развесом 7-9 т можно применять с.месь, содержащую 52-57% торфа, а для утепления более крупных слитков - смесь с 65-75% торфа. При использовании низкозольного торфа (до 6% золы) его содержание в смеси может быть уменьшено до нижнего предела, а ири повышенной зольности торфа (более 6%) его содержание в смеси может быть увеличено до верхнего предела.

Содержание другого основного горючего компонента смеси - алюминия - оиределяетея также развесом слитка и содержанием торфа в смеси. С увеличением развеса слитка и содержания торфа количество алюминия в смеси поиижается и, наоборот, при относительно небольшом развесе слитков и содержании торфа на нижнем пределе содержание алюминия в смеси может составлять 20-25 вес. %.

Содержание остальных комионеитов смеси определяется содерЛсанием основных горючих компонентов - торфа и алюминия - и находится в указанных пределах. При этом количество твердого окислителя (нитрата Na, К или Ва) и катализатора (связующего) пропорционально расходу алюминия, а количество огнеупорного наполнителя (технический глинозем, или магнезитовый, или шамотный порощок и др.) обратно пропорционально расходу торфа, т. е., например, с увеличением количества торфа в смеси количество огнеупорного материала уменьшается, так как зола торфа также является огнеупорным материалом.

Составы предлагаемой экзотермической смеси приведены в примерах.

Пример 1. При отливке листовых слитков весом 16-28 т с прибыльными надставками используется экзотермическая смесь следующего состава, вес. %: торф - 75, алюминий

в виде порошка - 10, нитрат натрия - 1, огнеупорный порошок - 23, криолит - 1.

Пример 2. При отливке листовых слитков весом 12-14 т в уширяющиеся киизу изложницы с теплоизоляционными вкладышами используется экзотермическая смесь следующего состава, вес. %: торф - 52, алюминий в виде порошка - 18, нитрат натрия - 15, огнеупорный порошок - 13, криолит - 2. Расход смесей 1,2-1,5 кг/т стали.

При разливке стали сверху экзотермическая смесь ирисаживается на зеркало металла в головную часть слитка сразу после его наполнения головной (прибыльной) части стали. Предлагаемая экзотермическая смесь приготавливается путем механического смешивапия ее исходных компоиептов, степень пзмельчения которых должна быть, в основном, меньше 1 мм. Измельченный торф для приготовления смеси должен использоваться в воздушно-сухом состоянии, поэтому при необходимости должна быть обеспечена его предварительная сушка.

Оптимальный состав предлагаемой экзотермической смеси содержит, вес. %: торф - 55, алюминиевый порошок - 20, технический глинозем - 3.

Физико-механические свойства оптимального состава следующие: Теплотворная способность

смеси, ккал/кг820-840

Температура восиламепения

смеси, °С390-420

Коэффициент теплопроводности огарка, ккал/м-час°С

при температуре, °С

200,078

5000,192

8000,236

10000,365

Как показывают лабораторные испытания, при нроведении двух опытных плавок стали марки 30 с отливкой на каждой из них двух слитков весом по 45-50 кг (головная часть одного из которых утеплялась указанным оптимальным составом экзотермической смеси по прототипу) огарки смесей легкие, рыхлые, неспекшиеся, пепельно-серого цвета; протяженность концентрированной усадочной раковины и подусадочной пористости и рыхлости на первой плавке-33,2%, на второй - 32,4%, а при утеплении смесью по прототипу соответственно - 37,7% и 36,4%.

Из данных об испытании сравниваемых экзотермических смесей следует, что соотношение ингредиентов в предлагаемой смеси обеспечивает большую эффективность с точки зрения тепловой работы, позволяет уменьшить протяженность усадочных дефектов в слитке и увеличить таким образом выход годного из него.

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, преимущественно листо5вых слитков массой 15-22 т, включающая алюминий, торф, нитраты натрия или калия, йли бария, огнеупорный наполнитель, плавиковый шнат, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения протяженности усадочных дефектов в головной части слитка, указанные ингредиенты имеют следующее соотношение, вес % Торф 51,0-75,0 6 Алюминий 10,0-25,0 Нитраты натрия или калия, или бария 1,0-15,0 Плавиковый шпат 1,0-5,0 Огнеупорный наполнитель 13,0-25,0 Источники информации, принятые во вниние при экспертизе: 1. Патент Англии N« 885595, кл. F 23Р, 1961.