Теплоизолирующая смесь Советский патент 1978 года по МПК B22D27/06 

Изобретение относится к области металлургии черных металлов и может быть использовано для защиты металла в ковше от тепловых потерь. Для снижения тепловых потерь металлов в ковше в условиях длительной его разливки. используются разнообразные защитные смеси, присаживаемые на поверхность металла в ковше после выпуска плавки. Известна, например, двуслойная теплоизолирующая засыпка, состоящая из слоя щунгита и слоя щунгизита 1. При применении таких смесей уменьшаются потери тепла через зеркало металла в ковще, что обеспечивает сохранение необходимого по условиям разливки плавки перегрева металла в течение более длительного времени, предотвращает образование настылей и скрапин на днище и стенках ковща, увеличивает стойкость их футеровки. Кроме того, некоторые присаживаемые в ковщ смееи понижают активность щлака, попадающего в ковщ из сталеплавильного агрегата при выпуске плавки. Эффективной смесью для снижения тепловых потерь через зеркало л еталла в кристаллизующемся слитке оказалась смесь, содержащая 15-35% алюминия, 5-15% древесной муки или отсева древесных опилок, 5-15% аморфного графита, 1 -10% нитратов натрия, калия или бария, 20-40% огнеупорных материалов. 10-30% вспученного , 1-5/о фторидов металлов. Такая смесь является ближайщим прототипом смеси для уменьщенпя топливных потерь материала в ковше 2. Однако эта с.месь, эффективная при утеплении головной части слитков, при использовании ее для теплоизоляции жидкого металла в ковше, и.меет свои недостатки. Так, из-за значительно более высоких температур жи.чкого металла в ковше (1560-1600°С) по сравнению с температурами в кристаллизующемся слитке (1480-1520°С) и более длительного периода контакта смеси с жидким металлом в ковще (длительность разливки п.тавок особенно на МНЛЗ составляет 1,2-2,0 ч) эта смесь расплавляется на поверхности жидкого металла в ковше. В результате ее теплоизолирующие свойства резко падают. Расплавлению этой смеси на поверхности жидкого металла в ковще способствует и довольно высокая ее экзотермичность, связанная с наличием в составе смеси больщого количества (15-35%) алюминия, и химическое взаимодействие с попадающим в ковщ при выпуске стали основным шлаком. Целью изобретения является обеспечение стабильных условий разливки и теплоизолирующих свойств смеси при длительном ее контакте с жидким металлом, имеющим температуру, выще температуры ликвидус. Поставленная цель достигается тем, что К01мпоненты смеси взяты в следующем соотношении, вес.%: Алюминий8-14 Древесные продукты, например древесная мука или отсев древесных опилок1-4,5 Аморфный графит 16-22 Нитраты щелочных металлов 0,5-5 Высокоглиноземистые огнеупорные материалы 34-44 Вспученный перлит 24-34 Фториды, например плавиковый шпаг 0,5-2,5. Содержан 1е основного горючего компонента смеси алюминия понижено до 8-14% по сравнению с 15-35%.в известной смеси. Это связано с тем, что при использовании смеси для теплоизоляци-и жидкого металла в ковше высокая ее экзотермичность не требуется, более того, как. уже было отмечено, она способствует нежелательному расплавлению смеси. Однако определенное, относительно небольшое содержание алюминия в предлагаемой смеси (8-14%) необходимо, чтобы за счет выделяющегося при его сгорании тепла компенси.ровать охлаждающий эффект самой присаживаемой в ковш с.меси. Соответственно уменьшению содержания алюминия в смеси понижается с 5-15 до 1-4,5% и содержание другого горючего компонента - древесной муки или отсев-а древесных опилок (фракцией менее 0,63 мм), обеспечиваюших «зажигание смеси и сгорание содержащегося в ней алюминия в основном за счет кислорода воздуха. При пониженном содержании горючих компонентов в смеси необходимо иметь и несколько меньщее содержание твердых окислителей (нитратов натрия, калия или бария) - от 0,5 до 5% и катализаторов процесса горения (плавикового шпата или фторидов других металлов) - от ,0,5 до 2,5%. Для обеспечения более высоких теплоизолирующих свойств смеси в ее составе увеличивается до 24-34% содержание вспученного перлита, материала с низкой теплопроводностью. Однако простое увеличение содержания вспученного перлита не обеспечит улучщения теплоизолирующих свойств смеси. так как интервал температур плавления перлита (1120-1400°С) значительно ниже температуры жидкого металла в ковше и перлит (а затем и вся смесь) расплавляется. Чтобы предотвратить нежелательное расплавление перлита и всей смеси, в составе последней увеличивается содержание высокоглиноземистых огнеупорных порошков (технического глинозема, корунда или их отходов) до 34-44% и аморфного графита до 16-22%. Частицы аморфного графита распределяются по пористой поверхности зерен вспученного перлита и прилипают к ним. Этот слой частичек аморфного графита предохраняет частицы перлита от расплавления. Введение.м повышенного количества аморфного графита обеспечивается не только уже известный технический эффект - защита от оплавления повышенного количества вспученного перлита, но дополнительно достигается новое качество. Это связано с тем, что при выпуске плавки в ковш вместе с металлом неизбежно попадает некоторое количество основного шлака. Поэтому присаживае.мая в ковш после выпуска плавки смесь контактирует непосредственно не с металлом, а со шлаком. Химическое взаимо.1ействие основного шлака с кислыми материалами смеси, как было уже отмечено, способствует расплавлению смеси. Повышенное же содержание а.морфного графита в смеси обеспечивает большую изоляцию ее от шлака и исключает их химическое взаимодействие. Смесь приготавливается путем простого механического смешивания исходных компонентов. При этом необходимо обеспечить предварительное смешивание вспученного перлита с аморфным графитом. Фракционный состав исходных компонентов смеси должен быть следующим: вспученный перлит менее1,6 .мм (пред.почтительнее использовать фракцию 0,2-1,2 мм древесные продукты менее 0,63 мм, все остальные компоненты менее 1 мм. Расход смеси 0,8-2,0 кг/т стали. Вводится смесь в сталеразливочный ковщ сразу же после выпуска плавки. В таблице приведены некоторые составы смесей. Предлагаемая смесь является эффективным средством для снижения тепловых потерь металла в ковше во время разливки плавки, обеспечивает стабильную разливку всей плавки в течение длительного временя, ровыщает стойкость сталеразливочных ковшейи снижает затраты на их подготовку к плавке.

00-650 570-590

500-540 590-620

Нитрат

бария I

Отходы белого корунда

Вспученный пер24

лит

Плави ковый шпат0,5

Алюми550-590 590-620

10, ний,

Древесная мука ,2

Аморфный графит, 17

Н итрат натрия,2

Глинозем , 44

коло Смесь 0,09 0.205 0,280

0,410 15загораетсяпосле контакта с жидким металлом

0,098 0,225 0,300 0,42О

около

0,094 0,215 0,290 0,420

около 45.