Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка Советский патент 1981 года по МПК B22D7/10 

(54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ СЛИТКА

1

Изобретение относится к металлур- гии черных металлов, в частности к : составап экзотермических смесей для обогрева головной части стальных слитков.

Экзотермические смеси широко применяКГся для обогрева головной части слитков спокойной стали. Вьаделяемое при горении смесей дополнительное количество тепла способствует снижению протяженности усадочных дефектов в слитках и уменьшению головной обрези,

В состав таких смесей входят горючие компоненты, твердый окислитель, наполнитель.

Известна экзотермическая смесь, содержащая горючий компонент в виде силикокальция, окислитель в виде селитры и прокатной окалины и криолит .

Однако эффективность указанной смеси при отливе листовых слитков, особенно большого веса,низка. Вследствие большой удельной поверхности зеркала металла и более длительной кристаллизации листовых слитков по сравнению с сортовыми увеличивается интенсивность отвода тепла через зеркало металла. В этих условиях криолит, снижая температуру воспламенения смеси, способствует, ее быстрому сгоранию и обнажению зеркала металла.

Известна также экзотермическая смесь, вводимая на зеркало металла, которая содержит, вес.%: силикокальций 35-50, окислитель (железная окалина) 40-65 и молотый шамот остальное (до 100 вес.%) 21 .

10

Однако данная смесь не обеспечивает эффективного обогрева головной части слитков с большой поверхностью зеркала металла, например листовых слитков.

15

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является экзотермическая смесь для утёпле1 ия головной части слитка, содержащая, вес %: фер20росиликокальций 55-70; окислитель (железная окалина) 25-38 и молотый шамот остальное 33 .

Однако эта смесь не обеспечивает значительного повышения выхода год25ного- металла в связи с недостаточной эффективностью тепловой работы. Кроме того, смеси с окалиной могут образовать в макроструктуре обогреваемых слитков белые пятна. Эти дефекты 30 представляют собой обезуглероженный

металл, обедненными примесями, кристаллизующийся раньше, чем жидкий металл обычного состава. Вследствие большой плотности кристаллы оседают в дон(ую часть слитка. На темплетах этот металл обладает пониженной травимостью.

Цель изобретения - улучшение качества металла слитка и повышение выхода годного металла.

Поставленная цель достигается тем что экзотермическая смесь для утепления головной части слйтка, включая ферросилякокальций, окислитель и шамот, содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, вес.%:

Ферроскликокальций 17-25

Окислитель28-40

ШамотОстальное

Предлагаемая экзотермическая смесь содержит в качестве окислителя 25-35 вес,% марганцевой руды и Бес.% натриевой селитры.

Содержание в смеси в качестве горючего вещества ферросиликокальция к в качестве окислителя марганцевой руды и натриевой селитры позволяет получить шлак системы SiO -H O-CaO-Na O с температурой пла ления 10СГО1300 0,

Содержание горючего ингредиента (ферросиликог альция) выбирается из расче1а зь чеяения тепла, необходимого для ра-спланления смеси и нагрева образующегося шпака до температуры стали ISSO-ieOO-C.

Снижение содержания ферросиликокальция ниже 17% приводит к тому, количество тепла, вадделекное при экзотермкчвскорТ реакции, недостаточно для обогрева прибы-ньной части слитка, а певчиеиие его содержания более 25% экономически нецелесообразно, так как при этом не достигаются новые технологические преимущества.

Содержание марх-анцевой руды находится в стехиометрическом соотношении с восстановителем с учетом чистоты компонента, Так как окислы марх анца разлаггаются при достаточно высокой температуре, то для снижения температуры загорания вводится 3-5% натриевой селитры, Ваедение её менее 3% не позволяет снизить температуру загорания до требуемых значений, а введение более 5% приводит к нежелательному увеличению газовьаделениЯ при горении смеси.

В качестве инертного наполнителя смесь содержит таамотный порошок.

Содержание ингредиентов в смеси определяется также ее назначением. При отливке слитков небольшого развеса (до 10 т), кристаллизующихся -в течение относительно короткого промежутка времени, используются смеси с высокой экэотермичностыо: с

содержанием ферросиликокальция, близким к верхнему пределу (24-25%) и шамота, близким к нижнему пределу (34-35%).

Длительность кристаллизации крупных слитков (15 т) больше и интенсивность теплового потока от зеркала металла выше, чем у слитка меньшего развеса, в этих условиях необходимо обеспечить более высокие теплоизолирующие свойства образующегося из смеси огарка, а экзотермичность смеси имеет в этом случае меньшее значение . Поэтому в составе смеси для утепления крупных листовых слитков необходимо иметь содержание ферросиликокальция, близкое к нижнему пределу (17-18%) и, соответственно, меньшее содержание марганцевой руды и натриевой селитры, а доля инертной составляющей (шамота) должна быть близкой к максимуму (порядка 50%).

Предлагаемая экзотермическая смес является эффективным утеплителем стальных слитков. Расход смеси в зависимости от ее состава и развеса слитка составляет 1,5-2,0 кг/т стали

Экзотер 4ическая смесь может быть приготовлена путем механического смешивания ее исходных компонентов, степень измельчения которых должна

быть в основном 1-1,5 MM.J

При разливке стали сифоном смесь присаживается на зеркало металла еще до окончания наполнения головной (прибыльной) части слитка.

В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известной экзотермических смесей.

Кроме того, область применения этих смесей и их расход 1 кг на 1 т жидкой стали следующие: Листовые слитки углеродисЛй и низколегированной стали массой 15 т2,0

Листовые слитки углеродистой и низколегированной стали массой 13 т 1,5-1,7 Сортовые слитки стали массой до 10 т, уширяющиеся книзу изложницы1,5

Ниже приведены теплофизические характеристики для предлагаемых смесей.

Коэффициент теплопроводности огарка, ккал/м.ч°С, при температуре,с

200,095

5000,220

8000,295

1000 ,0,440

Теплотворная способность, ккал/кг 500-630 Скорость горения, кг/мин0,6-0,7

Теьшература воспламенения смеси, °С1000-1050 Объемный

вес, кг/м 1600-1700 Химический состав огарка следующий, вес.%;

Окись алюминия 21,2 Двуокись кремния 48,7 Окись кальция 23,2 Закись марганца2,4 Окислы щелочных

М Тс1ЛЛОВ1 , 5

Окислы железа Остальное Экзотермические смеси указанных составов испытаны при разливке тали марки СТ.30 с отливкой слитков Ферросиликокальций 17

Марганцевая руда

Натриевая селитра

Железная окалина Шамот

Протяженность усадочных дефектов , % длины раската

Наличие белых пятен в макроструктуре металла слитка

Формула изобретения . . 1. Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, включающая Ферросиликокальций, окислитель и шамот, отличающаясятем, что, с целью улучшения качества металла слитка и повышения выхода годного металла, она содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, в вес.%:

50 кг. Температура металла перед заливкой в форму . Расход смеси на утепление головной части одного слитка на каждой плавке 100 г.

Таким образом,предлагаемая экзотермическая смесь для утепления головной части слитка позволяет повысить выход годного металла за счет сокращения протяженности усадочных дефектов и улучшить качество металла слитка за счет исключения белых пятен в макроструктуре металла слитка.

Кроме того, снижается себестоимость металла за счет сокращения расхода дорогостоящего ферросиликокальция.

5

Результаты контроля качества опытных слитков приведены в табл. 2.. Таблица 1

55

25

20

35

28

25

Таблица 2

12,5

8,3

9,2

Есть

Нет

Нет

Ферросиликок альцнй

Окислитель Шамот

8590148

Источники информации,2. Авторскоесвидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе №148206, кл. В22 D 7/10, 1960.

336085, кл. В 22 D 27/06, 1970. I 495146, кл. В22 О 7/10, 1972.