Теплоизолирующая смесь

 

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ для разливки стали, включающая, гидролизный лигнин, - золу и углеродистое вещество, отличающаяся тем, что, с целью повьшения качества слитков за счет повышения тепло изолирующих свойств смеси, в качестве углеродистого вещества смесь содержит сажу при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Гидролизный лигнин -30 Сажа10-30 Зола . Остальное (Л

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,Я0„„1027922

3(59 В 22 D 7 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

} }

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3273147/22-02 (22) 09 ° 04.81 (46) 23.11.84. Бюл. Р 43 (72) Ю.А. Нефедов, Н.И. Виниченко, В.Д. Гончаренко, Ю.В. Бычков, В.И. Деревянко, Н.И. Беда, В.Н. Сулима, Г.Н. Итефан,В.Е.Резун и Е.И. Евстафьев (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л. И. Брежнева (53) 621.746.58:669.18(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 710767, кл. В 22 D 7/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 602298, кл. В 22 D 27/06, 1976.

3 ° Авторское свидетельство СССР

У 743774, кл. В 22 0 .7/12, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

В 261647, кл. В 22 D 7/00, 1967.

5. Авторское свидетельство СССР

В 742032, кл. В 22 D 7/10, 1977. (54) (57) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ для разливки стали, включающая. гидролизный лигнин,.золу и углеродистое вещество, отличающаяся тем, что, с целью повьппения качества слитков за счет повьппения теплоизолирующих свойств смеси, в качестве углеродистого вещества смесь содержит сажу при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Гидролизный лигнин g-30

Сажа 10-30

Зола Остальное

1 102

Изобретение относится к черной ме- таллургии, конкретно к составам шлакообразующих смесей, применяемых при разливке стали, и способам их приготовления. 5

Известна теплоизолирующая смесь для разливки стали, содержащая фто ристый кальций, графит, каменноугольную золу и доменный шлак P J.

Такая смесь в контакте с жидким металлом быстро расплавляется из за наличия 8-137 фтористого кальция и малого (1-67) количества графита, что приводит к снижению ее теплоизолирующих свойств. Известны также теплоизолирующие и шлакообразующие смеси, содержащие порошкообразные алюминий, графит, древесную муку и огнеупорные накопители f2 ).

Недостатком этих смесей является ур применение компонентов, загрязняющих окружающую среду (щелочи, фториды), а.также дефицитных и дорогостоящих алюминия и графита.

Известно также применение в сос- 25 таве брикета для защиты изложниц и зеркала металла гидролизного лигнина j3 1.

Однако из-за того, что горючий материал-лигнин применяется вместе с другими горючими органическими веществащи, остаток после сгорания на зеркале металла непригоден для теплоизоляции металла.

Известна шлакообразующая смесь для разливки стали, содержащая 75857 золы и до 57. соды, графит — остальное (4 ).

Но в известной смеси недостаточно эффективна теплоизоляция зеркала жидкого металла из-за относительно высокой плотности зольно-графитовой смеси и потерь тепла металла на нагрев смеси.

Отсутствие в изложнице устойчивой восстановительной атмосферы и потери тепла через оголенные участки металла вызывают загущение шлака, что приводит к ухудшению качества поверхности стального слитка.

50

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является теплоизолирующая смесь для разливки стали, включающая лигнин, золу и углеродистое вещество (5 ). Однако такая смесь обеспечивает недостаточно высокую теплоизоляцию зеркала металла.

7922 2

Целью изобретения является повышение качества слитков за счет повышения теплоизолирующих свойств сме- си.

Для достижения поставленной цели теплоизолирующая смесь для разливки стали, включающая гидролизный лигнин, золу и углеродистое вещество, в качестве углеродистого вещестр ва содержит сажу при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гидролизный лигнин 5-30

Сажа 10-30

Зола Остальное

Сажа представляет собой твердый тонкодисперсный продукт неполного сгорания или термического разложения органических веществ, содержащий более 987. углерода. Низкая насыпная плотность (0,06 + 0 28 т/м ), малый диа"..етр частиц (0,01+0,35 мк), большая геометрическая удельная поверхность (100-300 м /г) определяют ее высокие по сравнению с графитом теплоизолирующие и защитносмазывающие свойства.

Гидролизный лигнин представляет собой отход переработки древесины, гидролизно-дрожжевого, крахмалопаточного и других производств. Высокая экзотермичность (3-4 тыс. ккал/кг), низкие температуры воспламенения (350-400 С) способствуют быстрому нагреву и подплавлению смеси, а выделение газообразных продуктов реакции горения лйгнина — ее разрыхлению и соответственно улучшению теплоизолирующих свойств. При горении в восстановительной атмосфере лигнин выделяет сажистый углерод, который служит дополнительным смазывающим средством между стенкой изложницы и по- . верхностью слитка.

Лигнин дешев, при подготовке к использованию не требует размола, его применение уменьшит загрязнение окружающей среды отходами.

Выбор у-казанных соотношений ингредиентов, входящих в состав теплоизолирующей смеси, позволяет уменьшить плотность слоя смеси на зеркале металла за счет применения сажи и ее разрыхления при выделении газообразных продуктов реакции горения лигнина, ускорить шлакообразованне за счет выделения тепла при горении лигнина, обеспечить разливку стали в восстановительной атмос3 1027 фере, уменьшить трение между изложницей и поверхностью слитка за счет применения тонкодиснерсного углеродистого продукта — сажи и выделения сажистого углерода при горении лигнина в условиях недостатка кислорода.

Оптимальный состав шлакообразующей смеси следующий,X: зола 65, лигнин 15, сажа 20. 10

Содержание сажи ниже 10Х недопустимо из-за необходимости защиты золы от расплавления, выше 30 сажи существует опасность науглероживания металла низкоуглеродистых марок ста.— ли.

Пределы содержаний гидролизного лигнина определены исходя из того, что при содержании его менее 5% не обеспечивается. достаточно энергич-20 ное разрыхление и подплавление смеси, наличие лигнина в смеси выше 30Х вызывает в ряде случаев подкипание металла у стенок изложницы, сильное выбивание пламени из изложницы, 25

Пределы содержания золы должны обеспечить достаточно толстый слой шлака на поверхности металла и защитить этот слой шлака от расдлавления за счет добавления не менее

10Х сажи.

Теплоизолирующие смеси изготавливают путем дробления исходных компонентов до размеров частиц менее .1 мм, последующего перемешивания и просушивания до влажности менее 1 .

Для защиты смесей от насыщения влагой при транспортировке их упаковывают в целлофановые или бумажные мешки.

Пример 1. При сифонной разливке спокойной стали в 7-тонную изложницу на дне последней размеща;ется теплоизолирующая смесь в бумажных мешках IIO 13 кг следующего

45 состава,X: зола 50, сажа 30 и гидролизный лигнин 20. В процессе наполне ния изложницы эта смесь ссыпается равномерно по зеркалу слитка..

Пример 2.. При сифонной разлив50 ке стали в 15-тонную изложницу два бумажных мешка по 14 кг смеси подвешиваются на расстоянии 250 мм от дна изложницы. Состав смеси: 85Х золы, 10Х сажи, 5Х лигнина.

Пример 3. При разливке спокойной стали сверху в 7-тонную изложницу присаживается 16 кг теплоизоI

922 4 лирующей смеси следующего состава,Х: зола 62,5, сажа 20, лигнин 17,5.

Теплоизолирующие смеси предлагае,мого состава были испытаны при разливке спокойной стали. Скорость горения смесей на поверхности слитка составляла 0,1-0,5 кг/мин. Смесь на зеркале металла сохраняла темный цвет до начала стрипперования слитков.

Получено ускорение шлакообразования на поверхности металла, уменьшение пылевыделения из изложницы в процессе разливки, улучшение качества поверхности слитков.

Изобретение иллюстрируется составами и свойствами смесей, которые приведены соответственно в табл.1и 2.

Из данных табл. 2 следует, что в результате применения предлагае= мой смеси,по сравнению с известной количество. рванин, трещин и плен на слитке уменьшается в 3 раза. Такой-. слиток требует меньшего объема зачистки перед последующей прокаткой.

Эффект применения лигнина в пред лагаемой смеси по сравнению со смесью по прототипу заключается в том, что лигнин в оболочке сажи не горит, а тлеет, что увеличивает время выделения тепла в смеси и соответственно улучшает теплоизоляцию зеркала металла, кроме того, длительное горение газообразных летучих, выделяющихся из лигнина в процессе его тления, уменьшает выделение пыли и дыма, и огарок после сгорания лигнина и зола находятся в. оболочке сажи, что уменьшает их

-подплавление и соответственно улучшает теплоизоляцию зеркала металла.

Смесь по изобретению при испытаниях при разливке стали показала исключительно высокие теплоизоляционные свойства. Например, при толщине слоя смеси на. зеркале иеталла 140 мм в течение 40 .мин от конца разливки температура поверхнос1ти смеси на превышала 50 С, в то время как нижняя поверхность ее соприкасалась с жидким металлоя. Коэффициент теплопроводности смеси по изобретению равен 0,05 Вт/м-град., а по прототипу 1,18- t,27 Вт/м град.

Для сравнения К „„ перлито-графитовой смеси равен 0,23-.0,32, зольнографитовой 0,52-0,57 Вт/м град.

Теплоемкость смеси определяется теплоемкостью ее компонентов и составS 1027922 ляет 0,1-0,2 ккал/кг"С в зависимости от конкретного состава.

Экономический эффект от применения предлагаемых теплоизолирующих смесей на ме галлургнче< ких чаво". пах составляет только з» с и r применения более дешевых материалов 0,35 руб/т, Таблица 1

Состав теплоизолирующих сме< ей, мас.7

Ингредиент

N - 1. N - 2 119 3 Р 4 И 5 Ф 6 N 7

50 62,5 74

20 20 14

30 17 5 12

80

Зола

Сажа

10

Лигнин

Графит

Сода

Таблица 2

УФ состава смесей соответственно табл. Ф 1

2 3 4 5 6 7

Технологическйй показатель

Ранее оголение и трещин ем темметалла ного у стенок изложниц ности металла того огарка пористого огарка

Характер горения смеси

Тление Горе- Слабое ния нет горение

Умерен-Тление ное горение ниц

Поверхностные дефекты,X рванина

0,8

0,5 0,0

1,2

0,8

2,2

0,7 0,2

1,5

0,9 трещина

0,5

0,0

2,0

0 5

0,3 0,7 плена

0,7

0,9

+Hggg Заказ 9141/3 Тираж 774 Подписное

Филиал ППП "Патеит", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Поведение шлако- Раннее Подплаввого покрова появле- ление с на слитке ние раз- обраломов зованиВыбива- Интенние пла- сивное мени из горение изложПод- Подплав- Повыше- Частичплавле-ление с ное под-ное подние с образова-плавле- плавпеобразо-нием по- ние ние и ванием ристого порис- огарка поверхпокраснение смесей, оголение