Защитно-смазывающая смесь для разливки стали

 

ЗАЩИТНО-СМАЗЫВАЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЖ, включающая пирокарбон и вермикулит, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплоизолирующей способности смеси и повьшеиня качества металла, она дополнительно содержит пиролизованный компост при следующем соотношении ингредиентов, мас,%: Пиролизованный компост .1,0-15,0 Пирокарбон 5,0-25,0 Вермикулит Остальное г (О с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЭ,ИЦ

РЕСПУБЛИК

aS (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 (21) 3575550/22-02 (22) 10. 01. 83 .(46) 23.06.84. Бюл. Н 23 (72) Б.Н. Мангасаров, P .Ñ. Клебанов, M.È. Кривошеев, А.С. Рязанов и А.И. Бойцев (53) 669. 18:621.746.589(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 833369, кл. В 22 D 11/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 789218, кл. В 22 D 11/00, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

В 778915, кл. В 22 D 7/10, 1977. 1д) В 22 D 7/10 В 22 О 27 00 (54) (57) ЗАЩИТНО-СИАЗЫВАКЩАЯ CMECb

ДЛЯ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, включающая нирокарбон и вериикулит, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения теплоизолирующей способности смеси и повыаения качества металла, она дополнительно содершит пиролизованный компост при следующем соотношении ингредиентбв, мас.Ж:

Пиролизованный компост 1,0-15,0

Пирокарбон 5,0-25,0

Вермикулит Остальное

8656 2

1 109

Изобретечие относится к металлургии, а именно к составам теплоизолирующих смесей для защиты зеркала металла при разливке металла в изложницы и на УНРС.

Известна защитно-смазывающая смесь для непрерывной разливки стали, содержащая графит, пирокарбон, плавиковый шпат и портландцемент в количестве 40-50, 20-30, 10-20 и

15-30 соответственно (13.

Однако в данной смеси высокое содержание плавикового шпата ухудшает условия работы в результате выделения паров фтора, Кроме того, при повышении скоростей разливки на УНРС на 40-45Х (с 0,4-0,5 до 0,70,8 м/мин) увеличивается расход смеси почти в 2 раза, что приводит к возрастанию величины поверхностного науглероживания отливаемых заготовок. Это вызвано наличием в смеси высокого содержания графита (до 25 ).

Известна смесь для непрерывной разливки стали, содержащая, Х: пирокарбон 50-65, плавиковый шпат

12-20, портландцемент 23-35 2J.

Недостатком этой смеси также является наличие в ней высокого содержания фтора, который кроме загазованности атмосферы понижает ее теплоиэоляционную способность.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является защитно-смаэы-. вающая смесь, включающая, мас. : вермикулит 1-25; плавиковый шпат

3-25, пирокарбон остальное (3 g.

Недостатком известной смеси также является наличие в ней повышенного содержания плавикового шпата (3-25 мас. ). Токсичное воздействие паров фтора особенно вредно проявляется при непрерывной разливке стали, так как продолжительность разливки в этом случае в 2-3 раза больше, чем при разливке в изложницы.

Также известная смесь не обладает высокой теплоизолирующей способностью, в силу чего не удается снизить величину головной обрези слитков ниже 12-13Х.

Цель изобретения — повышение теплоизолирующей способности смеси и повышение качества металла.

Для достижения указанной цели защитно-смазывающая смесь для разливки стали, включающая пирокарбон и вермикулит, дополнительно содержит пиролизованный, компост при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Пиролизованный компост 1,0-15,0

Пирокарбон 5,0-25,0

Вермикулит Остальное

Обеспечение более высоких теплозащитных свойств смеси достигается

10 за счет повышенного содержания летучих компонентов в пиролизованном компосте (15-25 мас.Х), которые, разлагаясь при высоких температурах, увеличивают толщину слоя смеси, в

15 результате чего теплопотери за счет теплопередачи через смесь резко уменьшаются и усадочные процессы в головной части слитка протекают более полно.

Положительный эффект от использования предлагаемой смеси обеспечивается за счет того, что в пиролиэованном компосте содержится до

8 мас. карбида кальция, а часть уг 5лерода находится в виде предельных и непредельных углеводородов, которые разлагаются при нагреве с выделением окиси и закиси углерода и водорода. Выделяющиеся газы образуют восстановительную атмосферу над ме30 таллом и, кроме того, увеличивают толщину слоя смеси, что снижает теплопотери.

Сведения по влиянию колебания концентрации основных ингредиентов

35 пиролизованного компоста на эффективность предлагаемой смеси приведены в табл. 1.

Для исследований выбрана смесь, содержащая, мас. пирокарбонат 12, 40 пиролизованный компост 8 и вермикулит 80 (смесь 3), в которой используют пиролизованный компост с различным содержанием углерода, окиси кальция, кремнезема и карбида каль45 ция (табл 1)

Как следует из табл. 1, изменение содержания основных ингредиентов незначительно изменяет свойства защитно-смазывающей смеси, во всех случа50ях смесь обладает высокими теплоизолирующими свойствами.

Теплофизические свойства (теплопроводность и температуропроводность) предлагаемой смеси представлены в

Итабл. 2.

Теплозащитные свойства смеси определяют по продолжительности нагрева ее поверхности до 500 С, после коОпробование этих смесей проводят при разливке стали марки 40Х на слитки C-44 массой 3,55 т в глуходонные уширенные кверху изложницы.

Расход смесей 1,5 кг/т. Присадку их в бумажных пакетах производят на дно изложницы до начала разливки. Глубину усадочной раковины оценивают по качеству макроструктуры

50

3 10986 торой начинается интенсивная потеря тепла излучением.

Сравнительные испытания смесей осуществляют при отливке опытных слитков в песчаные формы из стали 50, выплавленной в 60 кг индукционной печи. Расход смеси составляет

2,5 кг/т стали. Температуру поверхности слоя смеси определяют оптическим пирометром. 10

Результаты опробования предлагаемой и известной смесей приведены в табл. 3, из которой следует, что наиболее высокими теплозащитными свойствами обладает предлагаемая смесь. Это объясняется тем, что пиролизованный компост, содержащий

15,0 мас.X летучих компонентов,.разлагаясь, повышает газонасыщенность смеси, что приводит к увеличению объема, а следовательно, толщины теплозащитного слоя. В результате этого теплопотери за счет теплопередачи через смесь резко уменьшаются и усадочные процессы в головной части слитка протекают более полно.

Увеличение содержания пиролизо ванного компоста свыше 15 мас.Х приводит к интенсивному газовыделению при его разложении и к нарушению сплошности теплозащитного слоя, что способствует увеличению теплопотерь.

Таким образом, наличие пиролизованного компоста в количестве 1-15 мас.Х усиливает теплозащитные свойства известной смеси. Преимуществом предлагаемой смеси является также отсутствие выделений токсичных соединений фтора в атмосферу цеха.

Составы исследуемых смесей и ха40 рактеристика качества слитков, отлитых с использованием предлагаемой .смеси представлены в табл. 4 и 5.

56 4 металла проката в подприбыпьной части на разных уровнях по ГОСТ (0243-75

ГОСТ 10243-75. Качество поверхности . слитков оценивают визуально.

Металл считается годным, если балл ЦП (центральная пористость) или ПУ (подусадочная ликвация) не более 3 и 1 соответственно.

Из приведенных результатов видно, что наилучшими теплоизолирующими свойствами обладает смесь следующего состава, мас.X: пирокарбон 5-25, пиролизованный компост 1,0-15, вермикулит остальное. Эта смесь позвод ляет уменьшить норму обрези на 1,01,5Х. В отличие от смесей, содержащих плавиковый шпат, при ее использовании отсутствует выделение паров фтора.

Качество поверхности слитков, отливаемых под всеми смесями, удовлетворительное.

Пиролизованный компост представляет собой сыпучий материал массой до 50 кг или в контейнерах. Влажность пиролизованного компоста не выше 5Х стоимость 20-30 руб/т.

При отливке слитков массой до

4,0 т используют предлагаемую смесь с содержанием пиролизованного компоста по его верхнему значению, при отливке слитков массой более .4,0 т— по нижнему значению.

Для низкоуглеродистых марок стали используют смесь с содержанием пиролизованного компоста по верхнему значению, для средне- и высокоуглеродистых марок стали — по нижнему значению.

Технико-экономическое преимущество использования предлагаемой смеси по сравнению с известной заключается в возможности увеличения выхода годного проката за счет уменьшения величины головной обрези слитков.

При повышении выхода годного проката на 1,0Х и средней стоимости

1 т проката иэ стали легированных марок типа 20ХГНР, 25ХГГ и др., равной 250 руб., экономический эффект составляет 2,5 руб. на тонну проката.

1098656

Та блица 1

Содержание ингредиентов, Х

Продолжительноеть нагрева поверхности слоя до 500 С, мин

Смесь

$хО

СаО

СаС2

20

22,0

20

24,5

10 6

15 7

20

Смесь

Таблица 2

3 вт/м град м /с

Содержание компонентов, мас.X

Фракция, мкм

Пирокарбон Пиролизован- Вермикуный компост лит

7,9 ° 10

8,1.10

9,1 10

94,0

1,0

5,0

80,0

8,0

60,0

15,0

Та блица 3

Содержание компонентов, мас. Х

Продолжитель ность нагрев поверхности слоя до сиес до 500 С ми

Примечание

Пиро- Пиролизо- Вермикарбонат ванный кулит компост

Смесь

Плавиковый апат

13,5

95,5

4,0 0,5

Увеличение толщины s пределах ошибки нзмерения

15;$

5 0 1 0 94,0

12 0 8,0 - 80,0, Увеличение толщины слоя на 457.

26,0

60,0

21,8

250 150

Увеличение толщины слоя на

ЗОХ.

12,0

25,0

О, 063

0,071

0,090

26,0 ъ

22,5

50-100

50-100

50-100

1098656

Продолжение табл. 3 Содержание компонентов, мас. Х Смесь авиковый

Пиро- Пиролизо карбонат ванный компост

Примечание ермиулит шлат

30,0 20,0

50,0

13,2 слоя

20,0

13,0

75,0

5,0

Т а блица 4

Смесь

Бермикулит Пиролиэованный комност Пирокарбон. Плавиковый шпат

70

15

50

95,5

4,0

5 0

1,0

94,0

15,0

8,0

77,0

25,0

15,0

60,0

58 0

26,0

16,0

Та блица 5

Смесь

14 15

ЦП5, ПУ4

ПП5, ПУ4

6 (известнаяя) Продолжительность нагрева поверхности слоя до смеси до 500 С, мин

Содержание компонентов, Й

1 1 1

Оценка макроструктуры проката на уровне, Х

12 13

Интенсивное газовьделениенарушение сплошности

1098656

1

Оценка макроструктуры проката на уровне, 7

Смесь

11 12 13 14 15

ЦП2

ЦП4, 5 ЦП4, ТН4, ПУ1 ЦПЗ

ЦП1

ЦП4, ПУ5

ЦПЗ, ПУ2

Составитель И. Гончарук ,Редактор Н. Данкулич Техред Л.Коцюбияк Корректор И.. Эргейи

Заказ 4305/7 Тирак 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Улп ород, ул. Проектная, С

ЦПЗ

ЦП4, ПУ4

ЦП4, ТНЗ

ПУ1, ЦПЗ