Экзотермическая смесь для прибыльной части стального слитка

 

СОЮЗ COSETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.Я0„„ 9773 (594 В 22 Q 27/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с 1 с с с, с

l: .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/21/ 358,1 952/22-02

/22/ 21,04.83

/46/ 23.10.84 Бюл. 9 39 . /72/ P. П. Коновалов, Я. А. Шнееров, Г. Д. Быков, В. А. Балдычев, А. А. Алымов, О. Е. Молчанов, А. Ф. Костенко, В. П. Черепанов,.

В. Г. Уваров и И. А. Калинина

/71/ Институт черной металлургии и

Череповецкий металлургический завод им. 50-летия СССР

/53/,621.746.464/088.8/

) /54//57/ 1. ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ

;ДЛЯ ПРИБЫЛЬНОЙ ЧАСТИ СТАЛЬНОГО СЛИТКА, включающая алюминийсодержащий материал, твердый окислитель, углеродсодержащнй материал, фторид металла, огнеупорный наполнитель, о.тл и ч а ю щ а я с я тем, что с с с

Э целью улу йпения теплофизических характеристик экзотермической смеси, устранения ее слеживаемости и обеспечения равномерного распределения по зеркалу металла, она в качестве углеродсодержащего материала содержит пыль установок сухого тушения кокса при следующем соотношении ин-. гредиентов, мас. Х:

Алюминийсодержащнй материал 29-40

Твердый окислитель, 10-14

Пыль установок сухого тушения кокса 22-30

Фторид металла 2-5

Огнеупорный наполнитель 11-37

2. Смесь по п. 1, о т л .и ч а ю. щ а я с;я тем, что в качестве алюминийсодержащего материала она включает алюминиевый порошок марки АПВ.

3. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю. щ а я с я тем, что в качестве алюми. нийсодержащего материала она включа-.. ет землистые отсевы алюминиевой стружки.

4. Смесь по п. 1, отличаю. щ а я с я тем, что в качестве алюминийсодержащего материала она включает гранулированный алюминий.

5. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю-. щ- а я с я тем, что в качестве алю- минийсодержащего материала она включает отсевы алюминийсодержащих шлаков.

1119773 . 2

Ф

Изобретение Относится к черной ла — молотого кокса, который может металлургии, в частности к составам, иметь частицы размером до 5 мй. экзотермических смесей для утепления Целью изобретения. является улуч- прибыпьной,части слитка. шение теплофизнческих характеристик

Известна экзотермическая смесь 5 экзотермической смеси, устранение ee, (1), содержащая, мас.Ж: . слеживаемости и обеспечение равномерАпюминиевый порошок . 10-35 ного распределения по зеркалу меферросилиций . 3-15 ... талла. . Коксик 20-40 " Поставленная цель достигается тем, ОгЪеупорный наполнитель 30-45: .1, что экзотермическая смесь для приФторсодержащее вещество . 0,5-.5,0, быпьной части. стального слитка, вклюИзвестна экзотермическая смесь 2, чающая алюмннийсодержащий материал, : включающая, мас.X ...:, .. твердый окислитель, углеродсодержа-Отходы при производстве алюминиевых - щий материал, .фторид металла, огнесплавов в виде алюминийсодержащего 1> упорный наполнитель в качестве угшлака, 25-6ф" ." . леРодсоДержащего матеРиала содеужйт . :Теплоизолирующий материал . пЫль Устащовок сУхого тУшениЯ кокса

/кокс или зола-yiioc, ТЭЦ/ . - 27-45. . . при следующем соотношении ингредиенОгнеупорный наполнитель . . 10-34: -, TQBp Mac.Xi

Известна экэотермическая смесь,:. содержащая землистые отсевы алюминие-.. . Апюминййсодержащий матерйал.. 29-40 вой стружки, твердый окислитель, Твердый окислитель . . 10-14 ставролитовый концентрат и силикат-.: . Пыль установок сухого тушеную глыбу. f3(. . :. - . ",: ния кокса:-, . 22-30 .

Недостатками указанными:,смесей .:. 2> Фторид металла : . . 2-5 .. являются невысокая тепловая э4фек- ;, Огнеупорный наполнитель . 11-37 тивность прйменения из-за слеживае мости нри .хранении и, как следствие : . В качестве алюминийсодержащего этого, высокая теплоаккумулирующая, ; материала смесь включает алюминиевый, способность в процессе, нагрева до . . 20 порошок марки.AIIB, температуры воспламенения, а также.. . В качестве алюминийсодержащего . недостаточно равномерное распределе- . материала. смесь включает землистые ние при засыпке смесей на зеркало отсевы алюьыниевой стружки. металла. . " В качестве алюминийсодержащего ° Наиболее: близкой :к предлагаемой ..: gg:материала смесь включает гранулиро является экзотермическая смесь /люн-: ванный алюминий. керит Л-. 28/, используемая для засып-, В качестве алюминийсодержащего ки прибыльной части стальйого. слит- " материала смесь включает отсевы ка и включающая.алюминийсодержащий алюминийсодержащих шлаков. ! материал, фторид металла, твердый ., Пыль установок..сухого тушения окислитель, углеродсодержащий мате- кокса /УСТК/ является тонкодисперс-;, риал и огнеупорный наполнитель. В. ным углеродсодержащнм материалом,. этой смеси в качестве алюминийсодер-, накапливающимся в циклонных устройстжащего материала используется .айюми-, : вах пылеосадительных станций УСТК в ниевый порошок. углеродсодержащего - процессе сухого тушения выдаваемого материала — кокс, фторида металла .- .as моксовых батарей кокса с,помощью

СаГ, твердого окислителя - боксит, газа азота. По вещественному состаt а огнеупорного нанолнителя - шамот- ву пыль УСТК и кокс близки друг друный порошок (4 . :ry: содержание золы /11-14X/, летуОднако. известная смесь as-sa не-,чих /0,8-1,5X/, углерода /85-877/ у .:высоких теплоизолирующих свойств не . .. них практически одинаковые. Однако обеспечивает эффективность тепловой . по своему фракционному. составу пыль работы прибыли, склонна к слеживанию .. УСТК, резко отличается от применяемопрй хранении и плохо р астекается по го при изготовлении люнкерита Л-28 зеркалу металла, что обусловлено молотого кокса . применением в ее составе крупнозер- Фракционный состав ныли УСТК и нистого углеродсодержащего матерна- . молотого кокса приведен в табл. 1.

1119773

ТаблицФ1

:. Содержание фракции мм/, Материал мас Л более 2,5- 1,6- 0,63- 0,315- менее

2,5 -1, 6 —.0,63 -0,315 -0,16 0,16

Пыль

УСТК

3,4- .3,3- 8,8- 45,8-.. 34,7-4 6 -4 9 †.10 1 -46 7 -38 8

Молотый 38,4 . 19,0- 17,6- 6,8- 4,8- 4, 2кокс -42,:7. =, 22, 4< -.20, $ г8, б ..: —.6 2 .. -5,4

Как следует из приведенных дан- витие нежелательного процесса перехоных, более 903 частиц пьяни УСТК име- да из смеси в эатвердевающий металл. ют размер менее 0,63 мм, в то время В качестве алюминийсодержащих как в молотом коксе содержится .не . материалов в смеси могут быть исполь 20 более 20% таких. частиц., зованы алюминиевый порошок, -замлисНеобходимо отметить, что более : тые отсевы алюминиевой стружки, от. тонкий помол кокса, йапример, до pas ., ходы при производстве алюминиевых мера его частиц, близких к размерам. .сплавов в виде алюминийсодержащнх частиц пыпи УСТК, технически осу-; шлаков, гранулированный алюминий и ществим, но требует организации слож, . др. „ которые являются техническими ного дорогостоящего производства c .. эквивалентами, так как содержат меиспользованием оборудования ao. таллический алюминий, взаимодейст взрывобезопасном исполнении. Кроме вующий .с содержащимся в смеси окистого, при тонком помоле кокса поверх 30 лителем, в результате чего происхоность его частиц травмируется /при . "дит процесс тепловыпеления.

- длительном механическом, воздействии При этом наибольшая полнота сгора-., на них/, в результате поверхностная . ния алюминия и наибольший экзотерактивность их значительно ниже .чем, .мический эффект смеси достигаются у таких же тонкодисперсных частиц.nh при использовании тонкодисперсного

IS ли УСТК, не подвергавшихся механи- материала †. алюминиевого порошка. . ческому воздействию. Однако при использовании алюминиеБлагодаря значительно более раз i вого порошка должны соблюдаться усединицу массы у<глеродсодержащего ма» + ность йроизводства, так как наиболее териала в тонкоиэмельченном состоя-,мелкие /пылевидные/ частицы алюминие- нии, пыль УСТК, по сравнению.с обыч-,Boro порошка при накоплении в вентиI но применяемым моЛотым коксом, значи- .<ляционной системе могут .образовывать тельно лучше смешивается с другими ". взрывоопасную аэровзвесь. Поэтому компонентамй смеси, хорошо обволаки- и <для обеспечения условий полной взрыво вает каждую частицуи,изолирует друг,;безопасности смеси в ее составе целе- от друга частицы других компонентов сообразно использовать более крупносмесн. В результате этого йовышают-< зернистые алюминийсодержашие материся теплоизолирующие свойства самой алы с размером частиц не менее смеси, уменьшаются затраты тепла на р О, 15 мм: гранулированный алюминий ее нагрев. . крупностью 0,2-2,0 мм, землистые

Содержание пыли УСТК в предлагае- отсевы алюминиевой стружки с размемой смеси должно находиться в преде- <ром частиц 0,2-3,0 мм, отсевы anþ- лах от 22 до 30Х; При содержании nia- минийсодержащнх шпаков с размером ли УСТК менее 22Х резко ухудшаются Is зерна 0,3-3,0 мм. теплоизолирующне свойства смеси, а . ° Доля алюминийсодержащего материапри повышенном содержании пыли УСТК ла в смеси зависит от содержания в

/более 303/ наблюдается заметное раз-. нем металлического алюминия.! Н,97)3

Содержание в смеси боксита, выполняющего роль окислителя, находится в пределах 10-14%, что значительно меньше необходимого для полного окисления алюминия. Такое относительно небольшое количество окислителя необходимо для обеспечения начала горения смеси. После воспламенения ,смеси экзотермическая реакция горе ,ния алюминия продолжается за счет кислорода атмосферы. При этом содержание окислителя в смеси выбирается пропорционально расходу алюминийсо-. держащего материала. Так, минимально-1> му содержанию алюминийсодержащего материала /29%/ должно соответствовать и минимальное содержание боксита /10%/, а при использовании сме.си с алюминийсодержащим .материалом на верхнем пределе /40%/ и содержа. ние окислителя в ней должно быть максимальным /14%/..При содержании окислителя в смеси менее 10% ее "зажига- ... ние" затягивается, а само горение идет недостаточно интенсивно. При содержании боксита более 14% интенсивность процесса горения смеси не увеличивается, а на нагрев самого окислителя до температуры горения смеси затрачивается значительное количество тепла, что ухудшает тепловую работу прибыли слитка. Вместо боксита в смеси,можно использовать прокатную окалину или марганцевую руду в тех же количествах.

Плавиковый шпат является катализатором процесса горения алюминия.

Содержание плавикового шпата в смеси в пределах 2-5% пропорционально содержанию в ней алюминийсодержа- . щего материала: нижние и верхние пределы обоих компонентов должны соответствовать друг другу. Плавиковый шпат в составе смеси может быть заменен равным количеством флюоритового концентрата или криолита.

Содержание шамотного порошка определяется после выбора всех остальных компонентов смеси. Вместо шамота можно использовать технический глинозем или его отходы, а также огнеупорную глину.

Смесь готовится путем механическо- го перемешивания исходных компонентов. При этом алюминийсодержащие материалы и пыль УСТК используются в состоянии поставки. Остальные материкокса.

В табл. 4 приведены результаты использования предлагаемой и известной экзотермических смесей.

Т а блица 2

Оп обованные смеси, У

Компоненты

1 2 3 4 5

Алюминийсодержащий материал

Боксит

Пыль установок сухого тушения кокса

Шамотный порошок

Плавиковый шпат

26 29 33 40 42

9 10 12 14 15

20 22 28 30 32 о

43 37 24 11 8

2 2 3 5 5, алы должны предварительно подвергаться сушке и измельчению до размера зерна, не превышающего 1,5-2,0 мм.

Предлагаемая смесь, как и известная, подается в разливочный пролет. сталеплавильного цеха в контейнерах, из которых она с помощью мерных емкостей присаживается .на зеркало металла в изложнице. При применении пыли УСТК вместо молотого кокса смесь стайовится более текучей, не слеживается поэтому отпадает. надобность в

Э предварительном ее рыхлении перед использованием. Большая текучесть предлагаемой смеси обеспечивает и хорошую растекаемость ее по зеркалу металла, т. е. отпадает надобность в ее разравнивании, что значительно облегчает труд разливщиков.

Расход смеси находится в пределах

2,0-3,0 кг/т стали и определяется массой слитков ° Объемная насыпная масса смеси составляет 800-1500 кг/м ..

В табл. 2 приведены составы опробованных зкзотермических смесей.

В табл. 3 для сравнения представлены теплофизические характеристики предлагаемой и известной смесей.

Как видно из табл. 3, предлагаемая смесь, приготовленная с использованием тонкодисперсного теплоизолирующего углеродсодержащего материала /пь пи УСТК/, имеет лучшие показатели теплофизических характеристик в сравнении с известной смесью, приготовленной с использованием молотого

7 . t И97 ,Примечание: В качестве алюминийсодержащего материала в составе. смесей

В 1 и 2 используют алюминиевый порошок марки АПВ с содержанием А8, 88Х а в составе смесей ФФ 3-5 †. землис тые отсевы алюминиевой стружки с содержанием А5.65Х..

В составе известной смеси /люнкерит Л-28/ используют 28Х алюминие- . вого порошка марки АПВ, ЗХ ферросилиция /65X-ный/, 12Х боксита, 24Х кокса, 28Х шамотного порошка, 5X паа-, викового шпата. с

Т а б л и ц а 3

Показатели

Насыпная масса смеси, .г/cM3 .

Температура начала гореос

Температура горения смеОС Скорость горения, кг/мин .Средний коэффициент теп. лопроводности

;при 700-8500С. т/M> OC

860-920 .: 710-770

Та блица 4,с.

Смеси по табл. 2

Показатели с г 3 ная

Количество иссле---дованных раскатов 4 слитков, шт.

6 4 5 4

Значения начала годного металла,, от верха

Среднее значение начала годного металла, Х длины раската .от верха

9 ° 5. Bзг 8 5 8е6 10в8 9 ° 1

73 8:

Анализ приведенных в табл. 4 дан-; ных показывает, что применительно к условиям отливки сверху 9, 15 т слитков в ушнренные книзу изложницы с теплоизоляционными вкладышами наиболее эффективно утепление прибылей слитков. экзотермическими смесями .ON - 2-4. Применение этих смесей обеспечивает более высокий выход годной прокатной заготовки из слитков по сравнению с используемым на заводе люнкеритом Л-28.

Предлагаемая экзотермическая. смесь является эффективнъм материалом для утепления прибыльной части слитка, позволяющим уменьшить протяженность усадочных дефектов в слитПредлагае- Извест- ках, и увеличить за счет этого в иод годного проката на О, 5-1, OX. Применение этой смеси облегчает труд разливщиков, . О 93-0 95 1 17-1 21 Экономический эффект от .пР мене° ° Э Ф ,ния предлагаемой экзотермической смеси в условиях Череповецкого металлургического завода при замене ею используемого в настоящее время íà saводе люнкерита Л-28 составляет О, 181100-1900 11011-1000 0,25Руб./т стали, в том числе 0,150,20 ууе./т.ва счет увеличевие выхода

2-1 5 1 8 2 ° 3 годного проката из слитков и 0,030,05руб./т за счет снижения стоимости утепления прибыльной части слитков.

При объеме внедрения предлагае0,45-0,48 0,49-0 53 мой смеси при,разливке 4 млн.. т спокойной стали ожидаемый. годовой экоI

9 ;l:É9773 номический эффект составляет, .0,721,00 млн. руб. l0

/56/ 1..Авторское .свидетельство

СССР 9 458389, кл. В 22 D 27/06, 1975.

2. Авторское свидетельство

СССР У 856649, кл. В 22 ® 7/10, 1981.

3. Авторское свидетельство

ССР 1Ф 910321, кл. В 22 ) 7/00, 1982 °

4. Изготовление, хранение и транспортировка экзотермических утепляющих смесей /люнкерита/ для теплоизоляции головной части слитка спокойной стали. Технологическая инструкция Череповецкого металлургического завода. ТИ вЂ” 105 Ст ИД вЂ . 16 — 81, 1981.

ВЫКИПИ Заказ Ю42

-" ППП "Патент"

Тираж 58 Подписиое° М М4в вю амане