Смесь для теплоизоляции поверхности жидкого металла


 


Владельцы патента RU 2405654:

Общество с ограниченной ответственностью "Ремонтно-строительный центр" (RU)

Изобретение относится к металлургической промышленности. Смесь содержит вспученный вермикулит, древесные опилки, огнеупорный порошок и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов мас.%: вспученный вермикулит 60-65, древесные опилки 29,9-37,7, огнеупорный порошок 2-5, поверхностно-активное вещество 0,1-0,3. Смесь имеет насыпную плотность от 150 до 350 кг/м3. Обеспечивается теплоизолирующий эффект до окончания разливки металла и сохранение исходной высоты слоя смеси. 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к теплоизоляции поверхности жидкого металла.

Известна смесь (SU 1516221, опубл. 1989 г.) /1/, предназначенная для теплоизоляции зеркала металла в сталеразливочном ковше. Известная смесь содержит вермикулит (50-70 мас.%) и золу ТЭЦ или КХЗ (30-50 мас.%). При использовании известная теплоизоляционная смесь проявляет низкую огнеупорность, т.к. золы ТЭС состоят в основном из шлакового стекла, огнеупорность которого, как правило, не превышает 1100°С. Вермикулит имеет огнеупорность до 1350°С, но при наличии жидкой фазы стремится к огнеупорности золы. Кроме того, при использовании такой смеси наблюдаются значительные пылевыделения, представленные в основном мелкими частицами золы.

Известен способ теплоизоляции жидкого металла (RU 2308352, опубл. 2007 г.) /2/, согласно которому на зеркало металла в сталеразливочном ковше подают теплоизолирующую смесь, содержащую вспученный вермикулит или вспученный перлит фракции 0,6-2,5 мм (60-70 об.%), древесные опилки фракции 0,5-5,0 мм (30-40 об.%). Смесь подают в полипропиленовом контейнере. Под действием температуры металла 1550-1600°С дно контейнера со смесью расплавляется и смесь рассыпается по поверхности металла. При этом необходимо обеспечить высоту теплоизолирующей смеси, рассыпанной после расплавления дна контейнера, равную 0,045-0,050 от высоты жидкого металла в ковше. Для защиты металла и теплоизолирующей смеси от доступа кислорода ковш закрывают крышкой.

Огнеупорность смеси, используемой для реализации известного способа, не превышает 1350°С, поэтому при воздействии на нее температуры 1550-1600°С, вне зависимости от того, закрыта она крышкой или не закрыта, происходит практически мгновенное расплавление входящего в состав смеси вермикулита с образованием тонкой пленки расплава на поверхности металла, которая не позволяет получить нужной высоты слоя, тем более зависящей от высоты жидкого металла в ковше, и соответственно достижения надежной тепловой защиты.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности тепловой защиты поверхности жидкого металла в ковше перед разливкой.

Для решения поставленной задачи смесь для теплоизоляции поверхности жидкого металла содержит вспученный вермикулит и древесные опилки. Смесь отличается тем, что она дополнительно содержит огнеупорный порошок и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вспученный вермикулит 60-65
Древесные опилки 29,9-37,7
Огнеупорный порошок 2-5
Поверхностно-активное вещество 0,1-0,3,

при этом смесь имеет насыпную плотность от 150 до 350 кг/м3.

Кроме того, в качестве огнеупорного порошка смесь содержит оксид магния, оксид кальция; в качестве поверхностно-активного вещества смесь содержит технические лигносульфонаты, асидол, мылонафт.

Поверхностно-активное вещество обеспечивает прочную склейку огнеупорного порошка с вермикулитом, а опилки находятся между гранулами вермикулита. При подаче смеси на поверхность металла, поверхностно-активное вещество, находящееся на поверхности вермикулита, практически мгновенно сгорает, а огнеупорный порошок, например оксиды магния и кальция, находящиеся на поверхности вермикулита, вступают в топохимические реакции с оксидами вермикулита (SiO2, MgO, Al2O3) с образованием тугоплавких соединений. При использовании оксида магния, в результате топохимической реакции образуется форстерит Mg2[SiO4], имеющий огнеупорность 1750-1800°С, а при использовании оксида кальция высокоосновные оксиды алюминия и кремния или их кальций-магниевые шпинели с огнеупорностью не ниже 1700°С. Образовавшиеся тугоплавкие соединения не позволяют смеси расплавиться от действия температуры жидкого металла 1550-1600°С перед разливкой, вне зависимости накрыт ковш крышкой или нет, при этом ее теплоизоляционные свойства сохраняются в течение всего периода разливки. Количества огнеупорного порошка менее 2 мас.% недостаточно для образования тугоплавких соединений, а увеличение его содержания сверх 5 мас.% приводит к утяжелению смеси и увеличению ее теплопроводности. Достигаемая в ковше огнеупорность смеси 1650°С необходима и достаточна для обеспечения стабильной работы способа по теплоизоляции металла в ковше перед разливкой. Это новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением.

Поверхностно-активного вещества менее 0,1 мас.% недостаточно для образования однородного адсорбционного слоя, а более 0,3 мас.% может привести к образованию слоя углерода на границе огнеупорный порошок - вермикулит, который будет препятствовать протеканию топохимической реакции между вермикулитом и огнеупорным порошком. При содержании опилок в смеси менее 29,9 мас.% недостаточно образующего в системе углерода для предотвращения обезуглераживания поверхностного слоя металла. При содержания древесных опилок в смеси более 37,7 мас.% возможно снижение огнеупорности смеси из-за недостатка неорганического компонента теплоизолирующей смеси. При насыпной плотности менее 150 кг/м3 смесь может расплавиться, а при насыпной плотности более 350 кг/м3 снижается тепловое сопротивление смеси.

Теплоизолирующую смесь, приготовленную последовательным смешением вермикулита, поверхностно-активного вещества, огнеупорного порошка и опилок, в полипропиленовом пакете подают на поверхность жидкого металла, температура которого в ковше перед разливкой составляет 1550-1600°С, обеспечивая при этом высоту слоя теплоизолирующей смеси в ковше не менее 200 мм. Вследствие повышенной огнеупорности смеси, она позволяет сохранять исходную высоту и поддерживать теплоизолирующий эффект до окончания разливки металла.

1. Смесь для теплоизоляции поверхности жидкого металла, содержащая вспученный вермикулит и древесные опилки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит огнеупорный порошок и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вспученный вермикулит 60-65
Древесные опилки 29,9-37,7
Огнеупорный порошок 2-5
Поверхностно-активное вещество 0,1-0,3,

при этом смесь имеет насыпную плотность от 150 до 350 кг/м3.

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного порошка используют оксид магния.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного порошка используют оксид кальция.

4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют технические лигносульфонаты.

5. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют асидол.

6. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют мылонафт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к непрерывной разливке стали, в частности к сборке разливочного устройства и разливочного стакана (1). .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке стали. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для перемещения расплавленного металла, например, из разливочного ковша в промежуточный ковш. .
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам теплоизолирующих смесей, используемых для теплоизоляции поверхности зеркала металла в сталеразливочных и промежуточных ковшах.

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к стопорному устройству, предназначенному для регулировки потока расплавленного металла из выпускного отверстия металлургической емкости, такой как разливочное устройство.
Изобретение относится к области металлургии

Изобретение относится к металлургии, в частности к шиберным или поворотным затворам на металлургических плавильных сосудах

Изобретение относится к подъемному механизму для подъема заполненного жидкой сталью ковша со сталевоза к погружным трубам сосуда для вакуумной обработки на установке RH

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для разливки расплавленной стали из промежуточного ковша в кристаллизатор

Изобретение относится к устройствам для подогрева или поддержания в нагретом состоянии емкости, используемой в отделении выплавки для транспортировки металла, в частности ковша

Изобретение относится к способу регулирования потока, протекающего через донное выпускное устройство металлургической емкости

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройству скользящего затвора выпускного отверстия ковша или промежуточного разливочного устройства

Изобретение относится к устройству и способу выливки расплавленного металла из-под слоя расплавленного электролита, менее плотного, чем металл
Наверх