Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка

 

Сокээ, Советсния

Социалистическия

Республик

С П И С А Н И Е (и1 547287

ИЗОБРЕТИ Й ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 05,09.75 (21) 2169242/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.02.77. Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования опнсания20.05.77 (61) М. Кл. В 22 027/04

Государственный комитет

Совета MNHKcTpOB СССР оо делан иэооретений и открытий (53) УДК 669.18:621, ° 746.589 (088.8) (72) Авторы изобретения Р. П. Коновалов, В. Ф. Поляков, Я, А. Шнееров, В. И. Негода, И. М. Коновалов, B. H. Красовицкий и Г. Д. Быков (71) Заявители Институт черной металлурши и Череповецкий ордена Ленина металлургический завод им. 50-летия СССР (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ ГОЛОВНОЙ

ЧАСТИ СЛИТКА

Изобретение относится к области металлургии черных металлов, в частности к экзотермическим смесям, используемым для утепления головной части стальных слитков.

Для утепления головной части слитков и уменьшения, таким образом, протяженности усадочных дефектов в слитке в практике разливки стали широко используются экзотермические норошкообразные засыпки, Известна экзотермическая смесь, содержащая 1р горючие компоненты в виде алюминия, кокса и древесных опилок, окислитель в mqe селитры и прокатной окалины, наполнителн в виде вспученного перлита, обожженного вермикулита и других материалов, связывающее — катализатор в виде суль. фатного щелока и плавикового шпата (1).

Недостатком указанной смеси является то, что в результате выгорания углеродосодержащих горючих компонентов смеси (древесины, кокса) и подплавления вспученного материала (перлита) объем и толщина образующегося после сгорания смеси огарка уменьшается, он проседает по мере усадки металла, отходит от стенок прибыльной надставки (вкладыша/, дает трещины, разрывается, обваливается. При этом резко возрастают потери тепла с поверхности огарка, что приводит к ускорению кристаллизации металла в прибыльной (головной) части слитка и более глубокому проникновению усадочных дефектов в слиток. Выход годного из слитка уменьшается.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экзотермическая смесь, содержащая алюминий, древесную муку, нитраты натрия или калия, ийи бария, технический глинозем, или корунд, вспученный перлит, плавиковый шлат (2) .

Однако эта смесь предназначена для получения сортовых слитков, массой 9 т, и,имеет значительную йротяженность при использовании. для утепления листовых слитков.

Для утепления головной части листовых слит,ков, имеющих соотношение высоты к приведенному диаметру 2,3 — 2,7 необходимо иметь высокие теплоизолируюШие свойства смеси и образующегося при ее сгорании огарка.

Цель изобретения — повышение теплоиэолирующих свойств смеси и огарка.

Для этого предлагаемая зкзотермическая смесь помимо алюминия, древесной муки, нитратов натрия или калия, или бария, технологического глино547287 зема или корунда, вспученного перлита дополнительно содержит необожженный перлит при следующем соотношении ингредиентов, вес,%:

Алюминий 12,0 — 35,0

Древесная мука 3,0 — 18,0

Нитраты натрия или калия, или бария 1,0 — 15,.0

Технический глинозем

15,0 — 40,0

7,0 — 33,0 или корунд

Вспученный перлит

Введенный в состав смеси необожженный перлит способен при нагреве в условиях высоких температур (600 С и выше) увеличить свой объем. После засыпки смеси на зеркало металла в головной части

15 слитка и загорания смеси перлит вспучивается и тем самым компенсирует уменьшение объема и толщины огарка. Образующийся в этом случае огарок является сплошным, пористым, легким без разломов и трещин. Поверхность его ровная или слегка

20 выпуклая, он не отходит от стенок прибыльной надставки (вкладыша). Такой огарок обладает хо рошими теплоизоляционными свойствами, позволяет значительно уменьшить тепловые потери через зеркало металла. -no обеспечивает более длитель25 ную кристаллизацию стали в головной части слитка и мсньшую протяженность усадочных дефектов в слитке. Такие свойства огарка особенно важны при отливе слитков оольшого ргзвсса (7-9 т и более). крнсталлизирующихся в течение значительного периЗ0 ода времени (до нескольких часов).

Соотношение между количеством предварительно обожженного и необожженного перлита, также кгк и соотношение остальных компонентов

35 смеси определяется се назначением (развесом слигка) и связанным с этим количеством основного горючего материала смеси — алюминия.

Так, при отливке слитков небольшого развеса (до 2-3 r), кристаллизирующихся в течение сравни- 40 тельно короткого промежутка времени и имеющих относительпо большие потери тепла в прибыльной части, чем у слитков крупного развеса, для обеспечения эффективной работы экзотермической смеси в ее состав необходимо вводить до 45

28-35 вес.% алюминия (в виде порошка или измельченных до фракции (1 мм отходов алюминиевых сплавов стружки, фольги и т.д.). В состав такой смеси должны входить и необходимые для эффективного горения смеси в основном за счет кислоро- 50 да атмосферы тонкоизмельченные древесные продукты- древесная мука (14 — 18 вес. %) . Для зажигания такой смеси необходимо . иметь

10-15 вес. % твердого окислителя — нитратов натрия или калия, или бария. В такой смеси будет 55 содержание наполнителей относительно небольшое:

15-20 вес.% огнеупорных материалов (технического глинозема, магнезигового порошка и др.), 7-10 вес. % предварительно обожженного вспученного перлита и 5-15 вес.% необожженного перлита.

Пример 1. При отливке сортовых слитков весом 8-10 т. в уширяющиеся книзу изложницы с теплоизоляционными вкладышами используется экзотермическая смесь следующего состава, вес. %:

Алюминий в виде порошка, измельченный в стружки или отходов алюминиевых сплавов 23,0

Древесная мука 10,0

Нитраты натрия или калия, или бария 5,0

Технический глинозем 32,0

Вспученный перлит 15,0

Необожженный перлит (фракция (1 мм)

Плавиковый шпат

Расход смеси 1,2 — 1,5 кг/т стали.

Пример 2. При.отливке слитков весом 2 — 3 т используется экзотермическая смесь следующего состава, вес %:

Алюминий 35,0

Древе сная мука 18,0

Нитраты натрия или бария 15,0

Технический глинозем или корунд

Вспученный перлит

Необожженный перлит

Плавиковый шлат

Расход смеси 1,4 — 15 кг/т стали.

12,0

3,0

15,0

7,0

5,0

5,0

Содержание плавикового шпата, в этом случае должно составлять 3-5 вес. %.

При отливке же слитков крупного развеса

1свыше 15 т), кристаллизирующихся в течение нескольких часов, растянуть горение экзотермической смеси на такой большой промежуток времени невозможно.

Поэтому здесь более важно получить хорошие теплоизоляционные свойства огарка, получающегося после сгорания смеси, что позволит снизить тепловые потери в прибыльной части слитка и обеспечит в течение длительного времени питание образующейся усадочной раковины жидким металлом. В этом случае в составе смеси можно иметь значительно меньше (12-18 вес.%) самой дорогой составляющей — алюминия и, соответственно, меньше древесной муки (3-7 вес%) и твердых окислителей (1-5 вес.%). В то же время в со"таве такой смеси возрастает доля инертных компонентов — ма териалов, многократно увеличивающих свой объем при нагреве и являющихся хорошими теплоизоляторами, и огнеупорных материалов. При этом содержание в смеси предварительно обожженного (вспученного) перлита, может составлять

20-33 вес.%, а содержание таких же материалов, но в сыром, необожженном состоянии — 18-30 вес.%.

Содержание огнеупорных наполнителей также возрастает и может составлять 25-40 вес. %. Доля плавикового шпата в такой смеси уменьшается до

1-3 вес.%.

Между такими крайними случаями, в зависимости от развесг слитка, выбираются промежуточные составы смесей.

547287

20,0

33,0

30,0

1,0

40,0

20,0

17,0

2,0

Составитель И. Куницкая

Техред М. Ликович

Корректор И. Гоксич

Редактор Л. Лашкова

889/78 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Пример 3. При отливке слитков весом 20 — 22т используется экзотермическая смесь следующего состава, вес. %:

Алюминий 12,0

Древесная мука 3,0

Нитраты натрия или бария 1,0

Технический глинозем или корунд

Вспученный перлит

Необожженный перлит

Плавиковый шлат

Расход смеси 1,0 — 1,2 кг/т стали.

Пример 4. При отливке слитков весом 15 — 16т используется экзотермическая смесь следующего состава, вес. %:

Алюминий 18,0

Древесная мука 8,0

Нитраты натрия или бария 3,0

Технический глинозем или корунд

Вспученный перлит

Перлит необожженный

Плавиковый шпат

Расход смеси 1,2 — 1,4 кг/т стали, При разливке стали сверху экзотермическая смесь присаживается на зеркало металла в головную часть слитка сразу после его наполнения, а при разливке стали сифоном смесь на зеркало металла присаживается еще до окончания наполнения головной (прибыльной) части.

Проведенные в лабораторных условиях на слитках весом 40-50 кг испытания показали, что смесь по изобретению сгорала быстро (за 2-3 мин после засыпки), после чего поверхность смеси быстро темнела: на поверхности огарка появляется необожженный перлит (налет) с отдельными красными точками, Поверхность огарка была ровной, без проседания и трещин; от стенок формы огарок не отходил. После охлаждения до комнатной температуры огарок представляет собой единый толстый лой рыхлого, пористого, в то же время относительно прочного материала, светло — серого цвета (в разрезе). Только самый нижний слой огарка, непосредственно контактирующий с металлом, толщиной 1-2 мм, имеет вид оплавленной корочки.

Как показала порезка слитков, протяженность концентрированной усадочной раковины и подусадочной пористости и рыхлости при утеплении слитков экзотермической смесью по изобретению составила на первой плавке 36,4% и на второй 33% длины слитка.

Исходя из испытаний смесь по изобретению эффективна с точки зрения тепловой работы для листовых слитков, имеющих соотношение высоты к приведенному диаметру 2,3 — 2,7, позволяет уменьшить протяженность усадочных дефектов в слитке и увеличить, таким образом, выход годного из

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, преимущественно листовых слитков, имеющих соотношение высоты к приведенному диаметру 2,3 — 2,7, содержащая алюминий, древесную муку, нитрат натрия или калия, или бария, плавиковый шпат, вспученный перлит, технический глинозем или корунд, отличаю ща я с ятем, что, с целью повышения теплоизолирующих свойств смеси и образующегося при ее сгорании огарка, смесь дополнительно содержит нес божженный перлит при следующем соотношении ингредиентов, вес%.

Алюминий 12,0- 35,0

Древесная мука 3,0 — 18,0

Нитраты натрия или калия, или бария 1,0 — 15,0

Технический глинозем

35 или корунд 15,0 — 40,0

Вспученный перлит 7,0 — 33,0

Необожженный перлит 5,0 — 30,0

Плав иков ый шпаг 1.0 — 5,0

Источники информации, принятые во внимание

40 при экспертизе:

1. Патент Англии, У 1280768, класс

В 22 d 27/06, 1972.

2. Авторское свидетельство, выданное по заявке У 2149683/02, 1975.