Экзотермическая смесь для прибыльной части слитка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о»724271 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 230276 (21) 2326342/22-02 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки №

В 22 D 7/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3003.80 Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 3003.80 (53) УДК 621 ° 746. . 586 (088. 8) Л.И.Крупман, Ю.В.Климов, Д.М.Максименко, П.И.Кова (72) Авторы изобретения

10.В.Оробцев, И.Д.Подопригора и E.E.Верди евский

В ) (71) Заявитель

Донецкий научно- исследовательский институт черной металлургии (54)ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИБЫЛЬНОЙ

ЧАСТИ СЛИТКА

25,0-3 5,0

45,0-70,0

Остальное

Твердый окислитель

Вермикулит необожженный

Восстановитель на основе алюминия

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам экзотермических смесей, применяемых для обогрева прибылей слитков стали.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экзотерми ческая смесь, включающая восстановитель на основе алюминия, твердый окислитель - легко восстанавливаю-. щееся кислородсодержащее соединение и наполнитель, в качестве которого в смеси содержится вермикулит необожженный (11.

Однако эта смесь имеет недостаточный экзотермический эффект. . Цель изобретения — повышение эффективности использования тепла экзотермических реакций.

Эта цель достигается тем, что смесь содержит указанные ингредиенты при следующем соотношении,вес.Ъ: г

При этом вермикулит необоженной фракции 5-20 мм составляет в смеси

60-903, а фракции 1,5-4,5 мм — 10-40%.

Увеличение в вермикулите доли фракции 5-20 мм более указанного выше количества сопровождается уменьшением величины распространения усадочных дефектов. Однако уже при

63% фракции 5-20 мм обеспечивается уменьшение головной обрези в среднем до 5,9Ъ, что близко к теоретически достижимому уровню (5,0-5,5Ъ). Поэтому дальнейшее (вплоть до 1003) увеличение доли фракции 5-20 мм

15 будет полезным, однако в незначительной степени.

Кроме того, применение вермикулита такого фракционного состава в указанных количествах обеспечивает

20 образование двухслойной засыпки в процессе горения смеси в прибыльной части слитка и надежную теплоизоляцию металла. Двухслойная засыпка образуется за счет того, что при рез25 ком (В 10-15 раз) увеличении объема частиц вермикулита, нагретых до температуры 300-400 С, более мелкие частицы экзотермических компонентов (окислитель и восстановитель) осыпа30 )ются (соскальзывают) вниз. Происхо724271 дит сепарация частиц по высоте слоя смеси: внизу — экзотермические компоненты (максиМальный размер их час=тиц в смесй не превышает 3 мм) и мелкие частицы вермикулита, вверху крупные частицы вспученного вермикулита, которые служат теплоизолятором

/ и уменьшают потери тепла экзотер мических реакций в Окружающую атмосферу. Данная экзотермическая смесь сочетает в себе свойства обогревающих и теплоизолирующих смесей.

Разделение смеси на два слоя тем резче выражено, чем ниже содержание 8 исходном вермикулите частиц с размером менее 5 мм. При использовании мелкого вермикулита, фракционный состав которого приближается к составу экзотермических компонентов, горенйе смеси практически не происходит из-за сильного разобщения частиц восстановителя и окислителя. С повышением содержания в вермикулите доли крупных частиц (размером 5 мм и более) загорание смеси становится более ранним,облегчается описанная выше сепарация частиц смеси.по высоте ее слоя.

Волее резкое разделение смеси на два слоя (слой преимущественно экзотермических компонентов и слой теплоизолирующего материала) с повышением крупности вермикулита увеличивает эффективность экзотермической смеси. Так, при утеплении прибыльной части слитка массой 8,0 т экзотермическими смесями состава, вес,Ъ: алюминиевого порошка 1 4, маргенцевой руды 25, необожженного вермикулита 61 (расход смеси 25 кг на слиток) установленного, что, если в исходном вермикулите содержание фракции

5-20 мм составляет около 34,55 и

63Ъ, то усадочные дефекта распространяются на глубину соответственно

9-10; 7-8,3;. 5,5-6,3Ъ от длиныраската слитка, Отмеченное влияние фракционного состава вермикулита на эффективность смеси имеет место лишь тогда, когда смесь содержит достаточно высокое количество вермикулита.

При содержании вермикулита менее

45% происходит значительное расплавление слоя смеси и потеря его теплоизолирующих свойств. Увеличение концентрации необожженного верми кулита вьпае 70% нецелесообразно, так как получается смесь с низкой теплотворной способностью и ее применение с целью уменьшения величийы головйой обрези будет малоэффек- тивно.

Содержание экзотермических ком понентов в смеси и ее расход выбираются в зависимости от массы слитка. При этом следует учитывать возрастание скорости горения с повышением теплотворной способностей

45 ил и

Алюминиевый порошок 10

Окалина 23

Вермикулит необожженный 67

50 Если в качестве восстановителя используют отходы переработки алю-. миниевых сплавов, содержащие 50Ф алюминия, состав этих смесей

r следующий, вес. Ъ:

55 Огходы переработки алюминиевых сплавов

Maprанцевая руда

Вермикулит необожженный

60

g0 или

Отходы переработки алюминиевых сплавов

Окалина

Вермикулит необожженный

23 смеси, которая определяется в основ ном количеством горючего элемента алюминия.

Содержание окислителя выбирается в зависимости от содержания горючего компонента, причем последнее должно

5 на 3-5Ъ превышать стехиометрическое соотношение с окислителем.

Для слитков массы 2-4 т, характеризующихся непродолжительным затвердеванием металла в прибыли, 10 целесообразно испольэовать смесь с относительно высокой скоростью горения (повышенным количеством экзотермических компонентов) при малом ее расходе (например 2 кг/т

15 стали). Для слитков большой массы (более 12 т) целесообразно использовать смесь с малой скоростью горения при относительно большом ее расходе (например 4 кг/т стали) . Вос20 становителем в смеси служат или по рошкообразный алюминий, или отходы переработки алюминиевых сплавов фракции 0,5-3 мм, содержащие не менее 40% металлического алюминия; окислителем — маргенцевая руда, (пиролюзит) или железная окалина °

Так, для слитков малой массы используют смесь состава, вес.Ъ:

Алюминневый порошок - 16 .

Марганцевая руда, 30 содержащая 85% двуокиси марганца 32

Необожейный вермикулит 52

Если окислителем служит железная

35 окалина, то смесь имеет состав,вес.Ъ:

Алюминиевый порошок 1,6

Желез на я окалина 35

Необоженный вермикулит 49

Для слитков большой массы приме40 няют состав, вес..Ъ:

Алюминиевый порошок

Марганцевая руда

Вермикулит необожженный 70

724271

Формула изобретения

Сост ави тель Н. Чапч иков

Техред Э.Чужик КорректорЯ.Веселовская

Редактор И.Михеева

Заказ 765/3 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

В качестве примера утепления прибыльной части блюмингового слитка массой 8,0 т, отливаемого в растаиренные книзу изложницы с теплоизоляционным вкладышем, используют смесь в количестве 3,0 кг/т стали следующего состава, вес.а:

Восстановитель — алюминиевый порошок 14

Окислитель марганцевая руда 25

Необоженный вермикулит 61

При этом применяют вермикулит следующего фракционного состава:

Фракция,мм. 20 10 5 3 1,5 менее 1,5

Остаток Я на сите,% 2,7 20,9 39,5 12,0 10,4 14,4

В результате опробования установлена высокая эффективность смеси, позволяющая уменьшить величину головной обрези при прокатке слитков на блю минге до 6% по сравнению с 8,8 и 9,6В обрези, которая получена для слитков, утепленных .перлитографитовой (расход кг/т стали) и коксошамотной (расход 2,5 г/т стали) смесями., Предлагаемая смесь, малокомпонентна, не содержит, токсичных веществ и может быть приготовлена на оборудовании существующих люнкеритных отделений. Готовится она путем механического смешения предварительно ЗО просеянных через сито с размером ячеек 3 мм восстановителя и окислите-. ля. К смеси экзотермических компонентов добавляется необоженный верФилиал ППН Патент г. Ужгород, микулит, после чего производится их повторное леремешивание.

В прибыльную часть смесь вводится после окончания разливки слитка.

Объемный вес смеси составляет

ll00-1300 кг/мз, а ее расход

2-4 кг/т стали.

1. Экзотермическая смесь для прибыльной части слитка, включающая восстановитель на основе алюминия, твердый окислитель и необоженный вермикулит, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования тепла экзотермических реакций, она содержит указанные ингредиенты при следующем соотношении, вес.Ъ:

Твердый окислитель 25,0-35,0

Вермикулит необожженный 45,0-70,0

Восстановитель на основе алюминия Остальное

2. Смесь по п.l, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что вермикулит необожженный фракции 5-20 мм составляет в смеси 60-90%, а фракции

1,5-4,5 мм — 10-40В.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 910942233, кл. С 5 G 1967.