Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 161179 (21.) 2876150/22-02 (51) М. Кп. с присоединением заявки ¹

В 22 0 7/10

Государствеииый комитет.СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08В1. Бюллетень Но 32 (53) УДК 621 746.586:662,989 (088.8) Дата опубликования описания 300881 о.В; А . И;: .Белов с (! (72) Авторы изобретения

E. П. Семененко, П. Г. Терзиян, В. A. Кул и В,П. Игнатьев

Коммунарский горно-металлургический институт (71) Заявитель (54 ) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ УТЕПЛЕНИЯ

ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ СЛИТКА

Изобретение относится к металлур-" гии черных металлов, в частности к состава.s экэотермических смесей для обогрева головной части стальных слитков.

Экзотермические смеси широко применяктся для обогрева головной части слитков спокойной стали. Выделяемое при горении смесей дополнительное количество тепла способствует снижению протяженности усадочных дефектов в слитках и уменьшению головной обреэи.

В состав таких смесей входят горючие компоненты, твердый окислитель, наполнитель.

Известна экэотермическая смесь, содержащая горючий компонент в виде силикокальция, окислитель в виде се" литры и прокатной окалины и криолит 1 .

Однако эффективность указанной смеси при отливе листовых слитков, особенно большого веса, низка. Вследствие большой удельной поверхности зеркала металла и более длительной кристаллизации листовых слитков по сравнению с сортовыми увеличивается интенсивность отвода тепла через зеркало металла. В этих условиях криолит, снижая температуру воспламенения смеси, способствует ее быстрому . сгоранию и обнажению зеркала металла.

Известна также экзотермическая смесь, вводимая на зеркало металла, которая содержит, вес.%: силикокальций 35-50, окислитель (железная окалина) 40-65 и молотый шамот остальное (до 100 вес.%) 21.

Однако данная смесь не обеспечива° ет эффективного обогрева головной части слитков с большой поверхностью зеркала металла, например листовых слитков.

15 Наиболее близкой к предлагаемой .по технической сущности и достигаемому результату является экэотермическая смесь для утепления головной части слитка, содержащая, вес %г фер2() росиликокальций 55-70; окислитель (железная окалина) 25-38 и молотый шамот остальное $3J .

Однако эта смесь не обеспечивает значительного повышения выхода годного-металла в связи с недо =таточной эффективностью тепловой работы. Кроме того, смеси с окалиной могут образовать в макроструктуре обогреваемых слитков белые пятна. Эти дефекты

30 представляют собой обезуглероженный

859014 металл, обедненный примесями, кристаллизующийся раньше„ чем жидкий металл обычного состава. Вследствие большой плотности кристаллы оседают в донную часть слитка. На .темплетах этот металл обладает пониженной травимостью

Цель изобретения - улучшение ка чества металла слитка и повышение выхода годного металла.

Поставленная цель достигается тем, что экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, включая ферросиликокальций, окислитель и ша-. мот, содержит указанчые ингредиенты в следующем соотношении, вес.%:

Ферросиликокаль— 15 ций 17-25

Окислитель 28-40

OJP MQt Остальное

Предлагаемая экзотермическая смесь содержит в качестве окислите- ф ля 25"35 вес.:б марганцевой руды и

3-5 вес.Ф натриевой селитры.

Содержание в смеси в качестве горючего веществ ва ферросиликокальция и в качестве окислителя марганцевой руды и натркевой селитры позволяет получить шлак "èñòåìû SI0„ -И„0-Са0-Яа0 C температурой плавления

1300 С.

Содержание горючего ингредиента (ферросклккокальция) выбирается из расчета выделения тепла, необходимоГо для расплавления смеси и на1рева образующегося шлака до температуры

1600оС

CHBN Hèå содержания ферроскликокальция ниже 17% приводит к тому,что

KoJ .Hò тво тепла выцеленное при экзотермической реакции, недостаточно для обогрева прибыльной части слитка а повье зьнке его содержания 49 более 25Ф экономически нецелесообразно так как п)оч э лом не дос 3 игают» ся новые технологические преимуществ а.

Содерх(ание марганцевой руды нахо» дится в стехиометрическом соотношении с восстановителем с учетом чистоты компонента. Так как окислы марганца разлагаются при достаточHG вы сакой температуре, то для снижения © температуры загорания вводится 3-5% натриевой селитры, Введение ее менее

3% не позволяет снизить температуру загорания до требуемых значений, а введение более 5% приводит к нежелательному увеличению газовыделений при Горении смеси, B качестве чнертного наполнителя смесь содержит шамотный порошок.

Содержанке ингредиентов в смеси определяется также ее назначением. )

Прк отливке слитков неболыаого развеса (до 10 т), кристаллизующихся .в течение относительно короткого промежутка времени, используются смеси с высокой зкзотермкчностью: с

При разливке стали сифоном смесь присаживается на зеркало металла еще до окончания наполнения головной (прибыльной) части слитка.

В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известной экзотермических смесей.

Кроме того, область применения этих смесей и их расход 1 кг на

1 т жидкой стали следующие:

Листовые слитки углеродистЬй и низколегированной стали массой

15 т 2,0

Листовые слитки углеродистой и низколегированной стали массой 13 т

Сортовые слитки стали массой до 10 т, уширяющиеся книзу изложницы 1,5

Ниже приведены теплофизическне характеристики для предлагаемых смесей.

Коэффициент теплопроводности огарка, ккал/м .ч С, при температуре,оС

20 О, 095

500 0,220

800 0,295

1000 0,440

Теплотворная способность, ккал/кг 500-630

Скорость горения, кг/мин 0,6-0,7

1,5-1,7 содержанием ферросиликокальция, близким к верхнему пределу (24-25%) и шамота, близким к нижнему пределу (34-35%).

Длительность кристаллизации крупных слитков (15 т) болыае и интенсивность теплового потока от зеркала металла выше, чем у слитка меньшего развеса. В этих условиях необходимо обеспечить более высокие теплоизолирующие свойства образующегося из смеси огарка, а экзотермичность смеси имеет в этом случае меньшее значение. Поэтому в составе смеси для утепления крупных листовых слитков необходимо иметь соДержание ферросиликокальция, близкое к нижнему пределу (17-18%) и, соответственно, меньшее содержание марганцевой руды к натриевой селитры, а доля инертной составляющей (шамота) должна быть близкой к максимуму (порядка 50%), Предлагаемая экзотермическая смесь является эффективным утеплителем стальных слитков. Расход смеси в зависимости от ее состава и развеса слитка составляет 1,5-2,0 кг/т стали, Зкзотермическая смесь может быть приготовлена путем механического смешивания ее исходных компонентов, степень измельчения которых должна быть в основном 1-1,5 ьм, Температура воспламенения смеси, ОС 1000-1050

Объемный вес, кг/м 1600-1700

Химический состав огарка следующий, вес.Ъ:

Окись алюминия

Двуокись кремния

Окись кальция

Закись марганца

Окислы щелочных металлов 1,5

Окислы железа Остальное

Экзотермические смеси указанных составов испытаны при разливке тали марки СТ.ЗО с отливкой слитков 4021,2

48,7

23,2

Содержание ингредиентов, вес.Ъ звестная месь

Предлагаемая смесь

Ингредиенты

1 2 3

35

25

Марганцевая руда

Натриевая селитра

Железная окалина

35

55

Шамот

Т а б л и ц а 2

Предлагаемая смесь

) Известная смесь

Показатели каf чества

1 2 3

Протяженность усадочных дефектов, Ъ длины раската

12 5

8,3

9,2

6,5

Наличие белых пятен в макроструктуре металла слитка

Есть

Нет

Нет

Нет

Ферросиликокальций

Окислитель

Шамот

17-25

28-40

Остальное

2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что содержит в качестве окислителя 25-35 вес.Ъ марганцевой руды и 3-5 вес.В натриевой селитры.

Ферросиликокальций 17

Формула изобретения

1. Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, включающая ферросиликокальций, окислитель и шамот, отличающаяся. тем, что, с целью улучшения качества металла слитка и повышения выхода годного металла, она содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, в вес.Ъ:

50 кг. Температура металла перед заливкой в форму 1600 С. Расход смеси на утепление головной части одного слитка на каждой плавке 100 г.

Таким образом,предлагаемая экзотерМическая смесь для утеппения головной части слитка позволяет повысить выход годного металла эа счет сокращения протяженности усадочных дефектов и улучшить качество металла слитка за счет исключения дефекта белых пятен в макроструктуре металла слитка.

Кроме того, снижается себестоимость металла эа счет сокращения расхода дорогостоящего ферроснликокальция.

Результаты контроля качества опытных слитков приведены в табл. 2..

Таблица 1

859014

Составитель С,Тепляков

Редактор T.Ìåðìåëøòàéí Техред A. Савка Корректор С. Шекмар

Заказ 7417/22 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 336085, кл. В 22 D 27/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 148206, кл. В 22 D 7/10, 1960.

Э. Авторское свидетельство СССР

М 495146, кл. В 22 0 7/10, 1972.