Дата опубликования описания 07.02.82 (53) УД К 666.762..93 (088.8) В. Н. Федоров, А. И. Чижиков, 5, И. Ермола и Б. Н, Мангасаров вЂ” Ф.-Харичев" =, I (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНАЯ ШИХТА

Изобретение относится к высокотемпературным огнеупорным материалам и может быть использовано в металлургической промышленности, например для футеровки кристаллизаторов.

Известен огнеупорный материал, содержащий, вес.%: нитрид бора 50 вЂ” 95 и монофосфат алюминия 5 вЂ” 50 (1).

Однако этот материал характеризуется недостаточной механической . прочностью и низкой теплопроводностью, Известен материал, содержащий, вес.%: алюмофосфатное связующее S вЂ” 20, окись алюминия 1 вЂ” 10 и нитрид бора остальное (2).

Однако такой огнеупорный материал имеет недостаточно высокую рабочую температуру, низкие прочность и теплопроводность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является материал, содержа- щий, вес.%: нитрид бара 30 вЂ” 70 и двуокись. кремния S10> 30 вЂ” 70 (3).

Недостатками данного материала являются низкий коэффициент термического расширения, несмачиваемость жидким металдом, а также низкая величина коэффициента теплопроводности, что лри изготовлении из него кристаллизатора приводит к медленному затвердеванию непрерывного слитка и, как следствие, к резкому уменьшению . скорости его вытягивания, ухудшающему качество поверхности слитка и снижающему производительность.

Цель изобретения вЂ” авторегулируемость теплоотбора в кристаллизаторе, а также увеличение срока службы и механической прочности кристаллизатора.

Указанная цель достигается тем, что огнеупорная шихта, преимущественно для футеровки кристаллизаторов, включающая нитрид бора и двуокись кремния, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Нитрид бора 30-45

Двуокись кремния 25-50

Медь 10-40

Уменьшение содержания меди ниже 10% приводит к снижению коэффициента теплопроводности материала, что при изготовлении иэ него кристаллизатора приводит к малой материала, кг/см* известного предлагаемого

1350-1500

1000

13-18

20-25

30-35

13ОО

1300

1350 вЂ” 1500

1350-1500

1350 вЂ 15

40 вЂ” 45

50 вЂ” 55

1300

1350-1500

55-60

60-65

1300 i50O

60-65

3 903357 скорости роста корки слитка, что сопровождается ухудшением качества его поверхности и снижением производительности. Увеличение содержания меди свыше 40% сопровождается

>> уменьшением прочностных свойств материала, что при изготовлении из него кристаллизатора приводит к износу последнего, искажению внутренней его полости, приводящему к браку заготовок по поверхностным трещинам.

Предложенный огнеупорный материал обла- 10 дает авторегулируемостью теплоотбора и состоит иэ нитрида бора, связанного окисью .кремния, величина коэффициента линейного расширения которого близка к нулю, и меди со значительным коэффициентом линейного расширения. Под автарегулируемостью теплопроводности и, как следствие, теплоотбара, нанимается изменение этих величин в нужном направлении с изменением температуры мате-. риала. В результате этого в предлагаемом материале теплопроводность увеличивается с повышением температуры и соответственно понижается с ноннжеиием температуры. Обеспечивается это. явление за счет того, что материал в. виде смеси из указанных составляющих приготавливается при высокой темпе. рагуре, когда имеется плотное прилегание . частиц этих составлякицих, что. соответствует . максимальной теплопроводности материаяа.

При охлаждении материала да комнатной температуры частицы меди сжимвются, в результате чего создаются газовые зазоры между медью и нитридом бора, связанного окисью кремния; имеющего величину коэффициента линейного расширения близкой к ну.лю, что приводит к резкому уменьшению эффективной теплоправодности, всего материала, Промежуточные значения температуры определяют и промежуточные значения теплов роведиости.

Таким образом, при разливке горяче- . 40 го металла теплопров одно сть материала кристаллизатора н тенлоотбор от металла увеличивается, при разливке металла с ниэ1

Температура Прочность о „ материала, С предлагаемого

4 кой температурой теплопроводность материала кристаллизатора понижается и теплоотбор от металла снижается, обеспечивая его разливку полностью. При номинальной температуре разливаемого металла теплопроводность материала кристаллизатора устанавливается проме-, жуточной относительно крайних значений.

Авторегулируемость теплоотбора обеспечивает получение литого металла стабильно высокого качества, а применение известного материала, не обладающего способностью к автарегулнрованию теплоотбора, приводит к ухудшению качества металла, так как при разливке горячего металла получаются трещины, а при разливке холодного металла ухудшается поверхность заготовок из-за появления заворотов. Кроме того, в результате низкого коэффициента теплопроводности известного материала при обычных скоростях вытягивания заготовки металл выливается под кристаллизатором, поэтому необходимо снижение скорости вытягивания по крайней мере в

2 раза, что соответственно снижает производительность.

Технология получения предлагаемого материала состоит в следующем.

Порошок нитрнда бора, меди и двуокиси кремния смешивают в вибромельнице или шаровой мельнице. Готовуж шихту загружают в графитовую пресс-форму, которую нагревают в индукторе до 1100 С. По достижении температуры к пуансонам прикладывают удель нае давление 50 кг/см, затем медленно поднимают температуру до 1700 вЂ” 1750 Ñ и удельное давление до 1 50 вЂ” 200 кг/см2. Выдержка при максимальных температурах и давлейни 10-15 мин, после чего снижают температуру до 1500 вЂ” 1400 С, а затем снимают давление.

Результаты испытаний предлагаемого материала в сравнении с известным представлены в таблице.

Теплопроводность материала ккал/м ч град известного

903357

Составитель С. Кахиджанова

Техред ТМаточка Корректор Н. Швыдкая

Редактор Л. Недолуженко

Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 26/5

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

Как видно из таблицы, теплопроводность кристаллнзатора, выполненного иэ предлагаемой шихты, находится в пределах от 13-18 до 60 вЂ” 65 ккал/м ч град, а выполненного иэ известной существенно ниже и остается постоянной при изменении температуры, равной

12 ккал/м ч град.

Кроме того, прочность кристаллизатора из предлзгаемой шихты 1350 вЂ” 1500 кг/см из известной вЂ” 1300 кг/см . Срок службы крис-10 таллиэатора из предлагаемой шихты 80вЂ”

70 тыс.т отлитого металла до полного его износа, из известной шихты в соответствии с несколько пониженной прочностью 50вЂ”

70 тыс.т отлитой стали.

Таким образом, использование предложенной огнеупорной шихты в кристаллизаторах позволяет снизить процент поверхностных дефектов на заготовках иэ стали, чугуна илн 20 металлов до 1% и увеличить срок службы и прочностные свойства кристаллизаторов.

Формула изобретения

Огнеупорная шихта, преимущественно для футеровки кристаллизаторов, включающая ингрид бора и двуокись кремния, о т л ич а ю щ а я с ятем,,что, с целью авторегулируемости теплоотбора в кристаллизаторе, а также увеличения срока службы и механической прочности кристаллиэатора, она дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Нитрид бора 30 вЂ” 45

Двуокись кремния 25-50

Медь 10-40

Источники информации, принятые во внимание нри зкснертизе

1. Патент Франции И 2139550, кл. С 04 В 35/00, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР И 658115, кл. С 04 В 35/58, 1977.

3. П и США И 3240614, Kà. 106-39, опублик. 1966.