ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ
HEAT-INSULATING MIXTURE

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утеплению поверхности жидкой стали и чугуна в ковше во время транспортировки и разливки.
Известна теплоизолирующая смесь для разливки стали (Авт. свид. СССР №582054, МПК B22D 27/00, B22D 7/10, опубл. в БИ №44, 1977 г.). Смесь содержит углеродсодержащее вещество, в качестве которого используются древесные опилки, а также перлит вспученный. Опилки - отход деревообработки, перлит - силикатная составляющая - вулканическое стекло. Его вспучивание происходит при нагревании за счет удаления из его состава химически связанной воды. Вспученный перлит является теплоизолирующим материалом и в смеси с опилками за счет их горения обеспечивают теплоизоляцию поверхности стали.
Однако эта теплоизолирующая смесь имеет следующий недостаток:
- после полного сгорания опилок, что происходит в течение нескольких минут, теплоизолирующие свойства смеси резко снижаются, оставшийся в смеси вспученный перлит благодаря контакту с расплавленной сталью расплавляется и теряет свои теплоизолирующие свойства.
По этой причине такая смесь не может быть использована для теплоизоляции поверхности жидкой стали или чугуна в ковше при транспортировке и разливке, где необходимо поддерживать высокую температуру расплавленного металла в течение длительного времени.
Известна также теплоизолирующая смесь для разливки стали, являющаяся ближайшим аналогом заявляемого изобретения (патент РФ №2289493, МПК B22D 7/00, опубл. 20.12.2005 в Бюл. №35). Смесь включает углеродистую составляющую - молотый кокс, силикатную составляющую и алюминиевый порошок.
Однако недостатком указанной смеси является то, что продолжительность горения смеси неравномерная - интенсивная в начальный период и замедленная к концу периода выдерживания расплавленного металла в ковше, что снижает теплоизолирующие свойства смеси. Это позволяет достигать перепада температуры расплавленного металла при разливке в машинах непрерывного литья заготовок в пределах 12-13°С. При более высоких перепадах температуры расплавленного металла производство отдельных марок легированных сталей затруднено.
Технической задачей изобретения является повышение теплоизолирующих свойств смеси и, следовательно, снижение перепада температуры расплавленного металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок.
Поставленная задача решается тем, что теплоизолирующая смесь, включающая полевой шпат (амазонит), кокс молотый и алюминиевый порошок, дополнительно содержит рисовую лузгу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полевой шпат (амазонит)
65-70
Кокс молотый
15-18
Алюминиевый порошок
9-11
Рисовая лузга
5-8
Приготовление теплоизолирующей смеси с добавкой рисовой лузги не отличается от приготовления обычной теплоизолирующей смеси.
Рисовая лузга (иногда ее называют рисовой шелухой) является отходом при переработке риса.
Размер частиц рисовой лузги в процессе приготовления теплоизолирующей смеси, как правило, не превышает 3 мм, что соответствует наибольшему размеру фракций других компонентов смеси и поэтому обеспечивает хорошую сыпучесть смеси при заполнении ею поверхности расплава в ковше.
2
2
3
2
3
Характерной особенностью рисовой лузги является химический состав ее золы, которая содержит, мас.%: SiO 90,7-92,4; (CaO+MgO) 3,3-4,2; AlO 3,3-3,6; (FeO+FeO) 1,0-1,5.
2
Высокое содержание SiO в золе обеспечивает ее практически не изменяющуюся вязкость при снижении температуры во время разливки и транспортировки. В результате этого теплоизолирующие свойства, смеси практически не изменяются и не приводят к снижению перепада температуры расплавленного металла при транспортировке и разливке в машине непрерывного литья заготовок более чем на 11-12°С.
Как показывает практика, при расходе рисовой лузги менее 5% не обеспечивается формирование расплава в зоне контакта теплоизолирующей смеси с расплавленным металлом необходимой вязкости и не обеспечивается требуемая теплоизолирующая способность смеси.
При расходе же рисовой лузги более 8% наблюдается интенсивное горение теплоизолирующей смеси в начальный период, что также снижает ее теплоизолирующую способность.
Таким образом, оптимальными пределами расхода рисовой лузги в смеси является расход 5-8%.
Пример конкретного выполнения
В сталеплавильном цехе ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" провели опыты по использованию теплоизолирующих смесей в сталеразливочных ковшах номинальной емкостью 175 тонн при выплавке стали марки Ст 3сп. Провели 23 плавки - плавки №570380÷570408.
В опытах использовали теплоизолирующую смесь в соответствии с прототипом и заявляемую смесь.
В составе заявленной смеси использовали следующие материалы:
- полевой шпат (амазонит) Вишневогорского месторождения по ТУ 5726-96;
- кокс сухой молотый по СТП 101-68-98;
- алюминиевый порошок вторичный пассированный марки АПВ-П по ТУ 1790-99;
- рисовую лузгу ПАМ-73.
В опытах использовали следующие составы смесей (таблица).
Таблица
№ состава
Содержание компонентов, мас.%
Полевой шпат
Кокс молотый
Алюминиевый порошок
Рисовая лузга
1
65
18
10
7
2
67
17
11
5
3
70
15
9
6
Получены следующие результаты: перепад температуры при разливке в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) составил при использовании теплоизолирующей смеси по прототипу 13°С, заявляемой теплоизолирующей смеси (составы 1, 2, 3) - 11,5°С, что ниже на 13%.