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, Бюл. №35). Смесь включает полевой шпат (амазонит), кокс молотый и алюминиевый порошок.
Однако недостатком указанной смеси является то, что в период транспортировки и разливки металла в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) перепад температуры составляет 12°С и более. Чтобы обеспечить теплоизолирующие свойства смеси, перепад температуры должен быть минимальным.
Технической задачей изобретения является снижение перепада температуры при транспортировке и разливке металла в машинах непрерывного литья заготовок.
Поставленная задача решается тем, что теплоизолирующая смесь включающая полевой шпат (амазонит), кокс молотый и алюминиевый порошок, дополнительно содержит отсевы алюминиевой стружки, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полевой шпат (амазонит)
65-70
Кокс молотый
20-25
Алюминиевый порошок
4-5
Отсевы алюминиевой стружки
5-6
При этом отношение содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки составляет 0,67-1,00.
Приготовление теплоизолирующей смеси с добавкой отсевов алюминиевой стружки не отличается от приготовления обычной теплоизолирующей смеси.
Размер частиц отсевов алюминиевой стружки 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.
Назначение отсевов алюминиевой стружки в составе теплоизолирующей смеси такое же, как и алюминиевого порошка - эти компоненты являются горючим экзотермической реакции.
Содержание алюминиевого порошка в смеси составляет 4-5%. Содержание отсевов алюминиевой стружки в смеси составляет 5-6%. Их суммарное содержание в смеси 9-11% обеспечивает интенсивное протекание экзотермической реакции и поддержание температуры металла в ковше при транспортировке и разливке в требуемых пределах.
Отношение содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки в смеси принято равным 0,67-1,00. Алюминиевый порошок является более мелкой составляющей смеси по сравнению с отсевами алюминиевой стружки.
При отношении содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки менее 0,67 не обеспечивается взаимное равномерное распределение частиц в смеси, поэтому не происходит интенсивное согревание смеси за счет экзотермической реакции.
При отношении содержания алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки более 1,00 экзотермическая реакция в начальный период происходит медленно и интенсифицируется лишь в конечный период транспортировки и разливки металла, что приводит к повышению перепада температуры металла при транспортировке и разливке.
При отношении алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки 0,67-1,00 происходит равномерный разогрев смеси, что приводит к незначительной разности температуры металла при транспортировке и разливке.
Этому способствует наличие в смеси полевого шпата (амазонита), который, помимо обеспечения необходимой вязкости расплава смеси, является добавкой флегматизирующей (замедляющей) и регулирующей прохождение экзотермической реакции.
Таким образом, оптимальным отношением алюминиевого порошка и отсевов алюминиевой стружки является 0,67-1,00.
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 марок 09Г2С, 1 сп. Провели 22 плавки - плавки №452031÷452053.
В опытах использовали теплоизолирующую смесь в соответствии с прототипом и заявленную 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
- отсевы алюминиевой стружки по ТУ 1781-001-78530992.
В опытах использовали следующие составы смесей:
№ состава
Содержание компонентов, мас.%
Отношение алюминиевого порошка к отсевам алюминиевой стружки
Полевой шпат (амазонит)
Кокс молотый
Алюминиевый порошок
Отсевы алюминиевой стружки
1
65
25
5
5
1,00
2
68
22
4
6
0,67
3
66
23
5
6
0,83
4
70
21
4
5
0,80
Получены следующие результаты: перепад температуры металла при транспортировке и разливке в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) составил при использовании теплоизолирующей смеси по прототипу 12,8°С, заявляемой теплоизолирующей смеси (составы 1, 2, 3, 4) - 11,7°С, что ниже на 8,6%.