RU1768349C - Смесь дл утеплени слитков спокойной стали - Google Patents

Abstract

Использование: утепление головной части слитков спокойной стали. Сущность изобретени : смесь, в которой компоненты вз ты в следующем соотношении, мас.%: вспученный при нагревании материал на основе графита 5...15, отсевы алюминиевой стружки 30...45, твердый окислитель 20...35, силикатна  глыба 10...30, ставролитовый концентрат 5...10. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к составам экзотер- мических смесей, используемых дл  утеплени  головной части слитков спо кой- ной стали.

Цель изобретени  - уменьшение величины головной обрези на слитках спокойной стали за счет снижени  потерь тепла прибыльной частью слитка.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известную смесь дополнительно вводитс  материал на основе графита, вспучивающейс  при нагревании, который предотвращает сплавление компонентов смеси и сохран ет верхний слой в порошкообразном состо нии.

Смесь дл  утеплени  слитков спокойной стали содержит, мас.%: Вспучивающийс  при нагревании материал на основе графита5-15

Отсевы алюминиевой стружки30 - 45

Твердый окислитель 20 - 35 Силикатна  глыба10-30

Ставролитовый концентрат5-10 , причем отношение массовых процентов силикатной глыбы к ставролитовому концентрату находитс  в пределах 2...3.

В качестве вспучивающегос  при нагревании материала на основе графита может быть использован: вермикул рный графит, бисульфат графита.

Вермикул рный графит образуетс  в результате обработки серебристого графита, а бисульфат графита - природных кристаллических графитов кислыми окислительными агентами, либо, при электроливе водных растворов сульфатов, при использовании графита в качестве анода.

Наличие материала на основе графита, вспучивающегос  при нагревании, приводит к тому, что при горении смеси происходит увеличение его объема, сопровождающиес  сегрегацией компонентов смеси. Более т желые ингредиенты (горючие , окислитель и др.) опускаютс  вниз, попада  в зону горени , а вспученный материал концентрируетс  в верхних уровн х

(Л

С

|Х|

О со

со

-4

ю

смеси. Благодар  этому верхн   часть прибыли заполн етс  преимущественно вспу- чен ным материалом, предотвраща  тем самым потери тепла металлом прибыли.

Результаты зкспериментов по выбору рационального состава экзотермической смеси, обеспечивающего наименьшие потери тепла металлом и соответственно мини- мал ьнуюг головную , приведены в табл.1 и 2. ;

Испытуемые количестве 800 г помещав н а поверхнрсть i efSrtrfa, нагретого до температуры 1150 ± Ю°С, который находилс  в огнеупорном цилиндре диаметром 200 мм.

При этом непрерывно замер лась температура металла на глубине 20 мм от границы металл-шлак.

Падение температуры металла на глубине 20 мм от границы металл-шлак можно характеризовать тепловую работу прибыли. Чем меньше падение температуры, тем выше теплоизолирующие свойства смеси и тем меньше потери тепла прибыльной части слитка, что способствует уменьшению величины головной обрези.

Из приведенных данных видно, что введение в смесь вспучивающегос  при нагре- вании материала на основе графита способствует повышению теплоизолирующих свойств смесей. Наименьший процент, головной обрези наблюдалс  при содержании в смеси (5...15%) указанного материала (смеси 2, 3 и 4).

Нижний предел содержащегос  в смеси вспучивающегос  при нагревании материала на основе графита обусловлен тем, что при более низком его содержании (менее 5%) не происходит сегрегации примесей при горении смеси. При этом образующийс  вспученный слой не заполн ет все сво- бодное пространство в верхней части прибыли, следовательно, не происходит улучшени  теплоизолирующих свойств смеси и снижени  потерь тепла прибылью.

При увеличении содержани  этого компонента свыше 15% возрастают затраты тепла на его вспучивание. В прибыли образуетс  значительный слой вспученного материала и часть его выноситс  в окружающую атмосферу конвективными потоками воздуха, при этом снижаетс  эффективность утеплени  металла в прибыли слитка.

При содержании металлического алюмини  в отсевах алюминиевой стружки в пределах (50...70)% смесь шихтуетс  таким образом, чтобы содержание металлического алюмини  в ней находилось в пределах (21...27)%, что соответствует содержанию

отсевов алюминиевой стружки в готовой смеси в пределах (30...45)%.

При содержании металлического алюмини  в готовой смеси менее 21 % не происходит загорание смеси, а при содержании 27% происходит очень бурное горение, что приводит к сильным конвективным потокам, выносу вспученного материала из прибыли, увеличению

0 количества тепла, в результате чего растут тепловые потери прибыльной частью слитка , происходит подплавление и спекание смеси.

В качестве твердого окислител  можно

5 использовать марганцевый или железорудный конценТрат, железную окалину и другие кислородсодержащие материалы, вступающие в реакцию с алюминием с выделением тепла.

0 Содержание твердого окислител  подбираетс  таким образом,чтобы обеспечить горение металлического алюмини  в смеси, и находитс  в пределах 20-35%.

При содержании твердого окислител 

5 менее 20% не происходит воспламенение смеси. При содержании окислител  более 35% уменьшаетс  тепловыделение при горении алюмини , т.к. уменьшаетс  его количество , окисл емое за счет кислорода

0 воздуха. Это приводит к уменьшению количества тепла, передаваемого в тело слитка, а следовательно, к увеличению глубины усадочной раковины и головной обрези.

В качестве инертного наполнител  вы5 бираютс  силикатна  глыба и ставролито- вый концентрат.

Выдел ющиес  при нагревании из силикатной глыбы пары оксида натри  понижают температуру расплавлени  и

0 разм гчени  оксида алюмини , наход щегос  на поверхности алюминиевого сплава, что приводит к снижению температуры воспламенени  на 230..360°С и увеличению скорости горени  смеси.

5 Ставролитовый концентрат  вл етс  хорошим теплоизол тором и, кроме того, улучшает растекаемость смеси в прибыльной части слитка, что позвол ет исключить операцию разравнивани  смеси на поверхно0 сти металла.

Однако силикатна  глыба  вл етс  легкоплавким, ставролитовый концентрат тугоплавким компонентом. Поэтому необходимо выбрать их соотношение, чтобы

5 обеспечить заданные свойства смеси,

Содержание инертных наполнителей выбираетс  так, чтобы отношение массовых процентов силикатной глыбы и ставролито- вого концентрата находилось в пределах 2...3.

При отношении их более 3 происходит плохое растекание смеси по зеркалу металла , что приводит к его неравномерному покрытию, а следовательно, неравномерному утеплению металлов прибыли и уменьшение выхода годного. При отношении менее 2 - увеличиваетс  врем  прогрева смеси, т.к. ставролитовый концентрат хороший теплоизол тор, при этом значительна  часть тепла тер етс  на прогрев смеси, тем самым увеличива  потери тепла прибылью.

Соотношение силикатной глыбы и ставролитового концентрата в смеси в пределах 2...3 обеспечивает хорошую растекаемость смеси, быстрый ее прогрев, а соответственно , относительно низкую температуру воспламенени .

При содержании ставролитового концентрата менее 5% ухудшаетс  растекаемость смеси, огол етс  зеркало, а следовательно, увеличиваютс  потери тепла прибылью. При содержании более 10% значительна  часть тепла тер етс  на прогрев смеси, и, как следствие, увеличиваютс  потери тепла прибылью. Содержание силикатной глыбы должно обеспечивать отношение ее к ставролитовому концентрату в пределах 2...3.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что предложенна  смесь обладает существенными отличи ми, а указанна  совокупность признаков позвол ет снизить потери тепла прибыльной частью слитка и уменьшить величину головной обрези.

Смесь готов т путем смешени  подготовленных и сдозированных компонентов фракций 0,1-1,0 мм. Крупность отсевов алюминиевой стружки не более 3,0 мм.

Смеси 2,3,4 (табл.1) иллюстрируют примеры выполнени  смесей с предельными и средними значени ми ингредиентов.

Смесь 2 имеет содержание вспучивающегос  при нагревании материала на основе графита (вермикул рный графит) на нижнем пределе, соотношение силикатной глыбы и ставролитового концентрата также находитс  на нижнем пределе, а смесь 4 имеет эти же соответствующие на верхнем пределе.

Из табл.2 видно, что эти смеси имеют наименьшую головную обрезь. По сравне- нию с прототипом головна  обрезь уменьшилась на (1,9-2,8)%.

Смеси 1 и 5, по составу выход щие за пределы данного изобретени , характеризуютс  более высокой головной обрезью. Пример. Отсевы алюминиевой стружки смешиваютс  с марганцевым концентратом и к этой смеси добавл етс  силикатна  глыба, ставролитовый концентрат и вермикул рный графит, Все компонентны тщатель- но перемешиваютс  и расфасовываютс  в кульки. Кулек смеси вводитс  в изложницу при заполнении металлом прибыльной части слитка примерно на 100 мм. За врем  заполнени  металлом прибыльной части слитка смесь сгорает, вермикул рный графит вспучиваетс  и к моменту окончани  наполнени  слитка образуетс  рыхлый огарок , полностью изолирующий зеркало металла .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Смесь дл  утеплени  слитков спокойной стали, включающа  взрывобезопасные отсевы алюминиевой стружки, твердый окислитель, силикатную глыбу, ставролитовый концентрат и вспучивающийс  при нагревании материал на основе графита, о т- личающа с  тем, что, с целью уменьшени  величины головной обрези за счет сокращени  потерь тепла прибыльной части слитка, компоненты вз ты в следующем соотношении , мае. %:

   Вспучивающийс  при нагревании материал на основе графита-5-15

   Отсевы алюминиевой стружки- 30-45

   Твердый окислитель -20-35 Силикатна  глыба- 10-30

   Ставролитовый концентрат-5-10 ,

   причем отношение массовых процентов силикатной глыбы к ставролитовсму концентрату находитс  в пределах 2-3

   Таблица 1

   Составы экзотермических смесей

   Потер  тепла прибыльной части слитка

   Таблица 2