RU2443503C1 - Утепляющий состав для разливки стали - Google Patents
Утепляющий состав для разливки стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443503C1 RU2443503C1 RU2011106451/02A RU2011106451A RU2443503C1 RU 2443503 C1 RU2443503 C1 RU 2443503C1 RU 2011106451/02 A RU2011106451/02 A RU 2011106451/02A RU 2011106451 A RU2011106451 A RU 2011106451A RU 2443503 C1 RU2443503 C1 RU 2443503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- substance
- cryolite
- mixture
- expanded clay
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 12
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 5
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 102220558307 Lipocalin-like 1 protein_C45K_mutation Human genes 0.000 description 1
- 102220558276 Lipocalin-like 1 protein_C45W_mutation Human genes 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии. Состав содержит в мас.%: керамзит мелкой фракции 49-55, углеродсодержащее вещество 39-49, карбонат щелочного металла 0,2-0,8, хлорид натрия 1,4-4,0 и криолит 0,4-1,2. Обеспечивается улучшение качества поверхности, макро- и микроструктуры слитков, снижение брака и повышение выхода качественного металла. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургического производства, а именно к технологии разливки стали.
Для обеспечения высокого качества слитка, особенно его макроструктуры, выбирают рациональные параметры прибыльной надставки к изложнице и материалы ее футеровки. Прибыльная часть слитка питает последовательно затвердевающие объемы его, уменьшая развитие усадочных пустот, сохраняет перегретые объемы и образует резервуар для всплытия ликватов и неметаллических включений.
Также необходимо утепление открытой поверхности зеркала металла таким образом, чтобы в прибыльную часть слитка поступал металл с минимальной потерей тепла в процессе подъема его в изложнице и прибыльной надставке. Для осуществления этого применяют различные утепляющие смеси, например люнкеритные, вермикулито-графитовые, перлито-графитовые и др.
Например, известна утепляющая смесь, содержащая теплоизолирующее вещество - вспученный перлит и углеродсодержащее вещество - остаток гидролизной переработки древесины при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Перлит | 30-75 |
| Углеродсодержащее вещество | 25-75 |
(Патент РФ №2081720, D22D 7/00, 1996 г.) (1).
Недостатком этой смеси является дефицитность и высокая стоимость перлита (месторождение перлита находятся за пределами РФ), а кроме того, трудности в изготовлении смеси из-за низкой плотности перлита и его высокой летучести.
Известен утепляющий состав, который в качестве теплоизолирующего вещества содержит керамзит, а в качестве углеродосодержащего - газофильтрационный шлам от электролизных ванн для производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Керамзит | 50-70 |
| Углеродсодержащее вещество | 30-50 |
(Патент РФ №2238169, D22D 7/00, 27/06, 2002 г.) (2).
Керамзит используют в виде пыли, измельченного песка или измельченных гранул, т.е. мелкой фракции.
Недостатком этой смеси является ее недостаточная утепляющая эффективность как следствие ухудшение качества выплавляемого металла.
Наиболее близким к предлагаемому является утепляющий состав, содержащий в качестве теплоизолирующего вещества керамзит мелкой фракции, углеродсодержащее вещество, дополнительно щелочь (карбонат и/или гидрокарбонат щелочного металла и/или гидроксид щелочного и/или щелочноземельного металла) и плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Керамзит | 50,0-93,9 |
| Углеродсодержащее вещество | 1,0-48,9 |
| Щелочь | 0,1-2,0 |
| Плавиковый шпат | 1,0-5,0 |
(Патент РФ №2315679, 2006 г.) (3).
Это решение (3) обеспечивает большую утепляющую эффективность, чем (2), однако оно является недостаточной для обеспечения высокого качества продукта.
Технической задачей изобретения является повышение утепляющей эффективности как следствие повышения качества стали путем понижения температуры плавления состава, снижения адгезии расплавленной утепляющей смеси к стенкам прибыльной надставки, повышения степени вспучивания этой смеси.
Поставленная задача решается тем, что в утепляющем составе, содержащем керамзит мелкой фракции, углеродсодержащее вещество и карбонат щелочного металла, новым является то, что он дополнительно содержит хлорид натрия и криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Керамзит | 49-55 |
| Углеродсодержащее вещество | 49-39 |
| Карбонат щелочного металла | 0,2-0,8 |
| Хлорид натрия | 1,4-4,0 |
| Криолит | 0,4-1,2 |
Технический результат обеспечивается совокупностью следующих существенных признаков изобретения.
Функция утепляющей смеси при разливке стали заключается в том, что после наполнения прибыльной надставки благодаря ей над зеркалом металла образуются два слоя: вспученная спеченная корка на открытой поверхности и зоне расплавленной смеси. Чем более «вспучена» корка, тем меньше потери тепла, а расплавленная смесь под ней предохраняет сталь от охлаждения и окисления.
Изготовление утепляющего состава в виде мелких фракций способствует быстрому расплавлению и вспучиванию состава на зеркале расплавленного металла, т.е. его более надежному укрытию.
Вспученная корка снижает потерю тепла излучения, а расплавленная смесь под ней предохраняет металл от охлаждения и окисления. Путем “прощупывания” агрегатного состояния металла, разлитого под такой смесью, установлено, что спустя десять минут после заполнения прибыльной надставки до заданного уровня металл затвердевает только у стенок прибыльной надставки, остальная часть поверхности металла остается в жидком состоянии.
Наличие в составе хлористого натрия (NaCl), имеющего температуру плавления около 800°С, особенно в присутствии карбоната щелочного металла и криолита, понижает температуру плавления состава до температуры ниже 1200°С, снижает адгезию (сцепление) расплавленной смеси к стенкам прибыльной надставки.
При этом наличие в смеси карбоната щелочного металла также снижает температуру плавления состава из-за образования легкоплавких силикатов и усиливает вспучивание расплавленной смеси в результате разложения карбоната щелочного металла при температуре выше 850°С и выделения углекислого газа, что обеспечивает лучшую теплозащиту зеркала жидкого металла от охлаждения, т.е. увеличивает время затвердевания стали и обеспечивает более эффективную тепловую защиту слитка по сравнению с прототипом.
Наличие в составе криолита Na2(NaAlF6), имеющего температуру плавления около 1000°С, также способствует снижению адгезии смеси к стенкам изложниц благодаря свойствам его мелкодисперсных частиц образовывать центры, вокруг которых образуются легкоплавкие комплексные соединения с температурой плавления ниже 1200°С. Кроме того, наличие криолита и хлористого натрия предотвращает образование тугоплавких шлаков и прилипание их к стенкам изложниц, способствует образованию рыхлых, хорошо удаляемых отложений.
В таблице 1 приведены примеры вариантов смеси.
| Таблица 1 | |||
| Наименование компонентов | Содержание компонентов, мас.% | ||
| А | Б | В | |
| Керамзитовая пудра | 49 | 52 | 55 |
| Углеродсодержащее вещество | 49 | 44 | 39 |
| Карбонат натрия | 0,2 | 0,5 | 0,8 |
| Криолит | 0,4 | 0,8 | 1,2 |
| Хлорид натрия | 1,4 | 2,7 | 4,0 |
Смесь готовят следующим образом.
Керамзит мелкой фракции, преимущественно керамзитовую пудру, смешивают с измельченным углеродсодержащим материалом, например серебристым графитом, карбонатом щелочного металла, натрия (Nа2СО3) или калия (K2CO3), хлоридом натрия (NaCl) и криолитом в соответствии с рецептурой.
В таблице 2 приведены физико-химические показатели состава
| Таблица 2 | ||
| № | Наименование показателя | Характеристика, норма |
| 1 | Насыпная плотность, кг/м3 | 540-580 |
| 2 | Коэффициент теплопроводности, °С/м | 0,110-0,120 |
| 3 | Температура плавления, °С | 1100-1180 |
| 4 | Фракционный состав | |
| 0-0,2 мм, % | не менее 98 | |
В таблице 3 даны сравнительные эксплуатационные показатели предлагаемого состава и прототипа.
| Таблица 3 | |||
| № | Показатели | Прототип | Предлагаемый состав |
| 1 | Количество проведенных плавок | 175 | 175 |
| 2 | Марки стали | S355j2G3N, АЦ40ХМ, ст.3, ст.35, 40X, C45R+N, C45E+N, 55С2, 655М13, 38ХМ | |
| 3 | Объем плавок, тонна | 4760 | 4760 |
| 4 | Брак первого передела, (%)/тонна | (14-15%)/ | (11-12%)/ |
| ~700 | ~560 | ||
| 5 | Общий брак, (%)/тонна | (1,68%)~80 | (1,24%)~60 |
| 6 | Брак, отнесенный к теплоизолирующей смеси, (%)/тонна | (0,88%)/~42 | (0,46%)~22 |
| 7 | Расход теплоизолятора, кг/тонна металла | 1,3 | 1,3 |
| 10 | Экономия металла при применении предлагаемого состава, кг на тонну готовой продукции | ||
| ~27 | |||
Таким образом, изобретение позволяет:
- сократить брак первого передела на 15-20%;
- сократить общий производственный брак на 20-25%.
Claims (1)
- Утепляющий состав для разливки сталей, содержащий керамзит мелкой фракции в качестве теплоизолирующего компонента, углеродсодержащее вещество и карбонат щелочного металла, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид натрия и криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Керамзит 49-55 Углеродсодержащее вещество 39-49 Карбонат щелочного металла 0,2-0,8 Хлорид натрия 1,4-4,0 Криолит 0,4-1,2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011106451/02A RU2443503C1 (ru) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Утепляющий состав для разливки стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011106451/02A RU2443503C1 (ru) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Утепляющий состав для разливки стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2443503C1 true RU2443503C1 (ru) | 2012-02-27 |
Family
ID=45852194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011106451/02A RU2443503C1 (ru) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | Утепляющий состав для разливки стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2443503C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081720C1 (ru) * | 1994-10-12 | 1997-06-20 | Институт металлургии Уральского отделения РАН | Теплоизолирующая смесь |
| RU2238169C2 (ru) * | 2002-11-20 | 2004-10-20 | Московский государственный вечерний металлургический институт | Смесь для разливки конструкционных сталей |
| RU2315679C1 (ru) * | 2006-03-28 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Нефтегаз-Сталь Экспертно-научно-внедренческая компания ООО "НЕФТЕГАЗ-СТАЛЬ-ЭНВК" | Утепляющий состав для разливки стали |
-
2011
- 2011-02-21 RU RU2011106451/02A patent/RU2443503C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081720C1 (ru) * | 1994-10-12 | 1997-06-20 | Институт металлургии Уральского отделения РАН | Теплоизолирующая смесь |
| RU2238169C2 (ru) * | 2002-11-20 | 2004-10-20 | Московский государственный вечерний металлургический институт | Смесь для разливки конструкционных сталей |
| RU2315679C1 (ru) * | 2006-03-28 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью Нефтегаз-Сталь Экспертно-научно-внедренческая компания ООО "НЕФТЕГАЗ-СТАЛЬ-ЭНВК" | Утепляющий состав для разливки стали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106180659B (zh) | 一种铸坯定向凝固和区域选择冷却的组合式水冷铸模 | |
| CN101472691B (zh) | 高铝钢的连续铸造方法及结晶器保护渣 | |
| CN101947644A (zh) | 高锰高氮低镍不锈钢板坯连铸结晶器保护渣及其制备方法 | |
| CN103469109A (zh) | 一种石墨钢材质的粗轧辊及其制造方法 | |
| CN102994768B (zh) | 电渣重熔渣及其制备方法 | |
| Kania et al. | Impact of the density of the mould powder on thickness of the layer of liquid slag in the continuous caster mould | |
| CN105903915A (zh) | 钒铁合金制备过程中浇铸锭模的打结方法 | |
| KR20140139576A (ko) | 용강 용기 | |
| CN101474664B (zh) | 一种异型坯连铸机中间包控流装置 | |
| CN102127658A (zh) | 高纯铝钒中间合金的制备方法 | |
| CN106521297B (zh) | 一种降低高镍奥氏体球铁涡轮壳内部缺陷的方法 | |
| CN103938088B (zh) | 一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法 | |
| CN104193353B (zh) | 一种板状刚玉质引流砂及其制备方法 | |
| CN101885044B (zh) | 一种用于铝青铜立式半连续铸造的覆盖剂及其应用 | |
| CN102990025A (zh) | H型钢连铸用中碳钢保护渣 | |
| RU2443503C1 (ru) | Утепляющий состав для разливки стали | |
| CN103801666B (zh) | 一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂及其制备方法 | |
| JP4430638B2 (ja) | 高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダー | |
| CN101942578A (zh) | 一种镁合金复合熔剂及其制备和使用 | |
| CN109112418A (zh) | 一种高锰钢的连铸方法 | |
| CN104439125A (zh) | 不锈钢钢锭冒口专用防缩孔剂 | |
| CN104446555A (zh) | 一种不粘铝浇注料 | |
| CN1788880B (zh) | 一种具有双重功能的不锈钢模铸复合型固体保护渣 | |
| CN103128242A (zh) | 铝青铜半连续铸锭工艺 | |
| RU2315679C1 (ru) | Утепляющий состав для разливки стали |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130222 |