SU554074A1

SU554074A1 - Exothermic mixture for warming the ingot head and method of its preparation

Info

Publication number: SU554074A1
Application number: SU2175161A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Поляков; Рем Петрович Коновалов; Яков Аронович Шнееров
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1977-04-15

Description

наполнител и в меньшей степени на зернах вводимого в смесь указанных материалов в последнюю очередь вспученного перлита.filler and to a lesser extent on the grains injected into the mixture of these materials in the last place the expanded perlite.

В результате эффективность введени в смесь аморфного графита дл защиты и оплавлени вспученного перлита резко снижаетс . Введение в экзотермическую смесь в последнюю очередь вспученного перлита необходимо дл сохранени в с.меси ценных теплоизол ционных свойств его, иначе при длительном перемешивании зерна вспученного перлита травмируютс и утрачивают первоначальные свойства.As a result, the efficiency of introducing amorphous graphite into the mixture to protect and melt the expanded pearlite decreases sharply. The introduction of lastly expanded perlite into the exothermic mixture is necessary to preserve its valuable thermal insulating properties in the mixture, otherwise, during prolonged stirring, the expanded perlite grains are injured and lose their original properties.

Кроме того, при одновременном смешивании всех компонентов смеси, исключа вводимый в последнюю очередь вспученный перлит, может увеличитьс неполнота сгорани алюми в смеси из-за пассивируюш,его действи частиц графита, покрывающих частицы алюмини и твердого окислител .In addition, while mixing all the components of the mixture, excluding the last added expanded perlite, the incomplete combustion of aluminum in the mixture may increase due to the passivation of the graphite particles covering the aluminum and solid oxidant particles.

С целью повыщени теплоизолирующих свойств образующегос при сгорании экзотермической смеси огарка смесь по изобретению, включающа гор чие материалы - алюминий и древесную муку, твердый окислитель - нитрат натри , кали или бари , плавиковый шпат, огнеупорный наполнитель и вспученный перлит, дополнительно содержит аморфный графит при следующем соотношении ингредиентов , вес. %:In order to increase the heat insulating properties of the extinguished mixture, which is formed during the combustion of the calcine, the mixture according to the invention, including hot materials - aluminum and wood flour, solid oxidizer - sodium nitride, potassium or barium nitrate, fluorspar, refractory filler and expanded perlite, additionally contains amorphous graphite with the following the ratio of ingredients, weight. %:

Алюминий15,0-35,0Aluminum15.0-35.0

Древесна мука5,0-15,0Wood flour5.0-15.0

Нитрат натри , кали илиSodium nitrate, potassium or

бари - 1,0-10,0Bari - 1.0-10.0

Плавиковый шпат1,0-5,0Fluorspar1,0-5,0

Вспученный перлит10,0-30,0Expanded perlite10,0-30,0

Аморфный графит5,0-15,0Amorphous graphite 5,0-15,0

Огнеупорный наполнительОстальное Согласно изобретению экзотермическую смесь Приготавливают, предварительно перемешива вспученный перлит с аморфным графитом и ввод их в предварительно полученную смесь горючих материалов, твердого окислител , плавикового шпата и огнеупорного наполнител .Refractory filler Other According to the invention exothermic mixture Prepare, after mixing, expanded perlite with amorphous graphite and put them into a previously prepared mixture of combustible materials, solid oxidizer, fluorspar and fire-resistant filler.

Содержание ингредиентов в смеси зависит от веса утепл емых слитков. Так, листовые слитки сравнительно небольшого веса (до 5 т) кристаллизуютс в течение относительно короткого промежутка времени, поэтому дл их утеплени используют смеси с высокой экзотермичностью. Вместе с тем, интенсивность теплового потока от зеркала металла и длительность его воздействи на огарок меньше , чем дл крупных листовых слитков. Поэтому дл обеспечени эффективной работы экзотермической смеси ее состав должен содержать количества, близкие к верхним предельным значени м, основного горючего материала - алюмини (28-35 вес. %) и древесной муки (12-15 вес. %) и близкие к нижним предельным значени м вспученного перлита (10-15 вес. %), аморфного графита (5-8 вес. %), а также-8-10% твердого окислител (любой из указанных нитратов), 2- 5 вес. % плавикового шпата, остальное - огнеупорный наполнитель.The content of ingredients in the mixture depends on the weight of insulated ingots. Thus, sheet ingots of relatively low weight (up to 5 tons) crystallize within a relatively short period of time, therefore mixtures with high exothermicity are used to insulate them. At the same time, the intensity of the heat flux from the metal mirror and the duration of its effect on the cinder are less than for large sheet ingots. Therefore, to ensure the effective operation of the exothermic mixture, its composition should contain quantities close to the upper limit values, the main combustible material - aluminum (28-35 wt.%) And wood flour (12-15 wt.%) And close to the lower limit values. m expanded perlite (10-15 wt.%), amorphous graphite (5-8 wt.%), as well as 8-10% solid oxidizer (any of these nitrates), 2-5 weight. % fluorspar, the rest is refractory filler.

Длительность кристаллизации крупных листовых слитков (более 15 т) составл ет несколько часов, а интенсивность теплового потока от зеркала металла значительио выше, чем у слитков небольшого веса. В этих услови х необходимо обеспечить более высокиеThe duration of crystallization of large sheet ingots (more than 15 tons) is several hours, and the intensity of the heat flux from the metal mirror is much higher than that of ingots of small weight. Under these conditions, it is necessary to provide higher

теплоизолирующие свойства образующегос из смеси огарка, а экзотермичность смеси в этом случае имеет меньшее значение. Поэтому в составе «меси дл утеплени крупных листовых слитков необходимо иметь содержание алюмини и древесной муки ближе к нижиим предельным значени м (соответственно 15-18 и 5-7 вес. %), вспученного перлита и аморфного графита ближе к верхним предельным значени м (соответственно 25-the heat insulating properties of the calcine mixture formed from the mixture, and the exothermicity of the mixture in this case is of less importance. Therefore, in the composition of the mixture for insulating large sheet ingots, it is necessary to have the content of aluminum and wood flour closer to the lower limit values (15-18 and 5-7 wt.%, Respectively), expanded perlite and amorphous graphite closer to the upper limit values (respectively 25-

30 и 12-15 вес. %), а также твердого окислител (1-5 вес. %), плавикового шпата (1-2 вес. %) и огнеупорный наполнитель - остальное. Между этими крайними случа ми в зависимости от веса слитков выбираютс промежуточные в количественном диапазоне составы экзотермической смеси по изобретению.30 and 12-15 weight. %), as well as a solid oxidant (1-5 wt.%), fluorspar (1-2 wt.%) and refractory filler - the rest. Between these extreme cases, depending on the weight of the ingots, the intermediate in the quantitative range compositions of the exothermic mixture according to the invention are selected.

Соотношение между количеством вспученного перлита и аморфного графита в выбранThe ratio between the amount of expanded perlite and amorphous graphite in selected

ной дл утеплени слитков определенного веса смеси определ етс в основном размером зерен вспученного перлита. При малом размере зерен величина их поверхности значительна , и следовательно, требуетс более высокийNoise insulating material of a certain weight of the mixture is determined mainly by the size of the expanded pearlite grains. With a small grain size, the size of their surface is significant, and therefore a higher

расход графита, чтобы его частицы полностью покрыли поверхность зерен вспученного перлита . По мере увеличени размера зерен суммарна площадь их поверхности уменьшаетс , и расход графита в этом случае меньше. Приconsumption of graphite so that its particles completely cover the surface of the grains of the expanded perlite. As the grain size increases, the total surface area of the grains decreases, and the consumption of graphite in this case is less. With

учете реальных значений размера частиц аморфного графита и зерен вспученного перлита среднее весовое соотношение между этими компонентами составл ет 1 : 2, при диапазоне колебани от 1 : 1 до 1 :3.taking into account the real values of the particle size of amorphous graphite and expanded pearlite grains, the average weight ratio between these components is 1: 2, with a fluctuation range from 1: 1 to 1: 3.

В качестве огнеупорного наполнител экзотермическа смесь по изобретению может содержать щамотный пли магнезитовый порощок , технический глинозем, отходы абразивного производства и др.As a refractory filler, the exothermic mixture according to the invention may contain schamotny pl magnesite powder, technical alumina, abrasive waste, etc.

В качестве катализатора, способствующего более полному сгоранию алюмини , могут быть использованы, кроме плавикового шпата , фториды других металлов (NaF, NaaAlFs). Примеры утеплени головной части слитков экзотермическими смес ми по изобретению даны ниже.As a catalyst that promotes more complete combustion of aluminum, other fluoride fluorides (NaF, NaaAlFs) can be used in addition to fluorspar. Examples of insulating the head of an ingot with exothermic mixtures according to the invention are given below.

Пример 1. При отливке листовых слитков углеродистой и низколегированной стали небольшого веса (до 5 т) в изложницах сExample 1. When casting sheet ingots of carbon and low-alloy steel of light weight (up to 5 tons) in molds with

прибыльными надставками используетс экзотермическа смесь следующего состава, вес. %:profitable extensions used exothermic mixture of the following composition, weight. %:

Алюминий (в виде порощка) 35,0 Древесна мука15,0Aluminum (powder) 35.0 Wood flour15.0

Нитрат иатри 10,0Yatry nitrate 10.0

Вспученный перлит10,0Expanded perlite10,0

Аморфный графит5,0Amorphous graphite5.0

Плавиковый шпат5,0Fluorspar5.0

Огнеупорный наполнитель -Refractory filler -

технический глинозем20,0technical alumina20,0

Расход смеси 1,5-1,6 кг/т стали. ПрИМер 2. При отливке листовых слитков углеродистой и низколегированной стали весом 10-12 т в уширенных книзу изложницах с теплоизол ционными вкладышами используетс экзотермическа смесь следующего состава, вес. %:Mix consumption 1.5-1.6 kg / t steel. PRIMER 2. When casting sheet ingots of carbon and low-alloyed steel weighing 10-12 tons, an exothermic mixture of the following composition is used in the bottom-expanded molds with thermal insulating liners, weight. %:

Алюминий (в виде порошкаAluminum (in powder form

или стружки)20,0or chips) 20.0

Древесна мука10,0Wood flour10,0

Нитрат бари 4,0Barium nitrate 4.0

Вспученный перлит16,0Expanded perlite16,0

Аморфный графит7,0Amorphous graphite7.0

Плавиковый шпат3,0Fluorspar3.0

Огнеупорный наполнитель -Refractory filler -

корунд40,0corundum 40,0

Расход смеси 1,5-1,7 кг/т стали. Пример 3. При отливке листовых слитков углеродистой и низколегированной стали весом 18-20 т в уширенные книзу изложницы с теплоизол ционными вкладышами используетс экзотермическа смесь следующего состава, вес. %:Mix consumption 1.5-1.7 kg / ton of steel. Example 3. In the casting of sheet ingots of carbon and low alloyed steel weighing 18–20 tons, an exothermic mixture of the following composition is used. %:

Алюминий (в виде порошка)15,0Aluminum (in powder form) 15.0

Древесна мука5,0Wood flour5.0

Питрат кали 1,0Pitrate Kali 1.0

Вспученный перлит30,0Expanded perlite30,0

Аморфный графит15,0Amorphous graphite15,0

Плавиковый шпат1,0Fluorspar1,0

Огнеупорный наполнитель-Refractory filler-

отходы абразивного производства33 ,0 Расход смеси 1,3-1,5 кг/т стали. Экзотермические смеси указанных составов были испытаны при разливке двух плавок стали марки 30 с отливкой на каждой из них двух слитков весом 45-50 кг. Расход смеси на утепление головной части одного слитка на каждой плавке составл ет 200 г. Химические составы огарков экзотермических смесей по изобретению I и по прототипу II приведены в табл. 1.abrasive production waste33, 0 Mixture consumption 1.3-1.5 kg / t steel. Exothermic mixtures of these compositions were tested when casting two heats of grade 30 steel with casting two ingots weighing 45-50 kg on each of them. The consumption of the mixture for insulating the head of one ingot at each heat is 200 g. The chemical compositions of the cinders of the exothermic mixtures according to the invention I and the prototype II are given in table. one.

Таблица 1Table 1

Как показала порезка опытных слитков, прот женность концентрированной усадочной раковины и подусадочиой рыхлости при утеплении слитков экзотермической смесью по изобретению составл ла 29,6 и 27,5% длины слитка, а при утеплении экзотермической смесью по прототину - 32,8 и 31,1% длины слитка .The cutting of the experimental ingots showed that the length of the concentrated shrinkage shell and the sub-looseness when insulating the ingots with the exothermic mixture according to the invention was 29.6 and 27.5% of the ingot length, and when insulating with the exothermic mixture through the Prototin - 32.8 and 31.1% the length of the ingot.

Опытно-промышленное опробование смеси по изобретению (по примеру 3) дл утеплени листовых слитков весом 15,2 т, отливаемых в уширенные книзу изложницы с теплоизол ционными вкладышами, показало, что при расходе смеси 1,5 кг/т прот женность усадочных раковин составила 4,5-10% против 12-14% при утеплении головной части слитков другими, менее эффективными экзотермическими смес ми.A pilot-industrial testing of the mixture according to the invention (according to example 3) for insulating sheet ingots weighing 15.2 tons, molded into molds with heat insulating liners extended downwards, showed that with a mixture consumption of 1.5 kg / t, the shrinkage holes were 4 , 5-10% versus 12-14% when insulating the head part of ingots by other, less effective exothermic mixtures.

Таким образом, экзотермическа смесь по изобретению более эффективна с точки зрени тепловой работы дл условий кристаллизации листовых слитков, позвол ет уменьшить прот женность усадочных дефектов в слитках и увеличить таким образом выход годного из них.Thus, the exothermic mixture according to the invention is more effective from the point of view of heat work for the conditions of crystallization of sheet ingots, reduces the length of shrinkage defects in ingots and thus increases the yield of them.

При испытании экзотермических смесей по изобретению и по прототипу были определены следующие свойства смесей и образующихс огарков, которые приведены в табл. 2.When testing the exothermic mixtures according to the invention and the prototype, the following properties of the mixtures and the resulting cinders were determined, which are listed in Table. 2

Таблица 2table 2