SU770649A1 - Экзотермическа смесь дл утеплени головной части слитка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к составам экэотернических смесей, используемых дл  обогрева головной части стальных слитков.5

В насто щее врем  при отливке слитков спокойной.стали с целью уменьшени  потерь тепла через зеркало металла широко используютс  экзотермические порошкообразные смеси. При их сгорании10 выдел етс  значительное количество тепла, достаточное не только дл  нагревани  смеси,, но и дл  передачи части избыточного тепла металлу головной части слитка. Вместе с тем дл  совре- 5 менных эффективных смесей, кроме необходимого уровн  экзотермичности, характерно также получение огарка с достаточно высокими показател ми теплоизолирующих свойств. Последн   ха- 20 рактеристика вли ет на форму усадочной раковины не меньше, а в р де случаев и больше, чем экзотермичность смеси и, следовательно, в значительной степени определ ет величину отхо- 25 дов с головной обрезью.

В состав упом нутых зкзотермических смесей вход т горючий ингредиент в виде алюмини , ферросилици  или силикомарганца , кокса, древесного угл , 30

древесного продукта, в частности опилок или муки; окислитель в виде натриевой или калиевой, или бариевой селитры , прокатной оксшины, железной или марганцевой руды; изол ционный материал в виде перлита, вермикулита, уноса золы ТЭЦ, инертгелй огнеупорный материал в виде шамотного порсника, технического глинозема корунда и другие катализаторы горени  горючих коглпонентов в виде плавикового шпата и других материалов 1 и {2.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  экзотермическа  смесь, содержаща  горючий ингредиент в виде алюминиевого .порошка и древесного продукта, твердый окислитель в виде нитрата натри, кали , или бари , изол ционный материал в виде вспученного перлита, инертный огнеупорный материёш на основе окиси алюмини  в виде технического глинозема или корунда, а также материалы, обеспечивающие .получение цельного каркаса пористого огарка, - речной песок или кварц и плавиковый шпат {З}.

Указанна  смесь характеризуетс  достаточно высокой эффективностью.

однако ее применение св зано с некоторыми недостатками. Так, в ее состав входит технический глинозем или корунд, потребность в которых в различных отрасл х народного хоз йства Посто нно увеличиваетс , что ограничивает сырьевую базу производства экзотермических смесей.

Кроме того, известна  смесь включает , хот  и в небольших количествах, компоненты (песок или кварц), содержащие свободный (химически не св занный ) кремнезем. Это определ ет необходимость прин ти  дополнительных мер по обеспечению силикозобезопасности ее применени  (аспираци , кондиционирование кабин кранов, местный отдув и т, п.),

В известной смеси р технический глинозем (корунд) примен етс  как материал распредел ющийс  на поверхности зерен перлита и предохран ющий и.х от расплавлени . Однако из-за особенностей структуры частиц глинозема (округла  форма) последние относительно плохо удерживаютс  на отдельных (малорельефных) участках поверхности зерен перлита. В результате защитные функции частиц глинозема реализуютс  не полностью, что приводит к частичному подплавлению или расплавлению перлита. Это снижает теплоизол ционные свойства получаемого после сгорани  смеси огарка, приводит к увеличению потерь тепла через зеркало металла и, тем самым, к повышению прот женности усадочных дефектов з прибыльной части слитка.

Целью изобретени   вл етс  улучшение санитарно-гигиенических условий использовани  экзотермической смеси и уменьшение прот женности усадочных дефектов в головной части слитка.

Дл  достижени  поставленной цели экзотермическа  смесь дл  утеплени  головной части слитка, включающа  алюминий, древесную муку, нитрат натри , кали  или бари , плавиковый шпат, вспучбнный перлит и инертный огнеупорный материал на основе окиси алюмини , содержит в качестве инертного огнеупорного материала алюмосиликатный катализатор - отход химической промышленности при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Алюминий 15-35 Древесна  мука 5-15 Нитрат натри , кали  или бари  1-10 Плавиковый шпат 1- 5 Алюмосиликатный . катализатор 20-45 Вспученный

перлит15-35.

Алюмосиликатныйкатализатор содержит , вес.%:

Двуокись кремни  9,5-10,3 Двуокись хрома 10,3-11,2 Окись кальци  1,1-1,2

Окись магни  0,45-0,46

Сера0,05-0,54

Окись алюмини  Остальное

Алюмосиликатный катализатор  вл етс  отходом химической промышленности и имеет вид порошка со средним размером зерен, имеющих остроконечную выт нутую форму, не более 50 мк.

Данный материал примен етс  дл  регулировани  скорости химических реакций при производстве синтетического каучука. Целесообразно использовать алюмосиликатный катализатор марки К-5 (см. ТУ Стерлитамакского завода резинотехнических изделий № 38 3032-78). При вводе в экзотермическую смесь алюмосиликатный катализатор не оказывает какого-либо каталитического действи , а используетс  совсем по другому назначению - в качестве инертного огнеупорного материала (т. пл. более 17000С).

Применение алюмосиликатного катализатора взамен двух компонентов известной смеси зЗ - технического глинозема (корунда) и речного песка, (кварца) позвол ет упростить состав смеси и соответственно снизить трудоемкость ее подготовки. Как показал опыт, продолжительность операций, св занных с изготовлением смеси, уменьшаетс  на 5-10%.

Така  замена оказываетс  возможной благодар  тому, что при прин том расходе алюмосиликатного катализатора (в среднем 35%) и характером дл  него содержании двуокиси кремни  (около 10%) количество вносимой в описываемую смесь двуокиси кремни  составл ет ориентировочно 3,5%, что соответствует среднему пределу содержани  данного компонента в известной смеси 3j .

Замена технического глинозема или корунда на алюмосиликатный катализатор позвол ет расширить сырьевую базу изготовлени  экзотермической смеси , так как в этом случае используетс  недефицитный материал,  вл ющийс  отходами производства, который, кроме того, в 1,5-2 раза дешевле технического глинозема (корунда).

Частицы алюмосиликатного катализатора вследствие более благопри тной (остроконечной) формы значительно лучше, чем частицы технического, глинозема, удерживаютс  на поверхности зерен перлита и равномерно обзолакивают их, тем самым эффективнее защища  их от расплавлени . Это способствует улучшению теплоизол ционных свойств огарка, образукнцегос  при сгорании смеси, повышает эффективность тепловой работы прибыли и обусловливает снижение прот женности усадочных дефектов.

Наличие в составе алюмосиликатчого катализатора такого тугоплавкого компонента, как двуокись хрома, споЪобствует упрочнению каркаса образую щегос  огарка, что исключает его рас трескивание на всем прот жении кристаллизации . Благодар  этому потери тепла лучеиспусканием от поверхности кристаллизующегос  металла в прибыльной части практически полностью устра н ютс , в том числе в середине кристаллизации слитка, когда услови  службы огарка  вл ютс  наиболее сложными . И наконец, благодар  тому, что в алюмосиликатном катализаторе кремнезем находитс  в химически св занном виде, улучшаютс  санитарно-гигиенические услови  применени  предложенной смеси, так как полностью исключаетс  возможность возни сновени  силикозоопасной ситуации. Соотношение содержани  ингредиентов в составе смеси определ етс  весом слитка, дЛ  отливки которых она предназначаетс , и св занным с этим количеством алюмини  в смеси. При отливке небольших слитков (до 3 т), длительность кристаллизации которых невелика, а потери тепла прибыльной частью относительно больше, чем у слитков большего развеса, дл  получени  минимальной глубины усадочной раковины экзотермическа  смесь при . сгорании должна прежде всего выдел ть большое количество тепла, при этом требовани  к изол ционным свойствам получаемого огарка не  вл ютс  превалирующими . Дл  этого в ее состав необходимо вводить максимальное количество горючих компонентов (28-35% алюмини , 12-15% древесной муки) и соответствующее количество окислителей (около 10% нитрата натри  или кали , или бари ) и катсшизаторов горени  (3-5% плавикового шпата). Количество вспученного перлита и алюмосиликатного катёшизатора приближаетс  к нижнему пределу (соответственно 15-20 и 20-25%). При отливке крупных слитков (более 15 т), которые кристаллизуютс  значительно дольше, необходимо иметь смесь с меньшим экзотермическим эффектом, но с лучшими теплоизол ционными свойствами , что позволит более длительное врем  поддерживать металл в прибыльной части в жидком состо нии. В этом случае смесь должна включать 15-18% алюмини  и соответственн меньше древесной муки (5-7%), нитрат натри , кали  или бари  (1-5%) и характеризоватьс  значительно большим содержанием вспученного перлита (3035% ) и соответственно алюмосиликатно го катализатора (40-45%), Описываема  экзотермическа  смесь  вл етс  эффективным материгшом дл  утеплени  зеркала металла в прибыльной части слитка, так как она по сравнению с известной 3 имеет лучшие теплоизол ционные свойства несмо р  на практически одинаковый объемный вес. Расход смеси в зависимости от ее состава и развеса слитка составл ет 1,0-1,5 кг на 1 т стали. При разливке стали сверху эк: отермическа  смесь присаживаетс  на зеркало металла прибыльной части после окончани  наполнени  слитка. При разливке сифоном смесь на зеркало металла присс1живаетс  после входа егчэ в прибыльную часть или после окончани наполнени  слитка.. Предлагаема  экзотермическа  смесь может быть приготовлена путем механического смещени  компонентов, степень измельчени  которых должна быть, в основном, меньше 1 мм. При этом сначала смешиваютс  вспученный перлит и алюмосиликатный катализатор, после чего в смесь добавл ютс  остальные компоненты. В табл. 1 приведены составы пpeд . лагаемой смеси. Таблиц.а 1 Содержание в составе, вес.% Ингредиенты Расход смеси, кг на 1 т жидкой стали1,0- 1,2- 1,41 ,1 1,3 1,5 Известна  смесь 3 имеет следующий состав, вес.%: Алюминиевый порошок 23,0 Древесна  мука 10,0 Нитрат бари  5,0 Вспученный перлит 24,0 Речной песок 3,0 Плавиковый шпат 3,О Технический глинозем 32,О Известна  смесь Р -сравнивалась по свойствам с предлагаемой смесью (состав 2 в табл. 1).

Claims (2)

Формула изобретения

1. Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка, включающая алюминий, древесную муку, нитрат натрия, калия или бария, плавиковый шпат, вспученный перлит и инертный огнеупорный материал на основе окиси алюминия, отличающаяся тем, что, с целью улучшения санитарногигиенических условий ее использова ния и уменьшения протяженности усадочных дефектов в головой части слитка, она содержит в качестве огнеупорного материала на основе окйси алю- . миния алюмосиликатный катализатор — отход химической промышленности при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Алюминий 15-35

Древесная мука 5-15

Нитрат натрия, калия или бария 1-10 Плавиковый шпат 1-5 . Алюмосиликатный катализатор 20-45

Вспученный перлит 15-35

2. Смесь поп. 1, отличаю ный катализатор содержит, Двуокись кремния Двуокись хрома Окись Окись Сера Окись кальция магния щ а я с я тем, что алюмосиликатвес.%: 9,5-10,3 10,3-11,2

Ί,Ι-1,2 0,45-0,46 0,05-0,54 Остальное алюминия