SU969431A1 - Теплоизолирующа смесь дл разливки стали - Google Patents

Description

(5) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАЗЛИВКИ

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретнее к сталеплавильному производству и может быть использовано при разливке стали из сталеразливочных ковшей.

При выплавке нержавеющих сталей дл  снижени  угара легирующих элементов в стали (титана, хрома и др.) и содержани  водорода примен ют как печное, так и внепечное рафинирование ,Q металла отработанными синтетическими шлаками, предварительно использованными при рафинировании других марок сталей.

Однако эти шлаки в силу высокого ,5 содержани  Аб,0а имеют высокие температуры начала кристаллизации, а образовавшиес  при попадании печного шлака в процессе выпуска металла из печи продукты взаимодействи  aiToro 20 шлака с материалом огнеупорной футеровки сталеразливочного ковша имеют температуры плавлени  выше темпераСТАЛИ

тур разливки стали, что вызывает образование на поверхности футеровки гарнисажа. Этот процесс уменьшает емкость ковша и требует очистки поверхности футеровки. При этом прочный контакт продуктов гарнисажа с огнеупором ведет к повреждению последнего при очистке, что снижает, в свою очередь, стойкость футеровки.

Дл  корректировки-составов и физико-химических свойств шлаков, имеющих гетерогенную структуру, необходимо повысить их жидкоподвижность. Это достигаетс  либо введением добавок в синтетический шлак,либо разработкой новых составов синтетических шлаков , либо утеплением поверхности шлака в сталеразливочном ковше.

Известно введение в состав шлака разжижающих добавок, например силикатной глыбы l.

Недостатком этого состава следует считать присутствие в силикатной глыбе кремнезема, что способствует угару легирующих элементов в стали (Ti, АС, Сг). Введение же силикатной глыбы на поверхность шлака -в сталеразливочном ковше вследствие сравнительно высокой теплопроводности ее мало приводит к защите поверхности шлака от переохлаждени  и кристаллизации.

Известен состав 2 дл  рафинировани  СаО SiO. 10-2.0; А&2.0а 210; CaF 30-45.

Однако смесь имеет низкую температуру плавлени , однако ее применение в процессе выплавки и разливки сталей ответственного назначени  ограничено вследствие того, что в присутствии кремнезема угар легирующих элементов в стали не уменьшаетс . Введение в шлак легко гидратируемых оксидов, например СаО, повышает содержание водорода в стали, что отрицательно сказываетс  на ее качестве.

Применение указанного состава шлака в качестве утепл ющей теплоизолирующей смеси из-за высокой теплопроводности ее малоэффективно защищает поверхность шлака в сталеразливочном ковше от потерь тепла в окружающую среду.

Известен шлак З, включающий СаО, Або-От, SiO,, Fe.O, TiO, MgO.

Однако отсутствие в его составе углерода и других газообразных веществ не приводит к последующему вспучиванию, что значительно увеличивает теплопроводность шлакового расплава и св занные с этим теплопотери .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  теплоизолирующа  смесь ik, включающа  SiO , СаО, MgO, FeO + Fe.0, С.

Однако известный состав теплоизолирующей смеси имеет сравнительно высокие температуры образовани  среды (более ТЗЗО С). В нем,практически , отсутствует переход материала при разливке стали в Термопластическое состо ние, что значительно снижает его теплоизолирующие свойства.

Цель изобретени  - повышение стойкости футеровки ковшей путем устранени  образовани  гарнисажа.

Дл  достижени  поставленной цели теплоизолирующа  смесь дл  разливки стали, включающа  углерод, оксид кремни , оксид кальци , оксид магни ,

оксиды железа, дополнительно содержи оксид натри , оксид титана и оксид алюмини  при следующем соотношении ингредиентов, мас.:

Оксид кальци  6-12 Оксид магни  Оксид железа Углерод12-22

Оксид алюмини  Оксид натри  1-3 Оксид«титана 1-3 Оксид кремни  Остальное Введение менее 5 не обеспечивает перевода состава смеси в пиропластическое состо ние, а более 15% способствует повышению температуры кристаллизации шлаков ввиду образовани  высокотемпературной шпинели АС2.0, MgO.

TiO также способствует переводу более легкоплавкую эвтектику. Поэтому содержание его менее 1% не дает эффекта по св зыванию высокотемпературных окислов, а более 3% экономически нецелесообразно.

Введение щелочного окисла натри  способствует процессу вспучивани  смеси при переводе ее в пиропластическое состо ние. Добавка в нее менее % Na2.0, как показывают исследовани , незначительно снижает объемный вес смеси, а более 3% резко снижает температуру плавлени  всей смеси, перевод  ее в легкоплавкую подвижную, котора  тер ет теплоизолирующие свойства.

При введении в состав смеси АВ,0 Т10 и содержание других компонентов , таких как и С уменьшаетс . Содержание SiO-t в смеси менее 35 экономически невыгодно, так как при введении SiO используетс  дешевый материал - песок. Содержание ег более kS% сильно повышает. в зкость расплава, который не способен вспучиватьс .

Введение СаО и MgO в предлагаемых пределах обеспечивает перевод всей системы в пиропластическое состо ние при 1+50-1500. И СаО и MgO при указанных соотношени х обеспечивают минимальную в зкость смеси. Введение MgO более 15 и СаО более 12 приводит к повышению в зкости более чем в Ц раза, так как это св зано с ограниченной растворимостью этих окислов .

Введение FeO + менее 5% не в достаточной мере снижает температуру образовани  жидкой фазы в смеси , а содержание окислов железа более 15 сильно снижает-температуру плавлени  смеси в результате чего смесь становитс  жидкоподвижной и не вспучиваетс .

Таким образом, предлагаемый способ в указанных граничных значени х обеспечивает при 1 50-1500 0 пирспластическое состо ние, а углеродосодержащие материалы при окислении выдел ют-окись углеродз, который выход  из объема засыпки вспучивает смесь, значительно увеличива  ее пористость .

Последнее приводит к тому, что слой смеси превращаетс  в пористый слой, обладающий отличными теплоизолирующими свойствами.

Менее 12% углерода в смеси не обеспечивает достаточного газовыделени , необходимого дл  образовани  теплоизолирующего сло , а введение более 21% приводит к выгоранию углерода и интенсивному выделению СО, в результате чего вспучивание пирогшастического сло  не происходит. Поэтому содержание углеродосодержащего компонента в смеси в количестве 1222 обеспечивает удовлетворительный теплоизолирующий слой, который предотвращает переход шлака в гетерогенную область, снижа  образование гарнисажа .

В св зи с тем, что теплоизолирующа  смесь находитс  не в объеме шлака , а на его поверхности, то компонеты смеси (С, Si02, FeO + Fe,0) не контактируют с металлом и не вызываю опасений науглероживани  его и прохождени  реакций между SiO, FeO, , и легирующими элементами в стли (Ti, А, С).

Дл  синтеза теплоизолирующей смеси как в лабораторных исследовани х, так и при проведении промышленных испытаний , использовали следующие исходные материалы: зола Энергодаровской ГРЭС, отходы графитизации Запорожского электродного завода, пегматит и отработанный шлак завода Днепроспецсталь . Исходные вещества вз ты в следующих отношени х, Мас.%: Зола36-i 0

Отходы графитизации18-25

Пегматит1 -20

Отработанный

синтетический шлак 22-25

Химический состав теплоизолирующей смеси согласно данным химического состава исходных материлов, приведенных в табл. 1;

В промышленных услови х теплоизолирующие смеси готов т следующим образом .

Исходные материалы, вз тые в указанном соотношении, дроб т на щековой дробилке, измельчают в шаровой мельнице до прохода через сито 0,088 мм. Тонкодисп рсна  теплоизолирующа  смесь помещаетс  в бумаж- ные пакеты развесом по кг.

Пакеты в контейнере доставл ют на площадку электропечи. Сразу же поле слива металла в ковш пакеты с теплоизолирующей смесью равномерно разбрасывают по noBepXHOcfM шлака в ковше .

Общее количество теплоизолирующей смеси на один 60 т ковш составл ет 55-60 кг.

При контакте со шлаком материал теплоизолирующей смеси нагреваетс , частично расплавл  сь, переходит в пиропластическое состо ние. Взаимодействие углерода с кислородом воздуха приводит к образованию оксида углерода, который из-за большой в зкости материала, наход щегос  в пиропластическом состо нии, остаетс  в объеме материала, образу  высокопористую структуру с хорошими теплоизолирующими свойствами.

Дл  иллюстрации изобретени  из тонкодисперсных материалов (фракци  0,088 мм) синтезированы составы теплоизолирующих смесей. После термообраб-отки смеси при 1200, 1300, НОО и 1500 С определ ют объемную массу и провер ют действие смесей на изменение температуры поверхности шлака в 50 кг в сталеразливочном ковше за 3 мин.

Составы смесей, иллюстрирующие изоретение , и присущие им свойства приведены в табл. 2 и 3.

Как следует из результатов испытаний , составы теплоизолирующих смесей в предлагаемом изобретении при переход т в пиропластическое состо ние с уменьшением за счет протекани  процесса вспучивани  объемной массы на . приводит к

улучшению теплоизол ции поверхности шлака в сталеразливочном ковше. При идентичных испытани х снижение температуры составл ет на меньше по сравнению с известной смесью. .Улучшение теплоизол ции позвол ет снизить процессы образовани  гарнисажа. Испытани  показывают, что применение теплоизолирующих засыпок устран ет образование гарнисажа на поверхности огнеупорной футеровки, а, следовательно , повышает ее стойкость на BS-tO.

Экономический эффект от применени  теплоизолирующих засыпок, предлагаемого состава составит 7286 руб. в год.

ij а б л и ц а 1

Зола3,72 53,80 11,08 2,10

Отходы графи 5 12 12 12 12

1 1

Объемный вес смесей г/см. , при температуре термообработки смеси,С

1200 1300

5,60 1,20 И,50 3,03

(Таблица 2

62

0,5

0,2

1,7 35,6

Таблица 3

1,65

1,63 1,68 1,60

Снижение температуры шлака через Зминуты после слива металла , С

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № , кл. С 21 С 5/5t, 1972.

2.Акцептованна  за вка Япони.и № ij7-48763, кл. С 21 С 7/00, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР № it28000, кл. С 21 С 5/5, 1972.

i. Авторское свидетельство СССР № it28852, кл. В 22 D 27/06, 197б.