SU856649A1 - Экзотермическа смесь дл утеплени головной части слитка при разливке сталей и сплавов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к составам экзотермических смесей, используемых дл  утеплени  верха головной части слитков при разливке сталей и сплавов . Дл  утеплени  головной части слитков на металлургических заводах страны широко примен ютс  люнкеритные порошки. Они вклю чают в себ  горючие окислители и огнеупорные наполнители. Применение их позвол ет получить более плотную структуру верхней части слитков и сократить потери металла с головной обрезью. Известны экзотермические смеси, включающие алюминий, шамот, древесный уголь или кокс, боксит и 45%-ный ферросилишш 1, Недостаток зтих смесей - наличие взрывоопасного алюминиевого порошка и отсутствие интенсификаторов горени . Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  экзотермическа  смесь дл  утеплени  головной части слитка при разливке сталей и спла вов, содержаща , вес.%: алюминий-содержащий материал (алюминиевый порошок) 10-35; ферросилиций 3-15; актнвизатор горени  флюорит 0,5-5,0; теплоизолирующий материал (коксик) 20-40 и огнеупорный наполнитель (шамот, магнезит, боксит к др.) 30-45. Наличие активизатора горени  - флюорита (CaFj) позвол ет интенсифицировать горение алюминиевого порошка и развить более высокиетемпературы . Высокие температуры горени  смеси улучшают обогрев верха прибьь ли и способствуют образованию спекшейс  . корочки - огарка,  вл ющегос  хорошим теплоизол тором 2. Однако в состав данной смеси входит алюминиевый порошок, при пересыпке которого в процессе изготовлени  смеси не исключаетс  возможность взрывов с т желыми последстви ми дл  обслуживающего персонала. Кроме того, смесь состоит из п ти компонентов , подготовка которых, в частности, ферросилици  и боксита,  вл етс  трудоемкой операцией, св занной с прокаливанием и дроблением этих материалов. Цель изобретени  - обеспечение взрывобезопасности при изготовлении смеси И упрощение , технологии ее пр: т1одств. Поставленна  цель достигаетс  тем, что экзотер1АКческа  смесь дл  утеплени  головной части слитка при разливке сталей и сплавов, включающа  алюм1тийсодержа1ций материал, теплоизолирующий материал и огнеупорный накопитель, содержит в качестве алюминийсодержащего материала отходы при производстве алюминиевых сплавов в виде алюминийсодержащего шлака при следующем соот: ношении ингредиентов, вес,%: Отходы при производстве алюминиевых сплавов в виде алюм1шийсодержащего шлака25-60 Теплоизолирующий. материал 27-45 О1неупорный наполнитель10-34 Кроме того, экзотермическа  смесь содержит отходы при производстве алюмшшевых сплавов в виде алюминийсодержащего шлака фракш1Й 0,3-3,0 мм следующего химинеского состава, вес,%: Алюминий62-73 Магний.1,9-2,7 Медь1,4-1,5 Цинк0,4-0,6 Хлор (в хлоридах магни , кали , натри )0,85-1,20 Двуокись кремни . 2,0-3,6 Окись алюмини Остальное В качестве теплоизолирующего материала смесь содержит кокс или золу-унос ТЭЦ, работающих на коксе. Примером огнеупорного наполгштел  может служрпъ молотый шамот. Дл  изготовлени  смеси используетс  алюминийсодержащий шлак, получаемый при про изводстве алюминиевых: деформируемых croiaВОВ , например, по ГОСТ 4784-74, что позво . л ет исключить из состава смеси ферросилиций , боксит и фторсодержащее вещество (фл орит). Возг ожность удалени  этих ингредиентов из смеси обусловлена тем, что функции ферросилици  (по спеканию огарка) и флюорита f по активизации горени  алюмини ) в смеси вьшоли ет негорюча  часть алюминийсодержащего шлака, котора  состоит в основ ном из окиси алюмини , двуокиси кремни  и хлоридов. Спеканию и образованию пористого огарка способствует также вводимый в смесь огнеупорный наполнитель, .в частности щамот. Крупнофракционные алюминийсодержащие шлаки (с размером частиц более 3 мм) ути лизируютс  с целью извлечени  из них и повторного использовани  алюмини . Однако шлаки фракций 3,0 мм и менее в св зи с 8 4 рудност ми извлечени  из них металлическоо алюмини  (ввиду относительно высокого одержани  в шлаках инертных веществ и ысокого угара в них шпомини ) вывоз тс  отвалЫо Помол шлака на металлургических заводах, роизвод щих алюминиевые сплавы, осущестл етс  в шаровых мельницах. В табл. 1 приведены пределы по содеранию фракц й в алюминийсодержащих шлаах , получаемых при их помоле на различых отечественных заводах. Таблица 1 НИЖНИЙ предел фракций используемого шлака составл ет 0,315. Это св зано с тем, что в шлаках с преобладанием фракшш менее 0,3 мм содержание алюмини  снижаетс  в 1,5-2 раза с одновременным возрастанием более, чем в 2 раза содержани  хлора. Поэтому после помола щлака предпочтительна его классификаци  путем рассева на ситах, что позвол ет исключить неблагопри тные по химическому составу мелкие (менее 0,3 мм) фракции. В предлагаемой смеси верхний и нижний пределы содержани  щлака алюминиевого производства (60% и 25%) определ ютс  достижением необходимой температурой горени  смеси (1730-1400°С). В качестве теплоизолирующего материала используютс  кокс или зола котлов ТЭЦ, работающих на коксе. Пределы содержани  зтого материала (27-45%) определ ютс  теплоизолирующей способностью смеси, котора  оцениваетс  ее насыпной массой и кажущейс  плотностью получаемого огарка. Так, при содержании кокса меньше 27% значительно увеличиваетс  насыпна  масса смеси (1,32 г/см) и кажуща с  плотность огарка (1,21 г/см). Верхний предел содержани  кокса (45%) обуславливаетс  тем, что при более высоком содержании этого материала при отливке низкоуглеродистых сталей и сплавов (с углеродом менее 0,30%) возможно наутлероживание металла.

585

Установленные пределы по сопержаниго в смеси алюминийсодержащего шлака и теплоизолирующего материала обеспечивают обогревающие и утепл ющие свойства смеси, при этом обеспечиваетс  взрывобезопасность смеси при изготовлении и значительно упрощаетс  технологи  ее производства.

Дл  изготовлени  смеси используют предварительно просушенный и измельченный до фракции не более 2,0 мм кокс или готовую золу ТЭЦ, сухой алюминийсодерж;1щий шлак фрак19га 0,3-3,0 мм и щамотный порошок с величиной зерна не более 2,0 мм.

Исходные материалы дозируют весовым или объемным способом, перемешивают в смесител х закрытого типа до получени  однородной по составу порошкообразной массы и затем высыпают в закрытые контейнеры, в которых смесь доставл ют в сталеплавильные цехи.

В производственных услови х . смесь опробируют при сифонной разливке мартеновских

сталей (20,45У8А, 40Х, 65Г, 25ХГНМЛ, 19ХГН, 45Г2, 18ХГТ, 20ХНЗА и др.). Расход смеси составл ет 1,5-3,0 кг/т при разливке металла под зольно-графитовон смесью на слитки массой 6 т,

Зольно-графитова  смесь даетс  на дно изложницы перед разливкой или в начале разливки и примен етс  дл  защиты зеркала металла от окислени  и охлаждени  с целью улучшени  качества поверхности слитков. Смесь даетс  на зеркало металла в конце или сразу после разливки и предназначаетс  ОЛЯ обогрева и утеплени  верха слитка с целью уменьшени  расхода металла на головную (прибыльную) часть, котора   вл етс  отходом при прокатке или ковке слитков.

Смесь может примен тьс  также самосто тельно , т.е. без применени  теплоиздлирующих и гарниссажных засыпок при разливке.

В табл. 2 приведены составы предлагаемс  смеси и их основные теплофизические свойства.

Таб л и ца 2

Дл  сравнени  привод тс  соответствующие показатели дл  известной смеси с содержанием алюминиевого порошка 14 и 28 sec.%:

Температура горени , °С1395 1726

Насыпна  масса смеси, г/см1,08 1,20

Кажуща с  плотность

огарка, г/см

1,17 1,15

Удельна  теплотворна  способность предлагаемой смеси 2795-10559 кДж/кг, известной

2795-9783 кДж/кг.

Дл  засыпки верха прибыли шеститонных

слитков в конце их отливки используют

смесь следующего состава, вес.%: Алюминийсодержащий шлак32 46

Кокс34 34

Шамот3420

Опытные смеси начинают гореть через 15- 27 мин. после их засыпки на прибыль слитка и затем гор т в течение 30-40 мин с образованием пористого и хорс но спекшего с  огарка. При контроле атмосферы на рабочих местах обслуживающего персонала в процессе и после разливки стали с предлагаемой и известной смес ми обнаруживаютс  лишь спецы хлора и фтора. Качество металла по макростр)тстуре соответствует прин тым техническим нормам.

Ллюмшшйсодержапшй шлак фракции менее 3,0 мм не взрываетс . Температура воспламенени  его аэровзвесн - более 800 С, температура самовоспламеиени  в слое - более 1000°С.

Claims (2)

1. Использование в составе экзотермической смеси алюмкнийсодержащего щлака вместо 78 алюминиевого пормика исключает возможност взрыва, упрощает и облегчает технологию ее производства и позвол ет строить отделени  по приготовлению смесей в обычном исполиении , а не во взрывобезопасном, т.е. с меньшими капитальными затратами. Кроме того, алюминийсодержащий шлак,  вл  сь отходом при производстве алюмини  по горючей металлической составл ющей значительно дешевле вторичного алюминиевого порошка. Таким образом, предлагаема  смесь обеспе чивает достижение условий взрывобезопасности в процессе ее приготовлени  и упрощение технологии ее производства. Формула изобретени  1. Экзотермическа  смесь дл  утеплени  головной части слитка при разливке сталей и сплавов, включающа  алюминийсодержащий материал, теплоизолирующий материал и огне упорный наполнитель, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  взрывобезопасности при изготовлении смеси и упрощени  технологии ее производства, она содержит в качестве . алюминийсодержащего материала отходы при производстве алюмини евых сплавов в виде алюминийсодержащего пшака при следующем соотношении, ингредиентов , вес.%: Отходьг при производстве алюминиевых сплавов в виде алюминийсодержащего щлака25 60 Теплоизолирующий материал27-45 Огнеупорный наполнитель10-34 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а    тем, что она содержит отходы при роизводстве алюминиевых сплавов в виде люминийсодержащего щлака фракций 0,3- ,0 мм. 3, Смесь по Ш1. I и 2, о т л и ч а юа   с   тем, что она содержит отходы ри производстве алюминиевых сплавов в вие алюминийсодержащего шлака следующего имического состава, вес.%: Алюминий62-73 Магний1,9-2,7 Медь -1,4-1,5 Цинк0,4-0,6 Хлор (в хлоридах магни , кали , натри )0,85-1,20 Двуокись кремни 2,0-3,6 Окись алюмини Остальное 4. Смесь по п. I, отличающа с  тем, что она содержит в качестве теплоизолирующего материала кокс шш золу-зтюс ТЭЦ. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Г. К. и Ойкс Г. Н. Металлурги  стали. М., Металлурги , 1964, с. 501.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 458389, кл. В 22 D 27/06. 1975.