Состав для получения огнеупорного покрытия изложниц и поддонов

 

Использование: в металлургическом производстве при производстве слитков в качестве покрытия для изложниц и поддонов . Сущность: огнеупорное покрытие получают из состава, содержащего следующие ингредиенты, мае. %: отходы производства ацетилена из карбида кальция 15-45, хлористый и/или углекислый натрий 4-16, водный раствор лигносульфонатов остальное. Водный раствор лигносульфонатов является жидкостной средой, в которой смешиваются остальные ингредиенты. Отходы производства ацетилена из карбида кальция образуются из карбидсодержэщего сырья при гашении его водой. При этом помимо ацетилена образуются твердые отходы, имеющие следующий средний химический состав: Са(ОН)2 71-79, РедОз 0,7-1,3, 0,9-1,1, Si02 1,8-2,2, СаС2 2,0-2,5, С 4,0-4,5, FeSI 2,0-2,5, НаО 6-8. Узкие пределы колебания ингредиентов отхода обеспечивают постоянство их физических свойств и позволяют получать постоянный эффект. Противопригарные свойства покрытию придает гидроксид кальция, а наличие в шкоде атомарного углерода, ферросилиция икарбила кальция обеспечивают раскисление и легирование поверхности слитка, что улучшает его качество, 3 табл. (Л С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)s В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799248/02 (22) 05.03,90 (46) 30,11.92, Бюл. N. 44 (71) Карагандинский металлургический комбинат (72) B.Ï.Öûìáàë, В.М.Чабан, Э.Б.Ланевский, А.Я.Эрленбуш, В,И.Вареник, В.А.Денисов, Х.Ж.Кабаканов и С.Б.Бурлибаев (56) Авторское свидетельство СССР

N 566670, кл. В 22 С 3/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 764833, кл. В 22 С 3/00, 1978, Авторское свидетельство СССР

N. 971557,,кл,,В 22 С 3/00. 1981. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗЛОЖНИЦ И

ПОДДОНОВ (57) Использование: в металлургическом производстве при производстве слитков в качестве покрытия для изложниц и поддонов. Сущность: огнеупорное покрытие получают из состава, содержащего следующие ингредиенты, мас. 7: отходы производства

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к подготовке оборудования для разливки стали, а точнее- изложниц и поддонов.

Для увеличения стойкости изложниц и поддонов, исключения приваривания к ним слитков, улучшения качества поверхности слитков используются огнеупорные покрытия, наносимые на внутреннюю поверхность изложниц и поддонов, Известно огнеупорное покрытие, используемое для смазки изложниц, состоящее из 45 — 60 сульфитно-спиртовой барды и 2-8 алюминиевой пудры, затворенных. Ж,, 777797К A l ацетилена иэ карбида кальция 15-45, хлористый и/или углекислый натрий 4-16, водный раствор лигносульфонатов остальное. Водный раствор лигносульфонатов является жидкостной средой, в которой смешиваются остальные ингредиенты. Отходы производства ацетилена из карбида кальция . образуются из карбидсодержащего сырья при гашении его водой. При этом помимо ацетилена образуются твердые отходы, имеющие следующий средний химический состав: Са(ОН)г 71 — 79, ГегОз 0,7-1,3, А!гОэ

0,9-1,1, SiOz1,8 — 2,2, СаСг 2,0-2,5, С 4,0-4,5, FeSI 2,0 — 2,5, НгО 6 — 8. Узкие пределы колебания ингредиентов отхода обеспечивают постоянство их физических свойств и позволяют получать постоянный эффскт, Противопригарные свойства покрытию придает гидроксид кальция, а наличие в отходе атомарного углерода, ферросилиция н карбила кальция обеспечивают раскисление и легирование поверхности слитка, что улучшает

его качество, 3 табл. водой. Это покрытие легко наносится на внутреннюю поверхность изложниц механическим способом, рбеспечивает снижение количества подкорковых пузырей.

Основной недостаток указанного покрытия заключается в его осыпании со стенок изложницы после высыхания, Кроме этого, данное покрытие содер>кит дефицитный и дорогой металл — алюминиевую пудру, Известно также покрытие для изложниц, используемое преимущественно для получения слитков из низколегированной и электротехнической стали, имеющее следующий состав, мас. :

",777974

Окись магния 5 — 6

Гидроокись магния 7,3 — 8,4

Гипс 0,05 — 0,7

Графит 2 — 5

Вода Остальное 5

Это покрытие обеспечивает увеличение стойкости изложниц и улучшение качества поверхности слитков, но оно имеет и недо-. статок- недостаточную адгезионную устойчивость на стенке изложницы. Кроме того, 10 такое покрытие неуниверсально в применении для разливки различных марок сталей и рекомендуется к использованию преимущественно на низколегированной и электротехнической сталях. Кроме того, гипс 15 экологически вреден, Данное покрытие также не содержит недефицитных и недорогих материалов.

Из известных наиболее близким к составу. поставленной цели и технической 20 сущности к заявляемому изобретению является защитное покрытие для изложниц, со стоящее из силикатного наполнителя и водного раствора лигносульфонатов. Состав этого покрытия следующий, мас. : 25

Плавильная пыль электротермического производства кристаллического кремния 20-60

Водный раствор лигносульфонатов - 80-40

Основной твердый наполнитель данного покрытия — плавильная пыль электротермического производства кристаллического кремния представляет собой отходы произ- 35 водства кремния и его сплавов, улавливаемые в газоочистных устройствах, т.е. по существу представляют собой вторичные материалы. Это покрытие легко и равномерно наносится на поверхность изложниц, 40 увеличивая их стойкость.

Недостатком этого покрытия является кислый характер твердого наполнителя, не обеспечивающий значительного снижения поверхностных дефектов на слитках. 45

Целью предполагаемого изобретения являЕтся повышение адгезионной прочности покрытия на стенке изложницы и улучшение качества металла за счет снижения поверхностных дефектов типа плена и рвань. 50

Указанная цель достигается тем, что огнеупорное покрытие, содержащее водный раствор лигносульфонатов,.содержит- также в качестве огнеупорного наполнителя, обеспечивающего противопригарные 55 свойства, отходы производства ацетилена из карбида кальция и хларистый или углекислый натрий или любое сочетание двух указанных солей между собой при следующем соотношении ингредиентов, мас, %:

Отходы производства ацетилена из карбида кальция 15-45

Хлористый или углекислый натрий или любое сочетание двух указанных солей между собой 4-16

Водный раствор лигносульфонатов Остальное

Отходы производства ацетилена из карбида кальция имеют следующий химический состав, мас. : Ca(OH)z=77 — 79; ЕегОз=0,7-1,3;

А!20з=0,9 — 1,1; $102=1,8-2,2; СаС2=2,0-2,5:

C=4,0 — 4,5; FeSl=2,0-2,5; Н20=6-8, Узкие пределы колебаний отдельных компонентов отходов обеспечивают постоянство их физических свойств и позволяют получить постоянный эффект при их применении в качестве противопригарного наполнителя огнеупорного покрытия.

Противопригарный эффект обеспечивается в основном входящей в состав отходов гидроокисью кальция Са(ОН) . В состав отходов входят также атомарный углерод, ферросилиций и карбид кальция в сумме

8-10 мас., т.е. именно те соединения, которые обеспечивают раскисление и легирование поверхностной корочки слитка и дополнительное улучшение эа счет этого качества поверхности слитка.

Таким образом, указанные отходы, находясь в составе огнеупорного покрытия, обеспечивают, благодаря своему уникальному, отличному от всех других известных материалов составу, комплексное воздействие на формирующуюся поверхностную корочку слитка.

При содержании отходов в составе покрытия менее 15 мас. не обеспечиваются достаточные притивопригарные свойства покрытия (см. табл. 2). Кроме того, наблюдается стекание.покрытия со стенки изложницы вследствие его низкой вязкости (табл. 1); что снижает воэможности его равномерного нанесения, Увеличение содержания отходов в составе покрытия сверх 45 мас.;( делает покрытие вязким (см. табл. 1) и нетехнологичным при нанесении на стенку изложницы.

Водный раствор лигносульфонатов обеспечивает жидкую среду, в которой смешиваютвя все остальные ингредиенты огнеупорного покрытия. После высыхания покрытия на стенке изложницы лигносульфонаты образуют прочную твердую пленку, в которой зафиксированы твердые частички отходов производства ацетилена из карбида кальция. Чтобы эта пленка имела высокую адгеэионную прочность к стенке изложницы, чтобы она не растрескивалась, l777974 не отшелушивэлась и не осыпалась со стенки изло>кницы после высыхания покрытия в

СОСТЗВ ПОКРЫТИЯ ВВОДЯТСЯ ХЛОРИСТЫЙ ИЛL1 углекислый натрий или эти две соли одновременно s любом сочетании в количестве

4 — 16 мас. О/. Хлористый или углекИслы1л натрий оказывает рэзруша!ощее влияние на частички отходов, способствуя их измельчению и более равномерному нанесению на стенку изложницы; с другой стороны эти соли являются отвердителями nL.ríoñóëüôoнатов, препятствуя их осыпанию со стенки изложницы после высыхэния. Если содер>кэние хлористого и/или углекислого натрия в составе покрытия менее 4 Inc. f,, то прочность высушенного слоя покрытия невелика (см, табл. 1). При их содержании более 16 мас, % дальнейшего уве/!и !ени/! прочности пленки не происходит.

Основные физические свойства огнеупорных покрытий различного состава представлены в табл. 1. Вязкость покрытий в жидком состоянии измерялась по ГОСТ

8420-74 на вискозиметре В3-4. Плотность— стеклянными денсиметрэми общего назначения (ГОСТ 1300-74). Седиментационную устойчивость с лесей оценивэли через 7 часов отстоя по ГОСТ 10772-64. Адгезионну!о прочность высушенного слоя покрытия оценивали по ГОСТ 683-75 по сопротивлеш1ю покрытия истиранию струей кварцевого песка.

Данные табл. 1 показы вэ!От,что наиболее приемлемые для практического использования результаты по вязкости и эдгезионной прочности имек>т огнеупорные покрытия, содержащие 15 — 45% отходов производства ацетилена из карбида кальция и 4 — 16% хлористого и/или углекислого натрия в водном растворе лигносул ьфонэтов, Результаты практического опробовэния огнеупорных покрытий при разливка стали и оценка качества поверхности металла по

Отбрэковке и по отсортировке по та,L1vi покэзэтелям как плена и рвань предстэвлень! в табл. 2. Эти данные также покэзывэют, что при небольшом (менее 15.мэс. "f,) содержании отходов в огнеупорном покрытии потери летэлла в брак и по отсортировке выше, чем при содержании отходов 15-45 мэс, %.

В известных технических решениях (4, 5) в состав огнеупорных покрытий часто гходит гидроокись кальция, получаемая либо путем гашения извести, либо путем гашения кальциевых отходов в воде. В этой свяэ!! целесообрэ но привести некоторые результаты испытаний различных покрытий, в которых отходы производства ацетилена заменялись другими материалами, содержащими в основном гидроокись кальция.

Тэким мэтеоиэлом =.; !лэ г;ы.э -",s:,,> в;ер-/ую очередь гашеная известь, которая отличается от отходов производства эцетилена отсутствием в ее составе этомэрного углеродэ, ферросилиция и кэ!>б. 1,1э кэльция. Доугим энэлоги-I -I,!,м тс; иe o! I бьlли выбраны свми отходь:, г:о,-,::,."-,. «.:но обож>кенные в течение 6-" л::. О:ис/!ительной атмосфеое. 0kL1C1LITe-ьный обжиг преследовал цель удалить ..:- cocò":a отходов этомэрный у л ро/), О1к сл,. ть ф рроси" л\лций и b!> лч!- l л"" ! -" 1 --! !11! ч 1>бы исключить влия; ие эти", ко. !г!а е1-тов на урОВЕНЬ ОтСОртирОВКИ МЕтЭЛЛЭ,, !1ТИ рЕЗуЛ Ьтаты приведены в табл, 3.

Данные, приведенные е табл. 3, убедительно подтвер>кдэют преимущество отходов производства ацетилена из карбида кальция перед други ILI »i"-.логи гнь 1;! материалами, содержэщим:: . -.а;;. - : идроОКИСЬ y,ЭЛ1,!!1ЛЯ 1С rb re(O i ..,,: 1Tb что лучшие результаты при 3T!0 ;1;.:L стигэются за счет физических свойств отходов и их уникального химического составэ.

Пример, Для э.спер!!1енгэльной проверки заявляемо:о состэ.!э ог.-!еупорногО покрытия были пригот >3/ICHbl и ис/1ытэны

18 опытных смесей, из которь!х 9 показали нэилучшие результаты (смеси 7 — 15, см. табл.

2). В качестве жидкой составляющей смесей использовали лигносульфонэты мэрки А (ТУ

13-0281036-05-89) и воду. В качестве наполНИтЕЛЕй 11С11ОЛЬЗОВЭЛИ ТЯЕ!.-.!.>;,П".--.ВКИ— отходы произьодства эцет!1.:.-..-. э з;-;ээбида кальция и хлористый или -ьглек с. :!. этрий или их сочетэния. Хлорис-: -.:!! Сл!1 у, !ек.1слый натрий в состэве смесей Ic oëüçoeàëè для увеличения эдгезионной устойчивости

ПОКРЫТИЯ HB С Е!!КЕ ЗЛОЖ 1Ц=! И В ЛЯ ПГ!Идэния покрыти. м ппочно;". i 1.:,1, .1 этом с увеличением содержания отходов производства ацетиленэ е смесях > вели !!1вэли и содержание хлористого или у- ек! c oro натрия, Из данных табл. 2 следует. что смеси, в которых содержание отхсдоэ про!1эводствэ эцетиленэ из кэрбидэ I::" ; . . c, T,л/ ЯBT

15 — 45% (вес,) по отбрэковке; о :,... : .:..О.. ке метэлла превосходят вс» ;, .. ;. " :: .э!»ные покрытия, B T.÷, и выбрэ!.,:1:,," в <эчестве аналогов и прототипа. Отсс;. т:ров>,э метэлла на первом переде,",е nr ;.=. - eo .гого состава покрытия состэвл:- "I,, ;: v, правило, 0,6-0,8%, в то эре."ля .".л::,"1:. г l:;-.>; друг11х испытанных смэзок онэ !1трое бо/! ьше — ?,2—

3 0%. Соответст:".е-!ilo, и . -, с:!едующих переделэх, например, горя-!Скате!-. Ого листа — уровень отсортировкн нэ ээявляемой смазке — 2,6-4,6%, на срэ !1!1-.-ельных — 4.76,3%, т.е. знэчительно бол;-.: е.

1777974

Использование заявляемого изобретения позволит существенно уменьшить отбраковку и отсортировку металла по поверхностным дефектам; расширить составы покрытий, используемых для защиты изложниц и поддонов; вовлечь в производство стали отходы других производСтв.

Формула изобретения

Состав для получения огнеупорного покрытия изложниц и поддонов, используемый, преимущественно, при получении слитков из черных металлов, содержащий водный раствор лигносульфонатов и огнеупорный наполнитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения адгезионной прочности покрытия на стенке изложницы и улучшения качества металла за счет снижения поверхностных дефектов типа плена и рвань, он в качестве огнеупорного наполнителя содержит. отходы производ5 ства ацетилена из карбида кальция и дополнительно содержит хлористый и/или углекислый натрий при следующем соотно. шении ингредиентов, мас. :

10 Отходы производства ацетилена из карбида кальция

Хлористый и/или, углекислый натрий

15 Водный раствор лигносульфонатов

15-45

4 — 16

Остальное,.-,г„: .. -.,:. - .. ::: - Таблица I, Физические свойства огавупорнал пократий различного ооотава

Состав пбкХнтии, вес..g „ ..

-т

1отлоды авоиэвод= « I 1 Га2003 1водннй раствор 1

0ТВ8 С21г2 ие сес21 .1лигнсоЯпфонета

Фиеичеокие овойотва уоловйаи . Плптиость. вязкость о гуса

2

8

I2

I6.3

8

Х2

I6

8

I2

Х2

8

I2

4 .8

8 Ааадсг Е. IIo авт.овид. СССР Ю 566670

50 ь ССБ+ 4 У АХ-пудра, вода - оот.. . °

«) Аналог 2. По авт .сьии. СССР М 764833

° 24 . И О-6; М (ОН) -8 ; гипс-0,5 Я графит-4 ф вода - ост.

I 07 2830 33

Прототип: По авт.свид. СССР М 97I557

Пиль пройзводотва крист.креиния-50 g; водный реотвор

ЛСт-6О Ф

Х,Х8

2 I6

З IO

4 I5

5 20

9 . 35

ХХ 40 I2 40

Хз 45

I4- 40

I5 45

Х6 50

I8, 30 „ „

93

86

86

8Х

72

Й

44 44

39

44

38

29 ,;.68

Хв

I8

: 2Х8

28

38

46

6Х,.

64 более 200 более 200 :,;,34-;-, I,08

I, ÎÂ е,о3

I 09

I,09

I;8, I,Ï I,Ir .

- I,ХЗ

Е,Е4

I,I6

Х,20

Х,I9

I,23

I, 23 . I,I4!

Адгееиоаааа f Седимеатепиок-; прсчностъ,г/вм1 аая устоичи1востБ М

2350 ХО0

27ХО IOO

2640 ПЮ.

3750 96

3860 98.

3I50 . 98

43%- = ... В" .

4460 . 83

4670 " 92

4850 78

4650 . 80

4370 ° . BI

4Х20 g, .75: -.; .2ПС

1777974

Таблица 2

Сравнительные результаты испытаний различных огнеупорных покрытий

Состав покрытия, мас.2 водный раствор ЛСТ

Доля металла, переведенного в более низкую группу качества по поверхностным дефектам (плена+рвань), INt пlп рак по поверхостным дефектам

NaCl На» СО! отходы производства ацетилена из карбида кальция на слябинге при производстве листа

2

4

I2

6,25

2,16

0,15-0,18

0,15-0,16

5,63

3,01

5,74

2,85

0,15-0,20

Таблица 3

Результаты испытаний огнеупорных покрытий с обычными отходами и заменой отходов производства ацетилена гашеной известью и обожженными отходами

Состав покрытия, мас.Ф

Í1! пп

Доля металла, переведенного в более низкую группу качества по поверхностным дефектам (плена + рвань), Ф

NaC1 обозленные отходы водный р-р ЛСТ

Яафсо3 обычные отходы известь гашеная на слябинге при производстве листа

0,94

0,88

0,75

1,36

1,71

1,88

1,43

1,54

1,68

1 10

2 5

4 10

5 5

7 1О

8 5

2,19

2,76

2,63

5,17

4,83

3,96

4,43

4,16

1 5.17

10

5

5

Составитель В.Цымбал

Редактор С.Егорова Техред М.Моргентал Корректор H.ÊåIJåëÿ

Заказ 4155 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 5 93

2 10 2 88

3 10 88

4 10 2 . 86

5 15 81

6 20 72

7 25 63

6 25 59

9 30 4 . 66

10 35 8 - 57 I1 35 12 - 53

12 40... 16, - 44

13 40 4 12 44

14 45 8 8 39

40 !г 4 44

16 Аналог 1. !1о авт.св.СССР-" . F 566670

502 ССБ + 4g Al-пудра

17 Аналог 2. По авт.сеид. 764833

Mg0 — 5Х; Ng(011) — 8XI гипс - 0,53;. графит - 4Ф; вода - ост.

18 Лрототип. Ло авт.саид. I(971557

Пыль пр-ва крист. кремния - 5021 водный р-р ЛСТ вЂ” 502

0,20-0,22

0,20-0,22

0,16-0,21

0,13-0,16

0,12-0,15

0,12-0,15

О, 1 1-0,13

0,10-0,12

0,10-0,12

0,10-0,12

0,10- 0,12

0,10-0,12

О, 10-О,12

0,10-0,12

0,10-0,12

2,31

2,27

2,13

2,09

1,74

1,32

0,86

0,68

0,81

0,66

0,74

0,81

0,63

0,80

0,83

6,05

4,83

5,!9

4,74

4,57

4, 12.

2,71

3,12

2,63

2,56

2,79

3.07 .2,76

3,05

3,гг