Теплоизолирующая шлакообразующая смесь
Владельцы патента RU 2566228:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)
Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 50-65 и органическую добавку 35-50. В качестве шлакообразующего материала используют микрокремнезем, а в качестве органической добавки используют смесь, содержащую, мас.%: шелуху зерновых культур 40-60 и лузгу подсолнечника 40-60. Формирующийся в ковше шлак обладает повышенной ассимиляцией неметаллических включений. Обеспечивается снижение тепловых потерь при разливке стали, уменьшение брака, связанного с перепадами температур и затвердеванием стали в ковше, и уменьшение загрязненности стали неметаллическими включениями. 1 пр.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам теплоизолирующих смесей, предназначенных для теплоизоляции металла в промежуточном и сталеразливочном ковшах.
Известна теплоизолирующая шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали, включающая аморфный графит, известь, пылевидные отходы производства ферросилиция, пылевидные отходы производства алюминия [1].
Существенными недостатками данной смеси при использовании в промежуточном ковше является неконтролируемый процесс науглероживания стали и низкие теплоизолирующие и рафинирующие свойства в связи с содержанием в составе смеси аморфного графита, а также низкие теплоизолирующие свойства смеси в связи с отсутствием органической составляющей.
Известна также шлакообразующая смесь для промежуточного ковша, содержащая пылевидные отходы производства алюминия, которая содержит микрокремнезем и пылевидные отходы производства извести, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| микрокремнезем | 36-40 |
| пылевидные отходы производства алюминия | 19-23 |
| пыль известкового производства | 39-43, |
при следующем химическом составе, мас.%:
| С | 4,0-16,0 |
| СаО | 24,0-35,0 |
| SiO2 | 32,0-40,0 |
| Al2O3 | 6,0-13,0 |
| F | 2,5-8,5% |
| Na2O | 2,0-8,0 |
| K2O | 0,5-4,0 |
и отношении СаО/SiO2=0,7-1,0.
Существенными недостатками данной смеси являются:
- высокие теплопотери при длительных выдержках стали в сталеразливочных и промежуточных ковшах из-за низких теплоизолирующих свойств смеси в связи с отсутствием органической составляющей,
- высокая эрозия футеровки ковшей из-за значительной концентрации фтора, оксидов кальция и натрия,
- сложное изготовление смеси в связи с большим количеством входящих в состав смеси компонентов.
Известна также теплоизолирующая шлакообразующая смесь - прототип [3], содержащая шлакообразующий материал и органическую добавку, которая дополнительно содержит углеродсодержащий материал (кокс), лузгу зерновых культур в качестве органической добавки и шлакообразующий материал, следующего химического состава, мас.%: С - 5,0÷15,0; СаО 25,0÷48,0; SiO2 - 33,0÷39,0; Al2O3 - 7,0÷12,0; F≥3,5; Na2O≥3,0; K2O≥0,7 при основности 0,7÷2,2 в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кокс - 5-30
Лузга зерновых культур - 10-70
Шлакообразующий материал - 10-85
Существенными недостатками данной смеси являются:
- высокое содержание углерода, приводящее к науглероживанию жидкой стали и невозможности проводить разливку низкоуглеродистых сталей,
- низкие теплоизолирующие свойства смеси из-за неоптимального соотношения между шлакообразующим материалом и органической добавкой,
- высокие тепловые потери, приводящие к увеличению уровня брака, связанного с перепадом температур и затвердеванием стали в пром-ковшах и сталь-ковшах при длительных выдержках.
Техническими результатами изобретения являются:
- снижение тепловых потерь при разливке стали и увеличение серийности разливаемой стали;
- уменьшение уровня брака, связанного с перепадами температуры и затвердеванием стали в сталь-ковшах и пром-ковшах.
Для этого предлагается теплоизолирующая шлакообразующая смесь, содержащая шлакообразующий материал и органическую добавку, в которой данные компоненты взяты при следующем соотношении, мас.%:
| Шлакообразующий материал | 50-65 |
| Органическая добавка | 35-50, |
причем в качестве шлакообразующего материала используют микрокремнезем, а в качестве органической добавки используют смесь шелухи зерновых культур и лузги подсолнечника при соотношении, мас.%:
| Шелуха зерновых культур | 40-60 |
| Лузга подсолнечника | 40-60 |
Состав смеси выбран исходя из следующих предпосылок.
Добавка шлакообразующего материала (микрокремнезем) позволяет снизить тепловое излучение.
Применение смеси шелухи зерновых культур и лузги подсолнечника в качестве органической добавки приводит к увеличению толщины слоя теплоизолирующей смеси, а при сгорании дополнительно выделяется тепло. Продуктом сгорания органической добавки является шлаковый расплав, имеющий пористую структуру, вследствие чего обеспечивается низкая теплопроводность. На поверхности ковшевого шлака из шлакообразующего материала образуется жидкий шлак с высокой теплоизолирующей способностью.
В качестве шлакообразующего материала использовали микрокремнезем конденсированный марки МК-85 по ТУ 5743-048-02495332-96 «Микрокремнезем конденсированный. Технические условия».
Утепление проводили в сталеразливочных и промежуточных ковшах. Удельный расход теплоизолирующей смеси при защите зеркала расплава в сталеразливочном коше составлял 0,6-3,0 кг/т жидкого металла, в промежуточном ковше 2,0-6,0 кг/т жидкого металла.
Теплоизолирующая смесь при соотношении, мас.%: шелухи зерновых культур 40-60 и лузги подсолнечника 40-60 обеспечивает высокую теплоизоляцию при разливке серии плавок.
Применение органической добавки менее 35% не обеспечивает требуемый градиент температур при разливке серии плавок.
При использовании органической добавки более 50% наблюдается интенсивное сгорание смеси с образованием факела, что приводит к небезопасным условиям труда и к снижению теплоизоляции поверхности расплава.
Опыты проводили с использованием 130-тонных сталеразливочных ковшей и 24- тонных промежуточных ковшах на четырехручьевой блюмовой МНЛЗ с сечением кристаллизатора 300×340 мм при разливке стали марок ст.10-60, 50-60Г.
Перед подачей металла на МНЛЗ на агрегат «ковш-печь» в каждый сталеразливочный ковш, предназначенный для разливки, в серию задавали теплоизолирующую смесь в количестве 100-500 кг.
В процессе разливки стали в промежуточный ковш на зеркало металла первой плавки в серии задавали теплоизолирующую шлакообразующую смесь в количестве 50-150 кг, при смене очередного разливочного ковша в промежуточный ковш присаживали шлакообразующую смесь в количестве до 50 кг.
Использование теплоизолирующей шлакообразующей смеси при непрерывной разливке стали позволило снизить градиент температуры металла в промежуточном ковше до 4-9°С и как следствие отбраковку металла по нарушению температурно-скоростного режима на 0,06.
Источники информации
1. А.с. СССР 1702696, С21С 5/54.
2. Пат. РФ 2356687, B22D 11/111, С21С 5/54.
3. Пат. РФ 2380194, B22D 11/111, B22D 7/10.
Теплоизолирующая шлакообразующая смесь, содержащая шлакообразующий материал и органическую добавку, отличающаяся тем, что компоненты взяты при следующем соотношении, мас.%:
| шлакообразующий материал | 50-65 |
| органическая добавка | 35-50, |
причем в качестве шлакообразующего материала используют микрокремнезем, а в качестве органической добавки используют смесь шелухи зерновых культур и лузги подсолнечника при следующем соотношении, мас.%:
| шелуха зерновых культур | 40-60 |
| лузга подсолнечника | 40-60 |
