Теплоизолирующая смесь

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Я 01027922 З(59 В 22 0 7 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л. И. Брежнева(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 710767, кл. В 22 Э 7/10, 1976.2. Авторское свидетельство СССРВ 602298, кл, В 22 Р 27/06, 1976.3Авторское свидетельство СССРУ 743774, кл, В 22 0 .7/12, 1977.4, Авторское свидетельство СССРВ 261647, кл. В 22 0 7/00, 1967.5. Авторское свидетельство СССРВ 742032, кл. В 22 0 7/10, 1977,(54) (57) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ для разливки стали, включающая, гидролизный лигнин,.золу и углеродистое вещество, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества слитков за счет повышения тепло- изолирующих свойств смеси, в качестве углеродистого вещества смесь содержит сажу при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:Гидролизныйлигнин 5-30 Сажа 10-30 Зола Остальное102Изобретение относится к черной ме-таллургии, конкретно к составамшлакообразующих смесей, применяемыхпри разливке стали, и способам ихприготовления, 5Известна теплоизолирующая смесьдля разливки стали, содержащая фтористый кальций, графит, каменноугольную золу и доменный шлак 1.Такая смесь в контакте с жидким 1металлом быстро расплавляется из заналичия 8-137 фтористого кальцияи малого (1-б 7) количества графита,что приводит к снижению ее теплоизолирующих свойств. Известны также 15теплоизолирующие и шлакообразующиесмеси, содержащие порошкообразныеалюминий, графит, древесную муку иогнеупорные накопители 2 1.Недостатком этих смесей является Оприменение компонентов, загрязняющих окружающую среду (щелочи, фториды), а.также дефицитных и дорогостоящих алюминия и графита,Известно также применение в составе брикета для защиты изложници зеркала металла гидролизного лигнина Г 33.Однако из-за того, что горючий материал-лигнин применяется вместес другими горючими органическимивеществащи, остаток после сгоранияна зеркале металла непригоден длятеплоизоляции металла.Известна шлакообразующая смесьдля разливки стали, содержащая 75857 золы и до 57. соды, графит - остальное 4 ,Но в известной смеси недостаточно эффективна теплоизоляция зеркалажидкого металла из-за относительновысокой плотности зольно-графитовойсмеси и потерь тепла металла нанагрев смеси.45Отсутствие в изложнице устойчивой восстановительной атмосферы ипотеРи тепла через оголенные участки металла вызывают загущение шлака,что приводит к ухудшению качестваповерхности стального слитка. 35 50 Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является теплоизолирующая смесь для разливки стали, включающая лигнин, золу и углеродистое Вещество 15 . Однако такая смесь обеспечивает недостаточно высокую теплоизоляцию зеркала металла,7922 2Целью изобретения является повышение качества слитков за счет повышения теплоизолирующих свойств сме-си,Для достижения поставленной целитеплоизолирующая смесь для разливкистали, включающая гидролизныйлигнин, эолу и углеродистое вещество, в качестве углеродистого вещестО ва содержит сажу при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Гидролизныйлигнин 5-30Сажа 10-30Зола ОстальноеСажа представляет собой твердыйтонкодисперсный продукт неполногосгорания или термического разложения органических веществ, содержащий более 987, углерода. Низкаянасыпная плотность (0,0 б + 0,28 т/м),малый диаметр частиц (0,01+0,35 мк),большая геометрическая удельная поверхность (100-300 м /г) определяют ее высокие по сравнению сграфитом теплоиэолирующие и защитносмаэывающие свойства,Гидролизный лигнин представляетсобой отход переработки древесины,гидролизно-дрожжевого, крахмалопаточного и других производств, Высокаяэкзотермичность (3-4 тыс. ккал/кг),низкие температуры воспламенения(350-400 С) способствуют быстрому нагреву и подплавлению смеси, а выделение газообразных продуктов реакциигорения лйгнина - ее разрыхлению исоответственно улучшению теплоизолирующих свойств. При горении в восста-новительной атмосфере лигнин выделяет сажистый углерод, который служит дополнительным смазывающим средством между стенкой изложницы и поверхностью слитка.Лигнин дешев, при подготовке киспользованию не требует размола,его применение уменьшит загрязнениеокружающей среды отходами.Выбор укаэанных соотношений ингредиентов, входящих в состав теплоизолирующей смеси, позволяет уменьшить плотность слоя смеси на зеркале металла эа счет применениясажи и ее разрыхления при выделениигазообразных продуктов реакции горения лигнина, ускорить шлакообразованне за счет выделения тепла пригорении лигнина, обеспечить разливку стали в восстановительной атмос3 1027Фере, уменьшить трение между изложницей и поверхностью слитка за счетприменения тонкодиснерсного углеродистого продукта - сажи и выделения сажистого углерода при горениилигнина в условиях недостатка кислорода.Оптимальный состав шлакообразующей смеси следующий,7: зола 65,лигнин 15, сажа 20. 10Содержание сажи ниже 10 недопустимо из-за необходимости защитызолы от расплавления, выше 30 сажисуществует опасность науглероживанияметалла низкоуглеродистых марок ста. -ли.Пределы содержаний гидролизноголигнина определены исходя из того,что при содержании его менее 5 не обеспечивается. достаточно энергич ное разрыхление и подплавление смеси, наличие лигнина в смеси выше 303вызывает в ряде случаев подкипаниеметалла у стенок изложницы, сильноевыбивание пламени из изложницы, 25Пределы содержания золы должныобеспечить достаточно толстый слойшлака на поверхности металла изащитить этот слой шлака от расдлавления за счет добавления не менее10% сажи,Теплоизолирующие смеси изготавливают путем дробления исходных компонентов до размеров частиц менее.1 мм, последующего перемешиванияи просушивания до влажности менее 1 .35Для защиты смесей от насыщениявлагой при транспортировке ихупаковывают в целлофановые илибумажные мешки.Н р и м е р 1. При сифонной разливке спокойной стали в 7-тоннуюизложницу на дне последней размеща;ется теплоизолирующая смесь в бумажных мешках по 13 кг следующего45состава,Ж: зола 50, сажа 30 и гидролизный лигнин 20. В процессе наполнения изложницы эта смесь ссыпаетсяравномерно по зеркалу слиткаП р и м е р 2. При сифонной разлив 50ке стали в 15-тонную изложницу двабумажных мешка по 14 кг смеси подвешиваются на расстоянии 250 мм отдна изложницы. Состав смеси: 85% золы, 10% сажи, 5% лигнина.55П р и м е р 3. При разливке спокойной стали сверху в 7-тонную изложницу присаживается 16 кг теплоизо 922 4лирующей смеси следующего постава,%: зола 62,5, сажа 20, лигнин 17,5.Теплоизолирующие смеси предлагае,мого состава были испытаны приразливке спокойной стали. Скоростьгорения смесей на поверхности слитка составляла 0,1-0,5 кг/мин. Смесь на зеркале металла сохраняла темный цвет до начала стрипперования слитков.Получено ускорение шлакообразования на поверхности металла, умень" шение пылевыделения из изложницыв процессе разливки, улучшение качества поверхности слитков.Изобретение иллюстрируется составами и свойствами смесей, которые приведены соответственно в табл.1 и 2.Из данных табл, 2 следует, что в результате применения предлагаемой смеси,по сравнению с известной количество рванин, трещин и плен на слитке уменьшается в 3 раза. Такой, слиток требует меньшего объема зачистки перед последующей прокаткой.Эффект применения лигнина в предлагаемой смеси по сравнению со смесью по прототипу заключается в том, что лигнин в оболочке сажи не горит, а тлеет, что увеличивает время выделения тепла в смеси и соответственно улучшает теплоизоляцию зеркала металла, кроме того, длительное горение газообразных летучих, выделяющихся из лигнина в процессе его тления, уменьшает выделение пыли и дыма, и огарок после сгорания лигнина и зола находятся в.оболочке сажи, что уменьшает их подплавление и соответственно улучшаеттеплоизоляцию зеркала металла.Смесь по изобретению при испытаниях при разливке стали показала исключительно высокие теплоизоляционные свойства, Например, при толщине слоя смеси.на. зеркале металла 140 мм в течение 40 .мин от конца разливки температура поверхнос 1 ти смеси на превышала 50 С, в то время как нижняя поверхность ее соприкасалась с жидким металлоя. Коэффициент теплопроводности смеси по изобретению равен 0,05 Вт/м град., а по прототипу 1,18-1,27 Вт/м град. Для сравнения Кперлито-графитовой смеси равен 0,23-.0,32, зольнографитовой 0,52-0,57 Вт/м оград. Теплоемкость смеси определяется теплоемкостью ее компонентов и составЭ 1027922 ляет 0,1-0,2 ккал/кг"С в зависимости от конкретного состава,Экономический эффект от применения предлагаемых теплоизолирующих смесей на ме галлургпческих чаво"пах составляет только з счетприменения более дешевых материалов 0,35 руб/т. Таблица 1 Состав теплоизолирующих смесей, мас,7 Ингредиент 111. 92 1193 Р 4 И 5 96 Н 7 40 50 62,5 74 20 20 4 30 17,5 12 80 80 Зола 30 Сажа 10 10 30 Лигнин 10 Графит Сода Таблица 2 УФ состава смесей соответственно табл. Ф 1 2 3 4 5 6 7 Технологическиипоказатель Ранее оголение и трещин ем темметалла ного у стенок изложниц ностиметалла тогоогарка пористого огарка Характер горения смеси Тление Горе- Слабоения нет горение Умерен-Тлениеное горениениц Поверхностные дефекты,Ерванина 0,8 0,5 0,0 1,2 0,8 2,2 0,7 0,2 1,5 0,9 трещина 0,5 0,0 2,0 0,3 0,7 плена 0,7 0,9 ЖКЩК Заказ 9141/3 Тираж 774 Подписное Филиал ППП "йатеит", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Поведение шлако- Раннее Подплаввого покрова появле- ление с на слитке ние раз- обраломов зованиВыбива- Интенние пла- сивное мени из горение изложПод- Подплав- Повыше- Частичплавле-ление с ное под-ное подние с образова-плавле- цлавпеобразо-нием по- ние ние иванием ристогопорис- огарка поверхпокраснение смесей, оголение