Теплоізолююча суміш

Изобретение относится к металлургии стали, а именно к материалам для теплоизоляции зеркала металла при разливке стали в изложницы. Известна смесь, содержащая вспученный перлит и аморфный графит (А.П. Рабинович, Ю.И. Марков и др. Сталь. - 1972. - №10. - С.901 - 903). Она отличается низкой плотностью и теплопроводностью. Недостатком этой смеси является низкая температура плавления перлита. В результате в процессе разливки происходит подплавление смеси и уменьшение толщины теплоизолирующего слоя. Кроме того, на расплавление перлита расходуется тепло расплава. Эти факторы снижают эффективность смесей на основе перлита, особенно при отливке крупных слитков, что обусловлено длительностью воздействия потоков расплава на слой смеси. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является смесь, содержащая (97 ... 99)мас.% кремнеземистого продукта газоочистки при производстве ферросилиция и чистого кремния и (1 ... 3)мас.% лигносульфоната (авторское свидетельство СССР №1447541, МКИ B22D7/10). Кремнеземистый продукт имеет относительно низкую плотность и высокую огнеупорность (0,2 × 103кг/м3 и 1690°C соответственно), что определяет его эффективность в качестве теплоизолирующего материала. Недостатком указанной смеси является ее склонность к спеканию, что препятствует равномерному распределению на зеркале металла. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать теплоизолирующую смесь путем устранения спекания, улучшения ее текучести. Поставленная задача решается благодаря тому, что в смесь, содержащую кремнеземистый легковесный порошок и лигносульфонаты технические, дополнительно вводится мелкодисперсный малозольный графитовый порошок при следующем соотношении ингредиентов, в мас.%: Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем: Технический результат, выражаемый в повышении эффективности теплоизоляции за счет устранения спекания достигается за счет обволакивания частиц кремнеземистого порошка оболочкой из графита, и исключения их непосредственного контакта между собой. К тому же графит выполняет роль смазки и улучшает текучесть смеси. При этом графит должен содержать минимальное количество зольного остатка, поскольку содержащиеся в нем окислы заметно снижают температуру плавления кремнезема. Из широко известных и доступных материалов этому требованию в наибольшей степени отвечают отходы производства графитовых электродов. Массовая доля зольного остатка в них составляет (2 ... 5)%, в то время как в природном графите от 12 до 20%. Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков необходимо и достаточно для получения технического результата, что подтверждается экспериментальными исследованиями. Сущность изобретения заключается в следующем. Теплоизолирующей основой смеси служит кремнеземистый легковесный порошок с массовой долей кремнезема не менее 85% и насыпной плотностью (0,2 ... 0,4) × 103кг/м3. Для подавления спекания частиц кремнезема и повышения текучести смеси в ее состав вводится графитовый порошок из отходов производства графитовых электродов в количестве (20 ... 50)мас.%. Содержание основных компонентов графитового порошка приведено в табл.1. Гранулометрический состав графитового порошка приведен в табл.2. Как видно из табл.1 и 2, графитовый порошок представляет собой мелкодисперсное вещество с высоким содержанием углерода и незначительным зольным остатком. Лигносульфонаты технические служат а качестве связки и препятствуют пылевыделению при производстве смеси и при разливке стали. Нижний предел содержания графитового порошка в смеси (до 20%) обусловлен тем, что при меньшем содержании не обеспечивается полное обволакивание частиц кремнеземистого порошка, вследствие чего ухудшается текучесть смеси и наблюдается ее усадка при разливке вследствие спекания. Верхний предел содержания графитового порошка (50%) ограничен в связи с тем, что дальнейшее его увеличение не улучшает свойств смеси, а в то же время возрастает вероятность науглероживания металла. При содержании лигносульфонатов менее 1мас.% не обеспечивается эффективное пылеподавление, а при содержании более 3мас.% ухудшается текучесть смеси. Смеси приготавливаются в смесителях непрерывного и периодического действия. Вначале загружаются сухие компоненты смеси и перемешиваются в течение (1 ... 3)мин, затем добавляется связующее - лигносульфонаты технические. Были приготовлены в лабораторных условиях и испытаны варианты смесей, представленные в табл.3. Результаты испытаний приведены в табл.4 (спекание оценивали по изменению объема смеси при нагреве поверхности ее образца до 1400°C, текучесть - по величине угла естественного откоса). Как видно из табл.4, наилучшие результаты по спеканию, текучести и пылевыделению получены в опытах 2 - 5, 7, 8. В этих опытах массовая доля графитового порошка составляла (20 ... 50)%, лигносульфонатов - (1 ... 3)%.