Теплоізолююча суміш для розливки сталі

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подплавляющимся теплоизолирующим смесям, используемым для разливки стали под слоем шлака и утепления головной части слитка, получаемого разливкой стали в изложницы. Известны теплоизолирующие смеси, содержащие в качестве основного компонента золу-унос ТЭЦ и в качестве вещества, регулирующего температуру ее спекания и текучесть (угол внутреннего трения) смеси графит или кокс [1], [2]. Однако такие теплоизолирующие смеси, имеющие в своем составе углеродсодержащие вещества, не обеспечивают высокого качества металла и имеют ограниченное применение. Наиболее близкой к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплоизолирующая смесь, содержащая 75...85 вес.% золы-уноса и 15...25 вес.% графита [3]. Однако указанная смесь быстро расплавляется в процессе разливки стали, с образованием низкопористого огарка, что приводит к резкому ухудшению ее теплоизолирующих свойств, и как следствие этого - появлению дефектов на поверхности слитков и сравнительно низкому выходу годной стали. Кроме того к недостаткам известной .смеси можно отнести дефицитность и высокую стоимость графита. Задачей настоящего изобретения является разработка теплоизолирующей смеси такого состава, использование в котором нового углеродосодержащего наполнителя, позволило бы обеспечить получение вспученного слоя, с образованием пористого огарка, Обладающего более высокими теплоизолирующими свойствами, что позволит увеличить выходгодной стали. Указанный технический результат может быть достигнут за счет того, что в известной смеси, включающей зону-унос и углеродосодержащий наполнитель, согласно заявляемому решению в качестве углеродосодержащего наполнителя смесь включает горючие сланцы, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: Оптимальность заявляемого соотношения компонентов смеси обоснована тем, что содержание 8-12% горючих сланцев резко повышает текучесть смеси. Дальнейшее увеличение их содержания до 15% и выше приводит к горению смеси длинным пламенем с большим пылевыделением. Снижение горючих сланцев в смеси ниже 8% резко снижает их текучесть, уменьшает количество выделенного тепла и газообразных продуктов при сгорании сланцев. Получение вспученного теплоизолирующего слоя с образованием пористого огарка при использовании зольно-сланцевой смеси, обеспечивается за счет высокого выхода летучих веществ - до 5% от ее массы, что при температуре 1600 К составляет 0,2 м3 на 1 кг смеси. Испытания проводились для спокойных марок стали, углеродистых и низколегированных. При этом использование зольно-сланцевой смеси позволило значительно повысить теплоизолирующие свойства смеси. снизить высоту наливов головной части слитка с 400 мм до 330-350 мм, увеличив тем самым выход годной стали как за счет уменьшения поверхностных дефектов так и за счет уменьшения головной обрези (за счет уменьшения величины усадочной раковины слитка). Пример конкретного выполнения. Смесь оптимального состава приготовляют следующим образом: Измельченный горючий сланец до фракции класса 2-0 мм тщательно перемешивают в смесителях с золойуносом ТЭЦ и порциями массой по 7 кг затаривают в бумажные мешки. Смесь применяют как при сифонной разливке стали, так и при разливке сверху. При разливке "сифоном" в слитки массой 12,5 т в количестве 1,2 кг/т укладывается на дно изложницы перед заливкой металла, 1-2 кг на тонну подается через 2 минуты от начала разливки, остаток массой 1,2 кг/т - при наполнении головной части слитка. Общая масса расхода смеси на одну тонну стали составляет 3,6 кг. Показатели качества поверхности слитка и выход годного металла с использованием смесей, содержащих различное количество горючих сланцев приведены в таблице 1. Как следует из таблицы 1 уменьшение массовой доли горючих сланцев в смеси ниже 8% ухудшает качество поверхности слитка и снижает выход годного, в сравнении с использованием смеси оптимального состава, содержащей 8-12% горючих сланцев. Увеличение массовой доли горючих сланцев - выше 12% практически не влияет на показатели качества поверхности слитка и выход годного металла, но при этом резко ухудшается санитарно-гигиенические условия разливки стали. Качественные показатели и выход годного металла, полученные с использованием известной и заявляемой смеси, приведены в таблице 2. Как следует из таблицы 2, использование предлагаемой смеси указанного состава обеспечивает повышение тепловой работы смеси и образование достаточно жидкоподвижного шлака, способствующего получению более качественной поверхности слитка в сравнении с использованием известной смеси. При этом обеспечивается и более высокое значение выхода годного. Таким образом, использование в составе теплоизолирующей смеси горючих сланцев вместо графита значительно улучшает теплоизолирующие свойства смеси, а образование достаточно жидкоподвижного шлака и вспученного слоя на зеркале металла предотвращает возникновение поверхностных дефектов, что позволяет повысить выход годного. Кроме того, замена графита в смеси горючими сланцами позволяет снизить себестоимость теплоизолирующей смеси более чем на 40%.