Теплоізолююча суміш

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к теплоизолирующим смесям, применяемым при разливке спокойной стали. Наиболее близкой к заявляемой теплоизолирующей смеси является, выбранная в качестве прототипа, утепляющая смесь, содержащая пыль газоочистки производства ферросилиция - 40-60об.% и углеродсодержащий компонент - коксик - 50-60об.% [1]. Недостаток данной смеси заключается в том, что коксик имеет достаточно высокую насыпную плотность (700кг/м 3), что снижает теплоизолирующие свойства смеси. Кроме того, коксик из-за низкой адгезионной способности плохо обволакивает частицы пыли газоочисток производства ферросилиция, что вызывает его просыпание в нижние объемы смеси при транспортировке и разливке стали и приводит к науглероживанию металла прибыли слитка. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования теплоизолирующей смеси, применяемой при разливке спокойной стали, позволяющей путем изменения количественного и качественного состава повысить теплоизолирующие свойства смеси и улучшить качество поверхности и макроструктуры слитка. Поставленная задача решается тем, что теплоизолирующая смесь, содержащая пыль газоочистки производства ферросилиция и углеродсодержащий компонент, согласно изобретению в качестве углеродсодержащего компонента содержит технический углерод или технический углерод в сочетании с 520об.% аморфного графита и/или молотого коксика, и/или молотого угля, и/или молотого боя графитовых электродов при следующем соотношении компонентов, об.%: пыль газоочистки производства 60-95 ферросилиция технический углерод или указанная смесь технического углерода и аморфного графита и/или молотого коксика, и/или молотого угля, и/или молотого боя графитовых электродов 5-40. Введение тонкодисперсного технического углерода (размер частиц 0,1-50мкм) в теплоизолирующую смесь, содержащую мелкодисперсный материал - пыль газоочистки производства ферросилиция позволяет получить однородную смесь с высокими теплоизолирующими свойствами, благодаря которым повышаются качество поверхности и макроструктура слитка. Технический углерод, имеющий низкую насыпную плотность (60-285кг/м 3), снижает насыпную плотность смеси и ее уплотнение в процессе приготовления, транспортировки и хранения, что повышает теплоизолирующие свойства смеси. Использование технического углерода а составе смеси снижает подплавляемость пыли газоочистки производства ферросилиция в процессе разливки стали и кристаллизации слитка. Возможно частичное введение в состав теплоизолирующей смеси других углеродсодержащих материалов с более высокой насыпной плотностью и гранулометрическим составом, таких как аморфный графит и/или молотый коксик, и/или молотый уголь, и/или молотый бой графитовых электродов, которые в сочетании с техническим углеродом не снижают теплоизолирующие свойства смеси, однако позволяют при необходимости заменить часть технического углерода и использовать другие отходы производства. Технический результат, заключающийся в улучшении качества поверхности и макроструктуры слитка путем повышения теплоизолирующи х свойств смеси, находится в причинно-следственной связи со свойствами углеродсодержащего материала технического углерода, проявляемыми в сочетании с пылью газоочистки производства ферросилиция и с другими предложенными углеродсодержащими материалами и при указанном соотношении ингредиентов. Интервал значений ингредиентов выбран из условия отсутствия за его пределами указанного технического результата. Экспериментально установлено, что содержание технического углерода в смеси должно составлять 5-40%. При применении технического углерода менее 5% смесь быстро подплавляется в процессе наполнения изложницы металлом, что приводит к охлаждению металла и образованию твердой корки под слоем смеси. В результате этого на поверхности слитка появляются грубые дефекты в виде "заворот корки" и ухудшается макроструктура металла прибыли. При увеличении расхода технического углерода более 40% ухудшается макроструктура металла прибыли за счет науглероживания, которое вызвано растворением в металле избыточного технического углерода. При применении оптимального количества технического углерода 10-40% достигается улучшение качества поверхности и макроструктуры слитка по сравнению с прототипом. Заявляемая теплоизолирующая смесь и смесь-прототип были приготовлены и опробованы при разливке спокойной стали сифонным способом на Алчевском металлургическом комбинате. Для приготовления смесей использовали углеродсодержащие материалы со следующими физико-химическими свойствами (таблица 1). Опытные и сравнительные слитки массой 10 тонн отливали на одном поддоне с целью получения достоверных данных и исключения влияния других те хнологических факторов, способных исказить результаты исследований. Расход смеси на 1 тонну стали составил 2,0кг. Влияние различных составов теплоизолирующих смесей на качество поверхности и макроструктуры слитка оценивали по выходу бездефектных заготовок после осмотра их поверхности на адъюстаже и уровню головной обрези слитков при их прокатке на блюминге. Результаты исследований приведены в таблице 2. Результаты исследований показали, что при использовании 5-40% технического углерода (варианты 2-6 в таблице 2) или технического углерода в сочетании с другими углеродсодержащими материалами (варианты 8-14 в таблице 2) достигнуты лучшие результаты по качеству поверхности и макроструктуры слитков. Выход бездефектных заготовок увеличивается с 55% (вариант 15 - прототип) до 62,1-77,0% и снижается головная обрезь с 15% (вариант 15 в таблице 2) до 13,0-14,5%. При снижении количества технического углерода до 4% (вариант 1 в таблице 2) наблюдается существенное ухудшение, как поверхности, так и макроструктуры слитка. Увеличение расхода технического углерода более 40% (вариант 7 таблицы 2) также нецелесообразно из-за повышения головной обрези за счет науглероживания металла прибыли. Предложенная теплоизолирующая смесь позволяет повысить качество поверхности слитка и улучшить макроструктуру е го прибыльной части. Применение разработанной теплоизолирующей смеси позволяет улучшить экологическую обстановку за счет исключения захоронения пыли газоочистки производства ферросилиция, а также обеспечить металлургические комбинаты сравнительно дешевой теплоизолирующей смесью взамен остродефицитных, например, на основе вспученного перлита.