Екзотермічна суміш

1 Екзотермічна суміш, що включає відновник, вуглецевмісні, марганцевмісні, окискальцієвмісні та шлакоутворюючі матеріали, яка відрізняється тим, що вона містить як відновник пил феросиліцію, як вуглецевмісний матеріал - пил фільтрів печей графітизації, як марганцевмісний матеріал пил печей, які виплавляють марганцеві феросплави, як шлакоутворюючі матеріали - попіл електростанцій при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас % Пил феросиліцію 10-30 Пил фільтрів печей графітизації 10-25 Пил печей, які виплавляють марганцеві феросплави 20 - 40 Вапно 2-5 Попіл електростанцій решта 2 Екзотермічна суміш згідно з п 1, яка відрізняється тим, що пил фільтрів печей графітизації містить, мас% 92 - 95 С, 1,5 - 2,5 SiO2, 1,0-1,3 АІ2Оз, 0,5 -1,0 Fe2O3 та ІНШІ 3 Екзотермічна суміш згідно з п 1, яка відрізняється тим, що пил печей, які виплавляють марганцеві феросплави, містить мас % 27,0 - 31,0 Мп, 1,5 - 2,0 FeO, 11,0 - 35,0 SiO2, 2,5 - 3,4 АІ2О3, 7,5 20.0 СаО, 3,3 - 6,5 МдО, 1,0 - 6,0 (Na2O+K2O), 5,0 6,5 Ста ІНШІ 4 Екзотермічна суміш ЗГІДНО з п 1, яка відрізняється тим, що попіл електростанцій містить мас % 50,0 - 53,0 SiO2, 5,0 - 8,0 Fe2O3, 6,0 - 9,0 С, 13.1 -15,3 АІ2О3, 7,3-9,0Са(ОН) 2 , 1,7 -1,9 МдОта ІНШІ О Винахід відноситься до галузі чорної металурги і може бути використаний при виробництві сталі, чавуну та іншої металопродукцм Відома екзотермічна суміш, яка містить алюміній, силікокальцій, окиськальціявміщуючий матеріал - офлюсоване вапно (Авт св СРСР №1812218, МКл 5 С21 С7/064, БВ1993р №16) при наступному співвідношенні компонентів, мас ,% АЛЮМІНІЙ 8 25 Силікокальцій 7 14 Офлюсоване вапно Решта До недоліків цієї суміші слід віднести використання у ній матеріалів дефіцитних та які дорого коштують таких, як алюміній, силікокальцій, а також підвищену пожежну небезпеку при и використанні та зберіганні Найбільш близьким по технічній суті та досягаемому результату є вибрана в якості прототипу екзотермічна суміш для обігріву прирощень зливок (Автсв СРСР №1026445, М Кл 5 С21 С5/54, Б В 1986р, №37), яка МІСІТЬ ВІДНОВНИК - алюмінійвмі щуючі матеріали, марганцеву руду, вуглецьвміщу ючии матеріал - кокс, кальціновану соду і шлакот н е >му утворюючий матеріал - шамот, при і співвідношенні компонентів, мас ,% 10 ЗО Алюмінієвомідномагнієва стружка 20 40 Марганцева руда 6 23 Вуглецьвміщуючий матеріал Кальцінована сода 1 5 Шлакоутворюючий матеріал Решта До недоліку такої суміші слід віднести використання у ній дефіцитних та інших матеріалів, які дорого коштують, таких, як алюмінієвомідномагнієва стружка, марганцева руда, кальцінована сода і кокс, який містить 1,6 2,5% сірки, що проникає в тіло зливка та створює брак В основу винаходу поставлено завдання розширення сировинної бази при підборі компонентів суміші, зниження витрат на її виробництво та зменшення забруднення навколишнього середовища Поставлене завдання досягається тим, що в екзотермічній суміші, яка включає відновлювач, вуглецьвміщуючі, марганецьвміщуючі окиськальціявміщуючі та шлакоутворюючі матеріали, вона містить як відновлювач пил феросиліцію, як вугле СО о> Ю Ю 54593 заних кількостях забезпечує більш раціональну теплову роботу суміші при повній ізоляції металу від атмосфери Як зменшення, так і підвищення часткової участі попіла у суміші приводить до підвищення температури и плавлення, отже до затримки ізоляції металу від окислення шлаковою плівкою Пил феросиліцію 10 ЗО Пил фільтрів печей графітацм 10 25 Щоб оцінити теплофізичні характеристики суміші проводили м випробування на температуру Пил печей, які виплавляють плавлення і теплопровідність марганцеві феросплави 20 40 Вапно 2 5 Склади суміші по варіантах наведені в таблиці Попіл електростанцій Решта №1 При цьому пил фільтрів печей графітацм місТеплопровідність визначалася методом радітить, м а с , 92 95С, 1,5 2,5SiO 2 , 1,0 1,ЗАІ 2 О 3 , ального теплового потоку при стаціонарному ре0,5 1,0Ре 2 Озта ІНШІ, П И Л печей, які виплавляють жимі у інтервалі температур в межах 100 900°С марганцеві феросплави містить мас,% Дані випробувань наведені в таблиці № 2 цьвміщуючий матеріал - пил фільтрів печей графітацм, як марганецьвміщуючий матеріал - пил печей, які виплавляють марганцеві феросплави, а як шлакоутворюючі матеріали вона містить попіл електростанцій при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас ,% 27,0 31,0Мп, 2,5 3,4АІ 2 О 3 , 1,5 7,5 2,0Fe 2 O 3 , 20,0СаО, 11,0 35SiO 2 , 3,3 6,5MgO, 1,0 6,0(Na 2 GH+K 2 O), 5,0 6,5С та ІНШІ, а попіл електростанцій містить, мас,% 50,0 53SiO 2 , 5,0 8,0Fe 2 O 3 , 6,0 9,0С, 13,1 15,ЗАІ 2 О 3 , 7,3 9,0 Са(ОН) 2 , 1,7 1,9Мдта ІНШІ Справа в тому, що всі екзотермічні суміші мають в своєму складі шлакоутворюючі матеріали, які відразу ж покривають дзеркало металу і запобігають його окисленню У запропонованому технічному рішенні з метою здешевлення суміші, застосовуються металургійні відходи, які містять компоненти як для створення екзотермічного ефекту, так і для шлакоутворення При цьому частка пилу фільтрів гравітації в суміші вибирається в межах (10 25)% тому, що при його КІЛЬКОСТІ менш 10% в об'ємі виливниці чи другої ємності над металом створюється слабовідновлюване середовище, що може привести до окислення його поверхні, а при КІЛЬКОСТІ ЙОГО більш 2 5 % зростає навуглецевання рідкого металу 20 4 0 % пилу печей, які виплавляють марганцеві феросплави у складі суміші пояснюється тим, що при складі в суміші менш 2 0 % такого пилу екзотермічний ефект, який протікає за реакцією MnO 2 +Si=SiO 2 +Mn+Q (1) недостатній для нагріву металу до заданої температури Крім того, при цьому недостатньо Мп щоб віддалити S з металу за реакцією FeS+Mn=(MnS)+|Fe| (2) За наявністю такого пилу більш 40% можна перегріти метал і не буде можливості увести в суміш ІНШІ компоненти, що забезпечують досягнення поставленої мети Феросиліцій використовується як більш дешевий у зрівнянні з алюмінієм відновлювач Його часткова участь в межах 10 3 0 % пояснюється необхідністю протікання екзотермічної реакції (1) і залежить від відсотка використання в суміші М п О 2 Вапно необхідне для виділення з металлу шкідливих ДОМІШКІВ та зниження температури плавлення суміші Склад вапна, мас,% 86,8СаО, 2,7SiO 2 , 0,63FeO, 3,98 Fe 2 O 3 , 0,98 АІ 2 О 3 , 0.17С, 1,0 М п О т а ІНШІ Використання в суміші попіла електростанцій необхідно для створення складу суміші, близького до евтектичного з заниженою температурою плавлення Вміст шлакоутворюючих компонентів у вка Таблицяі Інгредієнти Склади суміші по варіантах, мас ,% 1 Пил феросиліцію Пил фільтрів печей графітацм Пил печей, які виплавляють марганцеві феросплави Вапно Попіл електростанцій 2 3 4 5 8 10 20 ЗО 35 ЗО 25 18 10 8 15 20 ЗО 40 45 1 2 3 5 6 46 43 29 15 6 Таблиця2 Варіанти суміші Теплофізичні властивості Температура по- 1 2 0 0 1 1 9 0 1 1 8 0 1 1 8 5 1 1 9 5 1 2 0 0 чатку плавлення Теплопровідність суміші після згорання вуглецю, 0,056 0,0520,061 0,0680,071 0,070 900°С*2, ккал/м г град - суміш за прототипом алюмінієвомагнієва стружка - 20%, марганцева руда - 20%, кальцинована сода - 4%, бій шамоту - 35% *2 - для практичного використання суміші найбільше значення має теплопровідність при температурі 900°С З даних Таблиці виходить, що найбільш цінними є суміші 2 4 варіантів, які мають мінімальну температуру плавлення і теплопровідність Це забезпечує швидке утворення плівки на поверхні зливка, внаслідок чого - до зменшення відсотка обрізі головної частини зливка Зниження коштовності екзотермічної суміші забезпечується істотним зниженням коштовності компонентів Так, пил феросиліцію коштує 100 120грн л" проти алюмінієвої стружки в 600 800грн л" , ціна пилу печей, які виплавляють марганцеві сплави, - 2,0 3,0грн л" проти ціни мар 5 54593 6 ганцевої руди в 50 60грн ґг, ціна попілу електробрак по розривинахта заворотах станцій - 2,5грн ґг проти ціни шамоту в При цьому, у декілька разів знижується кошто50 60грн ґг вність суміші, збільшується сировинна база її комТаким чином, застосування запропонованих плектування, а використання в її складі пилів, які екзотермічних сумішей дозволяє додатково підігріскидаються в отвал, дозволить зменшити площі, ти метал з можливістю його легування у ковші, а які зайняті дрібнодисперсним пиловим матеріазастосування їх у прибутковій частині зливка долом зволяє зменшити усадочну раковину та знизити Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24