Спосіб теплової ізоляції металевого розплаву в ковші

Спосіб теплової ізоляції металевого розплаву в ковші, який включає присадження на поверхню металевого розплаву теплоізоляційного матеріалу, який відрізняється тим, що як теплоізоляційний матеріал використовують терморозширюваний графіт на основі бісульфіту графіту у кількості – не менше 0,5кг/м поверхні металевого розплаву. Винахід відноситься до сталеплавильного виробництва, зокрема до засобів захисту поверхні металевого розплаву в чугуновозних, сталерозливних та проміжних ковшах від охолодження при розливанні металу. Відомий спосіб теплової ізоляції металевого розплаву у сталерозливному ковші з використанням теплоізоляційних матеріалів на основі рисової лузги, вермикуліту та сумішей до яких входять окисно - фторидні матеріали [А.В. Куклев, А.В. Обчедков, В.В. Тиняков, В.Я. Болдаев, О.В. Попов. Стабилизация температурного режима непрерывной разливки стали с применением теплоизолирующих смесей. Металлур г, №3, М.:2001.с. 36-37]. При використанні зазначених матеріалів середнє зниження температури металевого розплаву в проміжному ковші протягом його розливання становить 5,3°С, але при цьому збільшується вміст азоту в сталі, що не дозволяє одержувати якісні заготовки металу. Найбільш близьким аналогом пропонованого винаходу є спосіб теплової ізоляції металевого розплаву в сталерозливних і проміжних ковшах сталеплавильних цехів, який включає присадження на поверхню металевого розплаву теплової ізоляційних сумішей (TIC). Хімічний склад і фізико технологічні властивості приведених матеріалів наступний: (8 ¸ 34)% С, (25 ¸ 70)% SiO2, (5 ¸ 40)% CaO+MgO, (3 ¸ 35)% Аl2О 3, (3 ¸ 7)% Na2O+K2O, насипна густина (500 ¸ 650) кг/м 3, волога (2-3)%. [А.П. Кривенко, Н.Ф. Анищенко, Е.Н. Сотников, А.А. Ярмаль, В.Н. Шестопалов, Ю.В. Климов, М.Н. Чилий "Разработка и использование теплоизолирующих смесей производства ОАО HI 111 "Техмет" в условиях непрерывной разливки стали". Металл и литьё Украины, №3-4, 2004. с.36-37.]. Ознаки найближчого аналога, що збігаються з суттєвими ознаками пропонованого способу: присадження на поверхню металевого розплаву теплоізоляційного матеріалу. Присадка теплоізоляційних сумішей на поверхню металевого розплаву в сталерозливний та проміжний ковші здійснюється після обробки металу в агрегаті піч-ківш, або на установці доведення металу (УДМ) та в проміжному ковші у процесі (19) UA (11) 84204 (13) C2 (21) a200611890 (22) 13.11.2006 (24) 25.09.2008 (46) 25.09.2008, Бюл.№ 18, 2008 р. (72) БЕЛИЙ ОЛЕКСІЙ ПЕТРОВИЧ, UA, МІН АЄВ ОЛЕКСАНДР АН АТОЛІЙОВИЧ, U A, КОВУРА ОЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ, UA, ДИМНІЧ АН АТОЛІЙ ХАРИТОНОВИЧ, UA, НОСОЧЕНКО ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ТРОЯНСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, U A, РЯБЦЕВ АН АТОЛІЙ ДАНИЛОВИЧ, UA, КОСТИРЯ ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ЯРОШЕНКО ОЛЕКСАНДР П АВЛОВИЧ, UA (73) ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) UA, 46280, A, 15.05.2002 SU, 348288, A1, 20.04.1977 SU, 1311843, A1, 23.05.1987 CN, 1283533, 14.02.2001 JP, 56102351, 15.08.1981 3 84204 розливання металу на машині безперервного лиття заготівок (МБЛЗ). Позитивним є то, що застосування відомих теплоізоляційних сумішей з витратою 0,9-1,5кг/т сталі дозволяє стабілізувати температур у металевого розплаву в ковшах з границями коливання ±5°С. При цьому матеріал сумішей не має агресивної дії на футеровку сталерозливного і проміжного ковшів. Одночасно, застосування для теплоізоляції поверхні металевого розплаву приведених сумішей має ряд істотних недоліків: - присадка сумішей, які містять високий вміст оксиду кремнію (SiO2) та графіту (С), негативно впливає на реакційну здатність ковшового шлаку, що виключає його можливість для повторного використання у позапічній обробці металу, тобто призводить до подорожчання процесу позаагрегатної десульфурації металу; - на нагрівання "холодного" матеріалу TIC у кількості 0,9-1,5кг/т сталі витрачається тепло, еквівалентне зниженню температури металу в сталерозливному ковші на 3-5°С; - підвищення собівартості сталі на 1,0-2,0грн/т; - присадження дрібнодисперсного матеріалу TIC у сталерозливний ківш супроводжується інтенсивним виносом його, що погіршує екологічний стан в сталеплавильному цеху. В основу винаходу поставлена технічна задача удосконалення способу теплової ізоляції металевого розплаву, в якому передбачено введення нового матеріалу з низьким коефіцієнтом теплопровідності у відповідній кількості, що забезпечує зниження витрат теплоізоляційного матеріалу, але зберігає ефективність теплового захисту металевого розплаву, приводить до зниження собівартості сталі, дає можливість можливості повторного використання ковшового шлаку та поліпшує екологічний стан в цеху. Поставлена задача вирішується тим, що в способі теплової ізоляції металевого розплаву, який включає присадження на поверхню металевого розплаву теплоізоляційного матеріалу, відповідно до винаходу за теплоізоляційний матеріал використовують терморозширюваний графіт на Теплоізолюючий матеріал Терморозширяючий графіт TIC 4 основі бісульфіту графіту у кількості не менше 0,5кг/м 2 поверхні металевого розплаву. Терморозширюваний графіт (ТУ 26.8-20372011-001-2202) при температурах ви ще 250°С набуває піноподібного стану зі значним збільшенням об'єму (у 100200 разів). Склад терморозширюваного графіту: 70-80% С (вуглецю); 5-7% алюмосілікатної золи; 15-25% вологи. Експериментальні дослідження показали, що коефіцієнт теплопровідності терморозширюваного графіту на один порядок нижчий за теплопровідність відомих теплоізоляційних сумішей і становить 0,026-0,03Вт/м .К. Використання терморозширюваного графіту у кількості не менше ніж 0,5кг/м 2 металевого розплаву не дає ефекту з причини, що товщина шару піни, яка утворюється при високій температурі із терморозширюваного графіту не достатня для забезпечення необхідної теплової ізоляції металевого розплаву. Завдяки новим ознакам досягається висока ефективність теплового захисту металевого розплаву при низькій витраті теплоізоляційного матеріалу, а низький вміст золи в терморозширюваному графіті виключає забруднення металу і шлаку іншими небажаними домішками. Приклад Після обробки металевого розплаву в 350т сталерозливному ковші на установці доведення металу, на поверхню металевого розплаву присаджували терморозширюваний графіт на основі бісульфіту графіту (ТУ 26.8-20372011-001-2202) у кількості 10кг що відповідало 0,67кг/м 2 поверхні ковша або 0,03 кг/т сталі. Крім того, теплоізоляцію металевого розплаву здійснювали за способом найближчого аналога. На поверхню металевого розплаву присаджували TIC з насипною густиною 500кг/м 3, вологою 2%, і хімічним складом 30,0% С, 60,0% SiO2, 5,0% CaO+MgO, 3,0%Аl2О 3, 3,0% Na2O+K2O. Значення температури металевого розплаву у ковші за час від закінчення його обробки на установці доведення металу до повного розливання на МБЛЗ згідно з пропонованим способом і найближчим аналогом представлені в таблиці. Витрата кг/т, кг/м 2 сталі Витрата кг/м 2 поверхні розплав у кг/м 2 1 2 3 4 0,03 0,64 1572 1547 1543 1535 20 73 1,25 0,164 1,25 26,8 1573 1543 1542 1529 19 79 1,58 0,177 Температура металу °С Де цифрами позначено: 1. після закінчення обробки металу на установці доведення; 2. початок розливу металу; 3. середина розливу металу; 4. закінчення розливу металу; 5. від закінчення обробки металу до початку его розливання (І період); 6. всього розливу (II період); Швидкість зниТривалість хв. ження температури °С/хв.. 5 6 7 8 7. за І період; 8. за II період. Як свідчать дані таблиці при застосуванні теплової ізоляції поверхні металу в сталерозливному ковші за способом, який заявляється, зміна температури металу в ковші за період розливання забезпечує необхідні умови для одержання якісної литої заготівки. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84204 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601