Утеплююча суміш для прибуткової частини зливка

Утепляющая смесь для прибыльной части слитка, содержащая 45%-ный ферросилиций, углеродный материал, шамотный порошок, боксит, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она дополнительно содержит субокиснометаллический продукт переработки шлаков алюминиевых сплавов, а в качестве углеродистого материала - кокс, при следующем соотношении компонентов, % : Субокиснометаллический продукт переработки шлаков алюминиевых" сплавов 30-40 Ферросилиций 45%-ный 3-7 Кокс 20-30 Шамотный порошок 20-30 Боксит 7-13 Os Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам смесей, используемых для обогрева и теплоизоляции прибыльной части слитка. Известна экзотермическая смесь [1], содержащая, мас.%: Алюминий 14 Древесный уголь 20 Железная окалина 16 Шамотный порошок 25 Боксит 10 Ферросилиций 15 Указанная смесь обладает высокой калорийностью и успешно применяется при разливке углеродистых сталей рядового сортамента. Однако эта смесь-прототип неприемлема для разливки легированных и высоколегированных сталей, сталей ответственного назначения, что вытекает из сравнения теплофизических свойств и полученных результатов при сравнительных испытаниях заявляемой смеси и смесипрототипа, приведенные в таблице, в частности температуры воспламенения смеси и плавления шлака у продотипа примерно на 100*С превышает соответствующие температуры заявляемой смеси; вязкость и теплопроводность прототипа также выше.чем у заявляемой смеси, что обеспечило более высокие качественные показатели металла, отлитого с заявляемой смесью. В основу изобретения положена задача создать такую утепляющую смесь, 00 О 26758 которая обеспечивала бы протекание процесса кристаллизации слитка таким образом, что позволяло получить плотную макроструктуру и вытеснить усадочную раковину в прибыльную часть слитка. Для достижения поставленной задачи предлагается утепляющая смесь для прибыльной части слитка, содержащая 45%ный ферросилиций, шамотный порошок, боксит и дополнительно субокиснометаплический продукт переработки шлаков алюминиевых сплавов и кокс при следующем соотношении компонентов, мас.%: Субокиснометаллический продукт переработки шлаков алюминиевых сплавов 30-40 Ферросилиций 45 % 3-7 Кокс 20-30 Шамотный порошок 20-30 Боксит 7-13 Указанное соотношение компонентов позволяет получать легкоплавкий шлак, отвечающий эвтектическому составу системы А!2О3 ~ К2О - Na 2 O - Б'Ю» с температурой плавления 1040-1078*6. Субокиснометаллический продукт переработки шлаков алюминиевых сплавов имеет следующий состав, мае. %: алюминий металлический не менее 40; А!2О3 не более 55; К 2 О + N a , 0 не более 10. Массовая доля частиц: меньше 0,15 мм не более 3 0 % и больше 3 мм не более 10%. Содержащийся в субокиснометаллическом продукте металлический алюминий выполняет роль горючего, а щелочная составляющая IC,0 + Na2O, являясь флюсующим материалом, способствует спеканию смеси в достаточно прочную корку, которая зависает в верхней части прибыли и существенно снижает потери тепла в период кристаллизации слитка. . Субокиснометаллический продукт переработки шлаков алюминиевых сплавов и ферросилиций являются с одной стороны ис, точниками тепла для равномерной крис" таллизации и вытеснения свободными кристаллами усадочных пустот из не затвердевших частей слитка в прибыльную часть, а с другой - регулируют спекание смеси в достаточно прочную теплоизоляционную корку. Снижение содержания субокиснометаллического продукта переработки шлаков алюминиевых сплавов ниже 3 0 % и ферросилиция ниже 3 % не обеспечивают необходимой калорийности смеси и надежного питания теплом усадочной раковины.что тормозит процесс равномерной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кристаллизации и вытеснения усадочных пустот в прибыльную часть слитка. При содержании субокисного продукта выше 4 0 % и ферросилиция выше 7 % задерживается процесс образования теплоизолирующей корки, что приводит к излишним потерям тепла. Кокс, учитывая его относительно низкую температуру горения (500-600'С) стимулирует старт экзотермической реакции, позволяющей процессу кристаллизации протекать таким образом, чтобы менее чистый жидкий металл в зоне столбчатых кристаллов, попадая между длинными столбчатыми кристаллами, обеспечивал средний состав затвердевающей зоны таким же, как и состав жидкой стали, что способствует получению плотной макроструктуры слитка. Отклонения содержания кокса ниже 2 0 % замедляет процесс создания равномерного среднего состава затвердевшей зоны столбчатых кристаллов и получения плотной макроструктуры слитка, а превышение его содержания выше 3 0 % излишне ускоряет этот процесс, что приводит к неравномерной кристаллизации и ухудшению макроструктуры. Шамотный порошок, выполняющий роль наполнителя, создает необходимую теплоизоляцию смеси, что в процессе кристаллизации затормаживает выход тепловых потоков из объема слитков. При содержании его менее 2 0 % не обеспечивается необходимая теплоизоляция и огнеупорность смеси. Превышение содержания шамотного порошка сверх 3 0 % приводит к дополнительным затратам тепла на его прогрев, что ухудшает процесс кристаллизации и не обеспечивает требуемого питания усадочной раковины. Депассивация бокситом частиц алюминия позволяет влиять на кристаллизацию слитка путем понижения температуры начала экзотермической реакции. Верхний - 13% и нижний - 7 % пределы содержания боксита позволяют поддерживать процесс кристаллизации слитка на уровне, обеспечивающем снижение дефектов макроструктуры. П р и м е р . Перемешивание исходных материалов фракций не более 2 мм производили для каждого состава смеси в отдельности в смесителе барабанного типа до однородного состояния при скорости вращения барабана 15-22 об/мин. С целью контроля соответствия полученного состава заданному, производили сбор проб из разных мест. Во всех испытанных вариантах состав смесей соответс 26758 твовал заданному. Готовую смесь расфалегированных конструкционных сталей (12совывали в 2-х слойные бумажные паке20ХНЗА, 12Х1МФ и др.) ты из расчета 2,0-3,5 кг смеси на 1т стали. Пакеты присаживали в прибыльную часть Результаты проведенных испытаний слитка при наполнении 1/2 ее высоты. Для утепляющих смесей при разливке указанпроверки влияния заявляемой утепляющей ных сталей по изобретению и прототипа смеси на снижение брака и увеличение приведены в таблице. выхода годного проката были изготовлены Как видно из представленных данных, смеси предложенного состава, а также сосприменение предлагаемой утепляющей тава-прототипа и испытаны при разливке 10 смеси позволяет значительно сократить подшипниковых (ШХ15, ШХ15СГ), корробрак по макроструктуре и повысить выход зионностойких (08-12Х18Н10Т) и сложногодного металла. Утепляющая смесь субокисиоДЛИ прибыль- металл продукт ной части переработслитка заявляемая ки шлаков АІ сплавов Содержание компонентов, % Fe9 45% кокс 3 шамот бокпоросит шок 40 35 30 25 45 5 7 2 6 30 25 20 35 15 20 25 30 40 15 7 10 13 3 14 Прототип 1 2 3 4 5 15 25 10 А1 дрввесн уголь жел окалина ТемТемТемТеплопера- пвра- пераВяз- проводтура тура тура кость ность еосгоре- плавсмеси, смеси, НИЙ ления плам П а с х, Вт/ смеси, смеси, шпака, «••с •С °С "С 14 20 708 705 712 725 718 810 1012 1005 1017 1023 1012 Брак по макро структуре, % Выход годно-" го проката % 1048 1040 1053 1072 1078 0,05 0.03 0.07 0,12 0,08 0.276 0.274 0,312 0,295 0.330 0,15 0.13 0.17 0,18 0,19 82.5 82.61 81.8 79,7 1120 0.9 0.347 0,47 67.3 79.2 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор Т. Лазоренко Замовлення 528 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл.в 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101