Теплоізолююча суміш

Теплоізолююча суміш, яка містить вогнетривкий наповнювач і матеріал, що містить вуглець, яка відрізняється тим, що додатково містить матеріал, який вибирають з матеріалів, що містять карбонати, оксиди і гідроксиди лужноземельних металів і матеріал, який вибирають з матеріалів, що містять карбонати і силікати лужних металів, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: матеріал, який вибирають з матеріалів, що містять карбонати, оксиди і гідроксиди лужноземельних металів 1,0-7,0, матеріал, який вибирають з матеріалів, що містять карбонати і силікати лужних металів 1,0-10,0, вуглецевмісний матеріал 31,0- 40,0, вогнетривкий наповнювач решта. Винахід належить до металургії, зокрема до теплоізолюючих сумішів, і може бути використаний для утеплення дзеркала металу в виливницях при сифонному розливанні спокійної сталі в злитки. При розливанні сталі у злитки великої маси (7000кг і вище) час затвердіння рідкого металу складає 120-200 хвилин. Суміші, що використовуються для утеплення головної частини злитка, які містять вуглецевомісний матеріал, при тривалому перебуванні на дзеркалі рідкого металу, в результаті згоряння значної частини вуглецевомісного матеріалу і окислення вуглецю, спікаються, розтріскуються, що знижує їхні теплоізолюючі властивості. Відомою є теплоізолююча суміш за [авторським свідоцтвом СРСР №261647, MKB:B22D7/00, пріоритет від 09.11.67], що включає золу як вогнетривкий наповнювач (75,0-85,0%), вуглекислий натрій (4,5-5,0%), кокс, або графіт - інше. Склад компонентів дозволяє отримати суміш з теплоізолюючими властивостями. Загальними ознаками відомої суміші і рішення, що заявляється є вогнетривкий наповнювач і вуглецевомісний матеріал. Відомий склад компонентів дозволяє отримати суміш з теплоізолюючими властивостями, однак низький відсоток вуглецю у складі суміші знижує її стійкість до спікання, що, при застосуванні відомого складу для теплоізолювання злитків великої маси, знижує його ефективність. Також є відомою теплоізолююча суміш за [авторським свідоцтвом СРСР №579092, МКВ: B22D7/10, пріоритет від 08.06.76], яка включає спучену вермикулітову р уду (75-79%), нагріту попередньо до 200-220°С, вогнетривку глину (1015%) і вуглецевомісний матеріал, в якості якого використовують аморфний графіт (6-15%). За рахунок спученої вермикулітової руди, суміш дозволяє отримати суцільний по всій поверхні дзеркала рідкого металу теплоізолюючий шар. Загальними ознаками відомої суміші і рішення, що заявляться, є вуглецевомісний матеріал і вогнетривкий наповнювач. Суміш дозволяє отримати суцільний теплоізолюючий шар на дзеркалі рідкого металу, однак не є стійкою до спікання, що не дозволяє використовувати її при виробництві злитків великої маси. (19) UA (11) 82319 (13) C2 (21) 20040907370 (22) 08.09.2004 (24) 10.04.2008 (46) 10.04.2008, Бюл.№7, 2008 рік (72) АНІЩЕНКО МИКОЛА ФЕДОРОВИЧ, U A, БРИКАЙЛО ІГОР ЛУК'ЯНОВИЧ, UA, КЛИ МОВ ЮРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ШАБЛОВСЬКИЙ ВАЛЕНТИН ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ЧИЛІЙ МИХАЙЛО Н АЗАРОВИЧ, UA (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО "ТЕХМЕТ", UA (56) UA 45160 A, 15.03.2002 SU 262329 A1, 26.01.1970 SU 1036434 A, 23.08.1983 RU 2044594 C1, 27.09.1995 GB 1492928 B, 23.11.1977 EP 1050354 A1, 08.11.2000 JP 55109563 A, 23.08.1980 JP 56128661 A, 08.10.1981 3 82319 Як прототип вибрана теплоізолююча суміш за [патентом України №50867, MKB:B22D7/10, пріоритет від 5;09.2000], яка включає легковагові відходи феросиліцію (10-17%), кальциновану соду (24%), графіт, що спучується (2-5%), малодисперсні відходи виробництва вугільних електродів (2850%) і сажу (2-5%), в якості вогнетривкого наповнювача включає золу ТЕЦ (30-45%). За рахунок властивості графіту, що сп учується, при нагріванні збільшуватись в об'ємі, суміш за прототипом дозволяє утворити суцільний по всій поверхні металу шар рівномірного гранулометричного складу, а наявність в ній вогнетривкого наповнювача знижує теплопровідність суміші. Загальними ознаками теплоізолюючої суміші за прототипом і рішення, що заявляється, є вогнетривкий наповнювач і вуглецевомісний матеріал. Теплоізолююча суміш за прототипом дозволяє при її застосуванні утворити суцільний по всій поверхні металу теплоізолюючий шар рівномірного гранулометричного складу, однак при виливанні злитків великої маси, які мають час затвердіння, що складає 120-180 хвилин, зазначена суміш застосовуватись не може через її передчасне спікання. До того ж тривалий час плавлення суміші і низька стійкість до спікання негативно впливає на якість поверхні злитка і знижує теплоізолюючі властивості суміші внаслідок недостатнього прошарку шлаку на дзеркалі металу і підвертання шару суміші, що спекається, в тіло злитка під час його відливання і підвищення тепловтрат через тріщини, які утворюються у суміші, що спекається при кристалізації злитка. В основу винаходу поставлена задача удосконалення теплоізолюючої суміші шляхом підбору компонентів і їхнього кількісного співвідношення з тим, щоб забезпечити підвищення швидкості плавлення і стійкості до спікання суміші в умовах тривалого перебування її на дзеркалі розплавленого металу, що дозволяє застосовувати суміш при виробництві злитків великої маси з підвищенням їхньої якості. Поставлена задача вирішується тим, що теплоізолююча суміш, що включає вогнетривкий наповнювач і вуглецевомісний матеріал, відповідно до винаходу, включає матеріал, що містить карбонати, оксиди і гідрооксиди лужноземельних металів і матеріал, що містить карбонати лужних металів, при наступному співвідношенні компонентів, мас %: матеріал, що містить карбонати, оксиди і гідрооксиди лужноземельних металів 1,0-7,0 матеріал, що містить карбонати і силікати лужних металів 1,0-10,0 вуглецевомісний матеріал 31,0-40,0 вогнетривкий наповнювач інше Перераховані ознаки є істотними ознаками винаходу і забезпечують досягнення технічного результату - підвищення швидкості плавлення і стійкості до спікання суміші в умовах тривалого перебування її на дзеркалі розплавленого металу. Причинно-наслідковий зв'язок істотних ознак винаходу і те хнічного результату, що досягається, виявляється в наступному. Вогнетривкий напов 4 нювач, в якості якого використовують кам'яновугільну золу ТЕЦ зі спученим перлітом, вермикулітом і відходами виробництва феросиліцію, на поверхні рідкого металу утворює шар, який має низьку теплопровідність. Матеріал, що містить карбонати, оксиди і гідрооксиди лужноземельних металів, а саме напівобпалену вапнисту муку, напівобпалену доломітову муку, тонкомолотий вапняк, доломіт і крейду, за рахунок виділення газоподібних продуктів в результаті їхнього термічного розкладання при температурі 800 - 900°С, сприяє підвищенню швидкості плавлення суміші на межі "рідкий метал - суміш" в початковий період розливання. Матеріал, що містить карбонати і силікати лужних металів (Na2CO3, К2СО 3 і nNa2O.mSіO2, nК2О.mSiO2), які є легкоплавкими, сприяє плавленню вогнетривкого наповнювача. Підвищений вміст вуглецевомісного матеріалу, в якості якого використовують сажу з скрито кристалічним графітом, кристалічним графітом, відходами виробництва електродів, коксовим пилом і окисленим графітом, підвищує тривалість окислення вуглецю, що дозволяє підвищити час спікання і розтріскування суміші. Дія всіх зазначених компонентів сумісно, за рахунок сінергізму, забезпечує підвищення швидкості плавлення і стійкості до спікання суміші в умовах тривалого перебування її на дзеркалі розплавленого металу. Кількісне співвідношення компонентів визначено експериментальним шляхом і є оптимальним для виконання заданої роботи суміші. Таким чином істотні ознаки рішення, що заявляється, знаходяться у причинно-наслідковому зв'язку з те хнічним результатом, що досягається. Нижче наводиться опис суміші, що заявляється, і технологія її застосування. Теплоізолююча суміш включає компоненти при наступному кількісному співвідношенні мас %: матеріал, що містить карбонати, оксиди і гідрооксиди лужноземельних металів 1,0-7,0 матеріал, що містить карбонати і силікати лужних металів 1,0-10,0 вуглецевомісний матеріал 31,0-40,0 вогнетривкий наповнювач інше Вогнетривкий наповнювач, в якості якого використовують кам'яновугільну золу ТЕЦ (насипна маса 0,55-0,90г/см 3) з легковажним матеріалом, насипна маса якого складає 0,05-0,40г/см 3 (спучений перліт, легковажні відходи виробництва феросиліцію, вермикуліт тощо) має високі теплоізолюючі властивості за рахунок низької теплопровідності. Матеріал, що містить карбонати, оксиди і гідрооксиди лужноземельних металів, в якості якого використовують напівобпалену вапнисту або доломітову муку, що містить 40-50% карбонатів, тонкомолоту крейду, вапняк, доломіт, має температуру плавлення 2000-2100°С. Зазначена властивість компоненту дозволяє при його використанні підвищити швидкість плавлення суміші в початковий період розливання сталі при виливку донної частини злитка і знизити до мінімуму спікання суміші, що досягається за рахунок виділення газоподібних продуктів при термічному розкладанні карбонатів і суп утніх гідрооксидів з утворенням при цьому ок 5 82319 сидів, що мають температуру плавлення 23702800°С, які у сполученні з рештою компонентів суміші формують на дзеркалі рідкого металу шлаковий прошарок з температурою плавлення 11801300°С, забезпечуючи підвищення швидкості плавлення порошку суміші на межі "рідкий метал суміш" . Матеріал, що містить карбонати і силікати лужних металів (Na2CO3, К2СО 3 і nNa2O.mSіO2, nК2О.mSiO2), в якості якого використовують кальциновану соду, поташ, золу стебел і лузги соняшника, золу соломи гречихи і силікатну глибу, знижує температур у плавлення шлакової суміші і дозволяє утворити на дзеркалі рідкого металу прошарок розплавленого шлаку, що асимілює неметалеві включення з рідкого металу. Підвищений вміст вуглецевомісного матеріалу, в якості якого використовують сажу з скритокристалічним графітом, кристалічним графітом, дрібнодисперсними відходами виробництва електродів, коксовим пилом і окисленим графітом, підвищує час окислення вуглецю, збільшуючи час спікання суміші до 200-300 хвилин, підвищуючи 6 тим самим тривалість ефективного утеплення головної частини злитка. Сукупна дія всіх зазначених компонентів, за рахунок сінергізму, забезпечує підвищення швидкості плавлення і стійкості до спікання суміші в умовах тривалого перебування її на дзеркалі розплавленого металу. Теплоізолюючу суміш, що заявляється, дозують шляхом зважування відповідно до заданого кількісного співвідношення компонентів, перемішують, фасують у паперові або синтетичні пакети і використовують при сифонному розливанні сталі шляхом підвішування в виливниці або розташування на дні виливниці. При контакті з рідким металом паперові мішки, руйнуючись під впливом високої температури, звільнюють суміш, яка утворює на дзеркалі рідкого металу прошарок рідкого шлаку з порошкоподібною сумішшю зверху. Витрата суміші складає 1,5-2,5кг на 1000кг сталі. Нижче в табличній формі наводяться конкретні приклади реалізації винаходу для розливання металу в злитки масою 7000кг. Таблиця № Компонент Вогнетривкий наповнювач: 1) ЗолаТЕЦ ( rн =0,55-0,80) 1. 2) Зола ТЕЦ ( rн =0,81-0,90) Спучений перліт Відходи виробництва феросиліцію Вермикуліт Всього: Вуглецевомісний матеріал: Сажа Скритокристалічний графіт 2. Кристалічний графіт Відходи виробництва електродів Відходи виробництва коксу Окислений графіт Всього: Матеріал, що містить карбонати, оксиди і гідрооксиди лужноземельних металів 3. Напівообпалена вапниста мука Напівообпалена доломітова мука Крейда Вапняк Всього: Матеріал, що містить карбонати і силікати лужних металів: Кальцинована сода 4. Поташ Зола стеблин і лузги соняшника Зола гречаної соломи Силікатна глиба Всього: Отриманий результат: (головний обріз злитка, %) Приклад 1 Вміст компонентів, мас % Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 59,0 46,0 10,0 50,0 46,0 5,0 56,0 59,0 55,0 10,0 3,0 49,0 15,0 20,0 3,0 4,0 20,0 21,0 31,0 17,0 40,0 31,0 35,0 5,0 40,0 7,0 4,0 1,0 3,0 3,0 7,0 4,0 1,0 3,0 1,0 5,0 5,0 1,0 3,0 6,0 6,0 10,0 10,5 10,0 10,5 10,0 7 82319 Табличні данні підтверджують високу ефективність і теплоізолюючі властивості суміші, що заявляється, в порівнянні з відомими. Високі теплоізолюючі властивості суміші дозволяють знизити теплові витрати прибуткової частини злитку і кількість неметалевих включень в поверхню злитку за Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 рахунок підвищення швидкості плавлення і стійкості до спікання теплоізолюючої суміші в умовах тривалого перебування її на дзеркалі розплавленого металу при виробництві металевих злитків масою, вищою за 7000кг, що дає їй перевагу перед прототипом. Підписне Тираж 26 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