Вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів

Реферат: Вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів на основі магнезійно-залізистого силікату. Як магнезійно-залізистий силікат використано дуніт. UA 77589 U (12) UA 77589 U UA 77589 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вогнетривких матеріалів, що використовуються в металургії, зокрема, до вогнетривких сумішей для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів. У сталеплавильних агрегатах та сталерозливних ковшах при нижньому розташуванні замкового пристрою (шибера) рідкий метал під час зливу плавки заповнює сталевипускний канал, твердне в ньому, що вимушує пропалювати його киснем перед випуском сталі. Пропалювання киснем порушує ритмічність роботи агрегатів і шиберних затворів, погіршує якість сталі. Щоб виключити це, сталевипускний канал заповнюють вогнетривким порошковим матеріалом. Для цього, як правило, використовують відповідні вогнетривкі порошки та їх композиції. Матеріал засипки повинен мати високу жаростійкість (до 1700 °С), текучість і розсипчастість при нагріві розплавленим металом, достатніми для вільного висипання засипки з каналу, не містити пилоподібну фракцію, яка сприяє ущільненню і спіканню матеріалу, бути інертним по відношенню до розплаву. Все це знижує вірогідність зависання засипки у випускному каналі, дозволяє відкривати плавки без пропалювання каналу киснем. Широке розповсюдження для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів знайшли вогнетривкі порошки на основі кварцового піску. Так, відома ущільнююча суміш для ківшового стакана шиберного затвора за АС СРСР № 1183294, МПК B22D 41/08, дата подання заявки 11.11.2002. Суміш включає кварцовий пісок і як технологічну добавку фторид церію при наступному співвідношенні компонентів в вагових %: кварцовий пісок - 90-95, фторид церію - 5-10. Фторид церію є інгібітором, який попереджує спікання вогнетривкої суміші і запобігає зависанню суміші у випускному стакані. Відома суміш для заповнення випускного каналу сталерозливного ковша (Патент РФ № 2228819, МПК B22D 41/46, дата подання заявки 11.11.2002). Суміш включає кварцову і вуглецеву складові, при цьому як кварцова складова використаний жильний кварц, що містить не менше 99,9 % SiO2, а як вуглецева - лусковий графіт при наступному співвідношенні компонентів в вагових %: лусковий графіт - 1-4, жильний кварц - решта. Жильний кварц має поліфракційний склад з наступним співвідношенням фракцій в вагових %: фракція 3-2 мм - 1-4, фракція 2-1 мм - 89-95, фракція 1-0,1 мм -5-6. Фракції графіту - не більше 0,5 мм. Графітова складова запобігає змочуванню металом зерен кварцової складової і спіканню суміші в випускному каналі, забезпечує висипання суміші з випускного каналу і стабілізацію струменя металу. Відома вогнетривка суміш для засипки випускного каналу сталерозливного ковша (Патент РФ № 2242441, МПК С04В 35/00, С04В 35/14, B22D 41/16, дата подачі заявки 22.04.2004). Суміш включає кварцову крупку фракції 1-3 мм, одержану шляхом збагачення молочно-білого кварцу із змістом SiO2 - 95,5-98,5 %, і 1-3 вагових % графіту кристалічного марки ГЛ-1, який рівномірно покриває зерна кварцу з утворенням міцно зв'язаної оболонки. Крупка з молочнобілого кварцу в поєднанні з графітом дозволяє одержати вогнетривку суміш з високою жаростійкістю (до температури 1700 °С), з високою текучістю і розсипчастістю при контакті з розплавленим металом, що дозволяє відкривати плавки без застосування кисню. Відомо використання і інших вогнетривких матеріалів для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів. Так, відомий заповнювач випускного каналу сталерозливного ковша за заявкою на винахід Російської Федерації № 2000116970, МПК B22D 41/46, дата подання заявки 26.06.2000, який включає відпрацьовану засипку від термообробки периклазовапняних вогнетривів і піролітичний вуглець при наступному співвідношенні компонентів, в вагових %: відпрацьована засипка від термообробки периклазовапняних вогнетривів - 96-99, піролітичний вуглець - решта. Відома також вогнетривка суміш для засипки випускного каналу сталерозливного ковша (Патент РФ № 2301213, МПК С04В 35/14, B22D 41/46, дата подання заявки 10.01.2006). Суміш містить подрібнений бій і/або лом динасових вогнетривів, графіт і карбоксиметилцелюлозу при наступному співвідношенні компонентів, в вагових %: графіт - 5-6, карбоксиметилцелюлоза 0,09-0,15, подрібнений бій і/або лом динасових вогнетривів - решта. Подрібнений бій і/або лом динасових вогнетривів має невелике лінійне розширення, що знижує вірогідність зависання його у випускному каналі. Карбоксиметилцелюлоза, завдяки клеючим властивостям, утримує графіт на зернах вказаного заповнювача, створюючи протиспікаючий шар. Відомі й інші суміші для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів на основі вогнетривких матеріалів. Різноманітність сумішей є результатом розробок в напрямку розширення сировинної бази та врахування конкретних умов виробництва, в тому числі доступність сировини, задачі по утилізації промислових відходів та інше. Кожен виробник вибирає порошок (засипку) з необхідними властивостями з урахуванням економічності і якості технологічних процесів у відповідних конкретних умовах. Наприклад, на 1 UA 77589 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 російських заводах використовують шамотний порошок, колошниковий пил, кварцовий пісок, коксик, пил УСТК, на українських заводах застосовують ставролітовий концентрат. В англійській фірмі «Грейт Лейкс Стіл» практикують використання графіту, у ряді японських фірм - кварцового піску, що містить 92-94 % SiO2 вогнетривкістю 1670- 1710 °С. У ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» застосовують імпортні порошки, основою яких є хромпікотит із змістом Сr2О3 у порошку 45,5-46,5 % (http://www.ideasandmoney.ru/Ntrr/Details/122899). Загальними ознаками зазначених аналогів та корисної моделі, що заявляється, є: вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів на основі вогнетривкого мінералу. Головними показниками якості матеріалу для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів є жаростійкість (порядку 1700 °С), розсипчастість та текучість, які забезпечують можливість самовільного висипання засипки з випускного каналу в умовах температур плавлення металу. Найближчим аналогом вибрано вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів (Патент України № 50029, МПК B22D 41/22, дата подання заявки 09.11.2009). Зазначений вогнетривкий матеріал виготовлений на основі магнезійно-залізистого силікату в вигляді або дуніту, або олівіну, або суміші дуніту з олівіном з фракційним складом в межах 2-6 мм. В суміші дуніту з олівіном співвідношення компонентів становить в вагових %: дуніт - 60-40, олівін - 40-60. Приготування вогнетривкого матеріалу включає операції перемішування, здрібнення та просіювання сировини (олівін, дуніт) для отримання необхідного складу за відомими технологіями з використанням відомого устаткування. Загальними ознаками найближчого аналога та корисної моделі, що заявляється, є: вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів на основі магнезійно-залізистого силікату. Наявність в зерновому складі вогнетривкого матеріалу фракцій менше 4 мм сприяє спіканню частинок вогнетривкого матеріалу під впливом високих температур і рідкого металу, що знижує розсипчастість та текучість засипки, підвищує вірогідність зависання засипки в випускному каналі, викликає необхідність пропалювання каналу киснем перед випуском металу, наслідком чого є підвищення зносу випускного блока та збільшення загального часу плавки. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення розсипчастості та текучості вогнетривкого матеріалу для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів в умовах високих температур плавлення металу. Поставлена задача вирішується тим, що в вогнетривкому матеріалі для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів на основі магнезійно-залізистого силікату, згідно з корисною моделлю, як магнезійно-залізистий силікат використано дуніт обпалений з фракційним складом в межах 4-6 мм. Зазначені ознаки складають суть корисної моделі. Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки корисної моделі (як магнезійно-залізистий силікат використано дуніт обпалений з фракційним складом в межах 4-6 мм) в сукупності з істотними ознаками, загальними з найближчим аналогом, забезпечують підвищення розсипчастості та текучості вогнетривкого матеріалу в умовах високих температур плавлення металу. Пояснюється це наступним. Дуніт - магматична гірська порода, що складається більш ніж на 90 % з олівіну. Як домішки містить хроміт, магнетит. Вогнетривкість - до 1800 °С. Експериментально підтверджено, що магнезійно-залізистий силікат в вигляді дуніту обпаленого з фракційним складом в межах 4-6 мм ефективно використовувати як вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів. Матеріал інертний по відношенню до розплаву, має високу жаростійкість (до 1800 °С), текучість і розсипчастість, достатні для вільного висипання його з каналу в умовах температур плавлення металу. Виключення з зернового складу вогнетривкого матеріалу дрібних фракцій (менше 4 мм), які мають високу здібність до спікання, зменшує вірогідність спікання частинок вогнетривкого матеріалу в сталерозливному каналі під впливом високих температур і рідкого металу, підвищує розсипчастість та текучість засипки, забезпечує самовільне висипання засипки без пропалювання каналу киснем. 2 UA 77589 U 5 10 15 20 25 Кількість плавок з самовільним висипанням засипки з випускного каналу з 75-78 % (найближчий аналог, фракційний склад засипки 2-6 мм) збільшилась до 88-90 % (корисної моделі, що заявляється, фракційний склад засипки 4-6 мм). Збільшення кількості плавок, випущених без використання кисню, дозволяє знизити витрати, зв'язані з заміною випускних блоків, зменшити час випуску металу і, як наслідок, зменшити загальний час плавки. Нижче приводиться докладний опис вогнетривкого матеріалу для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів, що заявляється. Вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів, що заявляється, виготовлений на основі магнезійно-залізистого силікату в вигляді порошку дуніту. Матеріал має фракційний склад в межах 4-7 мм. Як сировину використовують порошок дуніту, фракційний склад якого знаходиться в межах 0-50 мм. Для виготовлення вогнетривкого матеріалу для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів порошок дуніту попередньо висушують в сушильному барабані. Після сушильного барабана сировину подають в приймальний бункер, потім до агрегатів подрібнення сировини (щічна дробарка, помольні бігуни, валкова дробарка послідовно). Здрібнену сировину піддають розсіванню на дводековому вібраційному ситі через сітки з осередками 6 мм і 4 мм, що забезпечує отримання порошку наступного зернового складу: прохід через сітку № 6 мм, не менше - 90 %, залишок на сітці № 4 мм, не менше - 95 %. Крупні фракції, що не пройшли через сито, направляють на повторне здрібнення у валкову дробарку. Порошок, як готовий вогнетривкий матеріали для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів, направляють в накопичувальний силос для подальшого відвантаження споживачу. Порошок упаковують в «біг-беги». Одержаний таким чином порошок відповідає всім вимогам, що пред'являються до вогнетривких матеріалів для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів, характеризуються підвищеними показниками розсипчастості та текучості в умовах високих температур плавлення металу. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Вогнетривкий матеріал для засипки випускних каналів сталеплавильних агрегатів та сталерозливних ковшів на основі магнезійно-залізистого силікату, який відрізняється тим, що як магнезійно-залізистий силікат використано дуніт обпалений з фракційним складом в межах 46 мм. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3