[go: up one dir, main page]

RU2238169C2 - Composition used at casting construction steels - Google Patents

Composition used at casting construction steels Download PDF

Info

Publication number
RU2238169C2
RU2238169C2 RU2002131142A RU2002131142A RU2238169C2 RU 2238169 C2 RU2238169 C2 RU 2238169C2 RU 2002131142 A RU2002131142 A RU 2002131142A RU 2002131142 A RU2002131142 A RU 2002131142A RU 2238169 C2 RU2238169 C2 RU 2238169C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
carbon
ingot
expanded clay
clay
Prior art date
Application number
RU2002131142A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002131142A (en
Inventor
Е.Е. Агеев (RU)
Е.Е. Агеев
В.С. Антонов (RU)
В.С. Антонов
В.К. Бабич (RU)
В.К. Бабич
Г.Н. Еланский (RU)
Г.Н. Еланский
кин В.П. Лем (RU)
В.П. Лемякин
Original Assignee
Московский государственный вечерний металлургический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский государственный вечерний металлургический институт filed Critical Московский государственный вечерний металлургический институт
Priority to RU2002131142A priority Critical patent/RU2238169C2/en
Publication of RU2002131142A publication Critical patent/RU2002131142A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2238169C2 publication Critical patent/RU2238169C2/en

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: foundry, namely processes for casting steel to ingot molds.
SUBSTANCE: composition including heat-insulating and carbon-containing matters is used for heating open heel of metal in ingot mold. Disintegrated claydite is used as heat insulating material. Gas filtration slime from electrolysis bathes for producing aluminum is used as carbon-containing material. Composition includes next relation of ingredients, mass %: claydite, 50 - 70; carbon containing matter, 30 - 50. Such composition provides effective and economical heat insulation of ingot.
EFFECT: enhanced quality of ingot.
5 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области металлургического производства, а именно к технологии разливки стали.The invention relates to the field of metallurgical production, and in particular to steel casting technology.

Для обеспечения высокого качества слитка, особенно его макроструктуры выбирают рациональные параметры прибыльной надставки к изложнице и материалы ее футеровки. Прибыльная часть слитка питает последовательно затвердевающие объемы его, уменьшая развитие усадочных пустот, сохраняет перегретые объемы и образует резервуар для всплытия ликватов и неметаллических включений. Кроме указанных мероприятий необходимо утепление открытой поверхности зеркала металла таким образом, чтобы в прибыльную часть слитка поступал металл с минимальной потерей тепла в процессе подъема его в изложнице и прибыльной надставке. Для осуществления этого применяют различные утепляющие смеси, в том числе:To ensure high quality of the ingot, especially its macrostructure, rational parameters of the profitable extension to the mold and materials of its lining are chosen. The profitable part of the ingot feeds its successively solidifying volumes, reducing the development of shrinkage voids, preserves overheated volumes and forms a reservoir for the emergence of liquids and non-metallic inclusions. In addition to these measures, it is necessary to warm the open surface of the metal mirror in such a way that metal arrives in the profitable part of the ingot with minimal heat loss in the process of lifting it in the mold and profitable extension. To implement this, various warming mixtures are used, including:

1. Люнкеритные смеси Л-14 и Л-28 [1] для утепления слитков качественных сталей состава, мас.%, представлены в таблице.1. Lunkerite mixtures L-14 and L-28 [1] for insulation of ingots of high-quality composition steels, wt.%, Are presented in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

2. Вермикулито-графитовая смесь [1], состоящая из обожженного вермикулита и графита. Химический состав вермикулита, мас.%: 40-45 SiО2; 7-9 (FeО+Fе2O3); 15-18 Аl2O3; 16-18 MgO; 5-6 CaO; 5-6 TiO2.2. Vermiculite-graphite mixture [1], consisting of calcined vermiculite and graphite. The chemical composition of vermiculite, wt.%: 40-45 SiO 2 ; 7-9 (FeO + Fe 2 O 3 ); 15-18 Al 2 O 3 ; 16-18 MgO; 5-6 CaO; 5-6 TiO 2 .

3. Перлито-графитовая смесь [1, 2], применяемая при разливке конструкционных сталей, состоящая из обожженных зерен перлита и графита (в кристаллической или аморфной модификации) обычно в соотношении 1:1 по массе. Перлит - это вулканическое стекло, содержащее около 6% кристаллизационной воды. При обжиге дробленого перлита при 900-1200°С содержащаяся в нем вода вспучивает его.3. Perlite-graphite mixture [1, 2], used in casting structural steels, consisting of calcined perlite and graphite grains (in crystalline or amorphous modification), usually in a ratio of 1: 1 by weight. Perlite is a volcanic glass containing about 6% crystallization water. When firing crushed perlite at 900-1200 ° C, the water contained in it swells it.

В качестве ближайшего аналога заявленной смеси для разливки стали является смесь, содержащая теплоизолирующее вещество - вспученный перлит в количестве 30-75 маc.% и углеродсодержащее вещество - остаток гидролизной переработки древесины в количестве 25-70 маc.% [3].As the closest analogue of the claimed mixture for casting steel is a mixture containing a heat insulating substance - expanded perlite in an amount of 30-75 wt.% And a carbon-containing substance - the remainder of the hydrolysis processing of wood in an amount of 25-70 wt.% [3].

Недостатками смесей 1 (Л-14 и Л-28) являются взрывоопасность производственной пыли, неизбежной при производстве смесей; многокомпонентность смесей, усложняющая технологию их производства; высокая стоимость отдельных компонентов смесей, например, алюминиевого порошка, ферросилиция и др.The disadvantages of mixtures 1 (L-14 and L-28) are the explosion hazard of industrial dust, inevitable in the production of mixtures; multicomponent mixtures, complicating the technology of their production; high cost of individual components of mixtures, for example, aluminum powder, ferrosilicon, etc.

Недостатками смесей 2 и 3 являются дефицитность и высокая стоимость используемых материалов - вермикулита и перлита.The disadvantages of mixtures 2 and 3 are the scarcity and high cost of the materials used - vermiculite and perlite.

Задача изобретения - создание сравнительно недорогой утепляющей смеси для разливки конструкционных сталей в изложницы, обеспечивающей необходимое качество слитка и проката из него.The objective of the invention is the creation of a relatively inexpensive insulation mixture for casting structural steels into molds, providing the necessary quality of the ingot and rolled from it.

Поставленная задача решается тем, что смесь для разливки конструкционных сталей, содержащая теплоизолирующее и углеродсодержащее вещества, в качестве теплоизолирующего вещества содержит керамзит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: керамзит 50-70, углеродсодержащее вещество 30-50. Керамзит используют в виде пыли от печей для обжига керамзита, в виде измельченного песка или в виде измельченных гранул. В качестве углеродсодержащего вещества смесь содержит газофильтрационный шлам от электролизных ванн для производства алюминия.The problem is solved in that the mixture for casting structural steels containing heat insulating and carbon-containing substances contains claydite as the heat-insulating substance in the following ratio of ingredients, wt.%: Expanded clay 50-70, carbon-containing substance 30-50. Expanded clay is used in the form of dust from furnaces for burning expanded clay, in the form of crushed sand or in the form of crushed granules. As a carbon-containing substance, the mixture contains gas filtration sludge from electrolysis baths for aluminum production.

Обожженные при температуре 1100-1200°С гранулы глины состоят из пористых стекловидных зерен, подобных зернам перлита, однако пористость их и вспучивание обеспечиваются искусственно созданными условиями образования газов при обжиге за счет введения в глину перед изготовлением сырых окатышей (после обжига - гранулы) органических веществ.Clay granules calcined at a temperature of 1100-1200 ° C consist of porous glassy grains similar to perlite grains, however, their porosity and expansion are ensured by artificially created conditions for the formation of gases during firing due to the introduction of organic substances (after firing - pellets) into the clay before making pellets .

Вспучивание глиняной среды и образование замкнутых макро- и микропор в гранулах возможно только тогда, когда среда находится в вязкожидком состоянии (стеклообразном) и оказывает определенное сопротивление фильтрации расширяющихся газов сквозь нее под действием внутреннего давления. Образованию стекловидной фазы на основе кремнезема, содержащегося в глине, особенно способствуют оксиды натрия калия. Коэффициент вспучивания гранул зависит от химического состава глины, температуры обжига и количества введенного органического вещества. Физико-химические процессы, протекающие в гранулах глины смешанной с органическими веществами, аналогичны процессам, имеющим место при производстве керамзита [4] на заводах строительных материалов.The expansion of the clay medium and the formation of closed macro- and micropores in granules is possible only when the medium is in a viscous-liquid state (glassy) and exhibits a certain resistance to filtering expanding gases through it under the influence of internal pressure. The formation of a vitreous phase based on silica contained in clay is particularly promoted by potassium sodium oxides. The coefficient of expansion of the granules depends on the chemical composition of the clay, the firing temperature and the amount of introduced organic matter. Physico-chemical processes occurring in granules of clay mixed with organic substances are similar to the processes that occur in the production of expanded clay [4] at factories of building materials.

Химический состав местных глин, маc.%: 48-60 SiO2; 8-12 Fе2O3; 17-25 Аl2O3; 1-3 MgO; 3-4 CaO; 3-7 (К2О+Na2O); остальное - потери при прокаливании.The chemical composition of local clays, wt.%: 48-60 SiO 2 ; 8-12 Fe 2 O 3 ; 17-25 Al 2 O 3 ; 1-3 MgO; 3-4 CaO; 3-7 (K 2 O + Na 2 O); the rest is losses on ignition.

Глина и перлит имеют силикатную основу с одинаковым набором оксидов, различие в исходной структуре пород и количественном составе.Clay and perlite have a silicate base with the same set of oxides, a difference in the initial rock structure and quantitative composition.

Учитывая одинаковую химическую природу теплоизолирующих составляющих в графитсодержащих смесях (вспученных перлита и глины) и одинаковую физическую сущность процесса образования пор в гранулах глины и зернах перлита, в качестве аналога для оценки и сравнения эффективности заявляемой смеси принята перлитографитовая смесь.Considering the identical chemical nature of heat-insulating components in graphite-containing mixtures (expanded perlite and clay) and the same physical nature of the process of pore formation in clay granules and perlite grains, perlite-graphite mixture is accepted as an analogue for evaluating and comparing the effectiveness of the claimed mixture.

Особенность поведения заявляемой утепляющей смеси при разливке сталей состоит в том, что после наполнения прибыльной надставки над зеркалом металла образуется двухзонный слой: спеченная корка на открытой поверхности и зона расплавленной смеси. Корка снижает потерю тепла излучением, а расплавленная смесь под ней предохраняет металл от охлаждения и окисления. Путем “прощупывания” агрегатного состояния металла, разлитого под такой смесью, установлено, что спустя шесть минут после заполнения прибыльной надставки до заданного уровня металл затвердевает только у стенок прибыльной надставки, остальная часть поверхности металла остается в жидком состоянии. При использовании перлитографитовой смеси металл за такой же промежуток времени кристаллизуется на всей открытой поверхности прибыли. Это свидетельствует, что предлагаемая смесь обеспечивает более эффективную тепловую защиту слитка по сравнения с перлитографитовой смесью.A feature of the behavior of the inventive warming mixture during steel casting is that after filling a profitable extension above the metal mirror, a two-zone layer forms: a sintered crust on an open surface and a zone of molten mixture. The crust reduces heat loss by radiation, and the molten mixture under it protects the metal from cooling and oxidation. By “probing” the aggregate state of the metal spilled under such a mixture, it was found that six minutes after filling the profitable extension to a predetermined level, the metal solidifies only at the walls of the profitable extension, the rest of the metal surface remains in a liquid state. When using a perlitographite mixture, the metal crystallizes over the entire open surface of profit in the same period of time. This indicates that the proposed mixture provides more effective thermal protection of the ingot in comparison with perlitograficheskoy mixture.

Пример 1Example 1

Сухую глину измельчали и перемешивали с древесными опилками в соотношении, мас.%: глина - 90, опилки - 10. В полученную смесь добавляли воду, достигая влажности 20-24%, после чего из нее изготавливали окатыши округлой формы крупностью 10-30 мм, которые сушили при 50-60°С и обжигали при 1100°С. В результате получали гранулы, коэффициент вспучивания которых был равен 4,5. Гранулы, состоящие из мельчайших стекловидных, пористых зерен, измельчали в шаровой мельнице и просеивали через сито №063. Полученный порошок перемешивали с серебристым графитом (кристаллическая модификация) в соотношении 1:1 по массе.Dry clay was crushed and mixed with wood sawdust in the ratio, wt.%: Clay - 90, sawdust - 10. Water was added to the resulting mixture, reaching a moisture content of 20-24%, after which round-shaped pellets with a size of 10-30 mm were made from it, which were dried at 50-60 ° C and fired at 1100 ° C. As a result, granules were obtained whose expansion coefficient was 4.5. Granules, consisting of the smallest vitreous, porous grains, were crushed in a ball mill and sieved through sieve No. 063. The resulting powder was mixed with silver graphite (crystalline modification) in a ratio of 1: 1 by weight.

Смесь использовалась на ЗАО “ВМЗ Красный Октябрь” при сифонной разливке стали марки 40Х.The mixture was used at VMZ Krasny Oktyabr CJSC for siphon casting of grade 40X steel.

Пример 2Example 2

Пыль от печей для обжига керамзита (из циклонов) без предварительного просеивания перемешивали с аморфным графитом (сажистым) в соотношении, мас.%: пыль керамзитовая - 60, графит - 40. Смесь использовалась при сифонной разливке стали марки 30ХГСА.Dust from expanded clay kilns (from cyclones) without preliminary screening was mixed with amorphous graphite (soot) in the ratio, wt.%: Expanded clay dust - 60, graphite - 40. The mixture was used for siphon casting of 30KhGSA steel.

Пример 3Example 3

Гранулы керамзита измельчали на шаровой мельнице. Порошок, полученный после просеивания помола через сито №063, перемешивали с серебристым графитом в соотношении 1:1 по массе. Смесь использовалась при сифонной разливке стали марки 30ХГСА.Expanded clay granules were crushed in a ball mill. The powder obtained after sieving the grinding through a No. 063 sieve was mixed with silver graphite in a ratio of 1: 1 by weight. The mixture was used for siphon casting of steel grade 30HGSA.

При всех вариантах применения смесей масса слитка составляла 6,8 т, расход смеси составлял 1,4 кг на 1 тонну слитка, как принято на заводе при использовании перлитографитовой смеси. Время заполнения изложницы - 5-7 мин. Поверхностные дефекты в виде заворотов, плен, трещин, а также дефекты макроструктуры в опытных слитках по каждому варианту смеси отсутствовали. Качество проката находилось на уровне требований нормативно-технических документов.For all applications of the mixtures, the ingot mass was 6.8 tons, the consumption of the mixture was 1.4 kg per 1 ton of ingot, as was customary at the factory when using perlitographite mixture. The mold filling time is 5-7 minutes. There were no surface defects in the form of inversions, captures, cracks, or macrostructure defects in the experimental ingots for each variant of the mixture. The quality of the rental was at the level of requirements of regulatory and technical documents.

Стоимость заявляемой смеси снижается в сравнении с перлитографитовой смесью на 45-55%.The cost of the inventive mixture is reduced in comparison with perlitographite mixture by 45-55%.

Таким образом, заявляемое технико-экономическое решение практически осуществимо, обладает новизной и соответствует критерию “изобретательский уровень”.Thus, the claimed technical and economic solution is practicable, has novelty and meets the criterion of “inventive step”.

ЛитератураLiterature

1. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М.: Металлургия, 1976 г., стр.552.1. Efimov V.A. Casting and crystallization of steel. M .: Metallurgy, 1976, p. 522.

2. Власов Н.Н., Король В.В., Радя В.С. Разливка черных металлов. М.: Металлургия, 1987 г., стр.271.2. Vlasov NN, King VV, Radya V.S. Ferrous metal casting. M .: Metallurgy, 1987, p. 271.

3. Засухин А.Л. и др. Теплоизолирующая смесь. Патент 2081720 по заявке 940 38736/02 от 12.10.94 г.3. Zasukhin A.L. and others. Insulating mixture. Patent 2081720 on the application 940 38736/02 of 12/10/94.

4. Онацкий С.П. Производство керамзита. М., 1971 г.4. Onatsky S.P. Expanded clay production. M., 1971

Claims (5)

1. Смесь для разливки конструкционных сталей, содержащая теплоизолирующее и углеродсодержащее вещества, отличающаяся тем, что в качестве теплоизолирующего вещества она содержит керамзит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:1. A mixture for casting structural steels containing heat insulating and carbon-containing substances, characterized in that it contains expanded clay as a heat-insulating substance in the following ratio of ingredients, wt.%: Керамзит 50-70Expanded clay 50-70 Углеродсодержащее вещество 30-50Carbon-containing substance 30-50 2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит керамзит в виде пыли от печей для обжига керамзита.2. The mixture according to claim 1, characterized in that it contains expanded clay in the form of dust from furnaces for burning expanded clay. 3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит керамзит в виде измельченного песка.3. The mixture according to claim 1, characterized in that it contains expanded clay in the form of crushed sand. 4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит керамзит в виде измельченных гранул.4. The mixture according to claim 1, characterized in that it contains expanded clay in the form of crushed granules. 5. Смесь по п.1, отличающаяся тем, в качестве углеродсодержащего вещества она содержит газофильтрационный шлам от электролизных ванн для производства алюминия.5. The mixture according to claim 1, characterized in that, as a carbon-containing substance, it contains gas filtration sludge from electrolysis baths for aluminum production.
RU2002131142A 2002-11-20 2002-11-20 Composition used at casting construction steels RU2238169C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131142A RU2238169C2 (en) 2002-11-20 2002-11-20 Composition used at casting construction steels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002131142A RU2238169C2 (en) 2002-11-20 2002-11-20 Composition used at casting construction steels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002131142A RU2002131142A (en) 2004-05-27
RU2238169C2 true RU2238169C2 (en) 2004-10-20

Family

ID=33537266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002131142A RU2238169C2 (en) 2002-11-20 2002-11-20 Composition used at casting construction steels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2238169C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2315679C1 (en) * 2006-03-28 2008-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Нефтегаз-Сталь Экспертно-научно-внедренческая компания ООО "НЕФТЕГАЗ-СТАЛЬ-ЭНВК" Warming composition for casting steel
RU2443503C1 (en) * 2011-02-21 2012-02-27 Ахмед Ибрагим Шакер Салех Insulating composition for steel casting

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1464720A (en) * 1974-12-03 1977-02-16
RU94036995A (en) * 1994-10-04 1996-05-27 Малое частное научно-коммерческое предприятие "Патент-Лицензия" (UA) Heat-insulating mixture

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1464720A (en) * 1974-12-03 1977-02-16
RU94036995A (en) * 1994-10-04 1996-05-27 Малое частное научно-коммерческое предприятие "Патент-Лицензия" (UA) Heat-insulating mixture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2315679C1 (en) * 2006-03-28 2008-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Нефтегаз-Сталь Экспертно-научно-внедренческая компания ООО "НЕФТЕГАЗ-СТАЛЬ-ЭНВК" Warming composition for casting steel
RU2443503C1 (en) * 2011-02-21 2012-02-27 Ахмед Ибрагим Шакер Салех Insulating composition for steel casting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2167434B1 (en) Azs refractory composition
EA000616B1 (en) BUILDING HEAT-INSULATING MATERIAL
US3942990A (en) Method for producing foamed ceramics
CN1327994C (en) Heat preservation agent in use for molded casting, and producing technique
US3992213A (en) Heterogeneous refractory compounds
RU2453510C1 (en) Method to produce foam glass items
US4261938A (en) Method of producing glazed ceramic building materials
RU2238169C2 (en) Composition used at casting construction steels
US6132574A (en) Bottom lining for electrolytic cells and process for its manufacture
CN106396699B (en) A kind of aluminum-resistant liquid penetration pouring material and preparation method thereof adding ZrN-SiAlON
KR20000072111A (en) Composition for lightweight aggregate and method for manufacturing the same
CN117945658A (en) Method for preparing glass ceramics from waste incineration fly ash and glass ceramics
JPH11130529A (en) High zirconia refractories
KR20020044899A (en) Composition for lightweight aggregate and method for manufacturing the same
SU1606488A1 (en) Method of producing refractory porous aggregate
CN110039012B (en) A kind of cast steel riser covering agent and its preparation and use method
RU2015175C1 (en) Method of producing slag-forming mixture
SU1201251A1 (en) Castable stone
JPH0794343B2 (en) Magnesia clinker and method for producing the same
CN119306415B (en) A composite sand powder material and its preparation method and application
JPH11130515A (en) Method for producing ceramic products from aluminum residual ash
CN110627474A (en) Method for preparing artificial volcanic rock by utilizing liquid refined manganese slag
US20190154337A1 (en) Use of a heat insulating molded body for isolation of molten metal against the atmosphere or against a metallurgical vessel
RU2211811C2 (en) Process of manufacturing glass materials from non-metallic raw materials
US3372042A (en) Hot top and composition thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091121