[go: up one dir, main page]

RU2661981C1 - Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method - Google Patents

Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
RU2661981C1
RU2661981C1 RU2017118716A RU2017118716A RU2661981C1 RU 2661981 C1 RU2661981 C1 RU 2661981C1 RU 2017118716 A RU2017118716 A RU 2017118716A RU 2017118716 A RU2017118716 A RU 2017118716A RU 2661981 C1 RU2661981 C1 RU 2661981C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
thermal insulation
carbon
temperature
silica
Prior art date
Application number
RU2017118716A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Павловна Никифорова
Илья Владимирович Лебедев
Original Assignee
Мария Павловна Никифорова
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 Мария Павловна Никифорова filed Critical Мария Павловна Никифорова
Priority to RU2017118716A priority Critical patent/RU2661981C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661981C1 publication Critical patent/RU2661981C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/111Treating the molten metal by using protecting powders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/06Ingot moulds or their manufacture
    • B22D7/10Hot tops therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Metal melt thermal insulation composition contains, in wt.%: silica-containing material 2.0–20.0; carbon containing material 1.0–20.0, and biochemical material 60.0–97.0. Biochemical material is selected from the group consisting of: diatomite, gaize or tripoli earth. As the silica-containing material micro-silica is used. As the carbon containing material the ultrafine carbonaceous material is used. Biochemical material is ground, granulated, dried at a temperature of 150–400 °C and annealed at a temperature of 700–1,100 °C. Cooled down biochemical material granules are mixed with the previously prepared mixture of micro-silica and ultrafine carbonaceous material. At that, on the biochemical material crumb the micro-silica and ultrafine carbon-containing material mixture coating is formed.
EFFECT: enabling elimination of the melt carbon penetration due to the powder composition preservation by the claimed composition, decrease in the lining working layer wear and decrease in the composition bulk density.
2 cl, 15 tbl, 4 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, а именно к составам теплоизолирующих смесей, используемых для защиты металла от остывания и вторичного окисления в процессе транспортировки, внепечной обработки и непрерывной разливки.The invention relates to the field of ferrous and non-ferrous metallurgy, and in particular to compositions of heat-insulating mixtures used to protect the metal from cooling and secondary oxidation during transportation, out-of-furnace processing and continuous casting.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на изобретение №2175279, МПК B22D 11/111, «Теплоизолирующая смесь для непрерывной разливки стали». Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке стали. Смесь содержит следующие компоненты, масс. %: углеродсодержащий материал - 4-25; рисовая лузга - 4-90; кремнеземсодержащий материал (КСМ) - остальное. В состав (КСМ) входят, масс. %; СаО - 30,0-60,0; SiO2 - 20,0-50,0; Аl2O3 - 3,0-7,0; МnО - 0,5-5,0; МgО - 3,0-7,0; (Na2O+K2O) - 0,1-2,0; С - 4,0-20,0; FeO - 0,1-5,0; F - 0,001-5,0; TiО2 - 0,1-2,0 при основности CaO/SiO2=0,6-3,0. Изобретение позволяет улучшить теплоизоляцию металла, макроструктуру и качество заготовок, а также рафинирование металла в ковшах (сталеразливочном и промежуточном) за счет ассимиляции неметаллических включений в покровный шлам.Closest to the claimed invention is the RF patent for the invention No. 2175279, IPC B22D 11/111, "Insulating mixture for continuous casting of steel." The invention relates to the field of metallurgy, in particular to continuous casting of steel. The mixture contains the following components, mass. %: carbon-containing material - 4-25; rice husk - 4-90; silica-containing material (KSM) - the rest. The composition (KSM) includes, mass. %; CaO - 30.0-60.0; SiO 2 - 20.0-50.0; Al 2 O 3 - 3.0-7.0; MnO - 0.5-5.0; MgO - 3.0-7.0; (Na 2 O + K 2 O) - 0.1-2.0; C - 4.0-20.0; FeO - 0.1-5.0; F - 0.001-5.0; TiO 2 - 0.1-2.0 with a basicity of CaO / SiO 2 = 0.6-3.0. The invention improves the thermal insulation of the metal, the macrostructure and quality of the workpieces, as well as the refining of metal in ladles (steel pouring and intermediate) due to the assimilation of non-metallic inclusions in the cover slurry.

Недостатками данной смеси являются ее высокая насыпная плотность, большая доля пылевидной фракции, недостаточно низкая теплопроводность и низкая температура плавления, что приводит к неудовлетворительным утепляющим свойствам. Низкая температура плавления смеси приводит к тому, что большая ее часть расплавляется при нахождении на поверхности жидкой стали в ковше, а в жидком состоянии коэффициент теплопроводности существенно возрастает. Также опасность использования теплоизолирующей смеси с низкой температурой плавления заключается в том, что при полном расплавлении смеси происходит образование корки на ее поверхности. Эта корка препятствует проведению технологических операций по замеру температуры стали и отбору проб, а также приводит к образованию наростов на футеровке сталеразливочных и промежуточных ковшей. Повышенная насыпная плотность смеси при недостаточно низкой теплопроводности приводит к необходимости обеспечения большего по толщине слоя смеси на поверхности жидкой стали, следовательно, смесь будет иметь повышенный удельный расход. Большая доля пылевидной фракции приводит к повышенному пылеуносу при подаче на поверхность жидкого метала, что отрицательно влияет на расходный коэффициент и загрязняет воздух рабочей зоны.The disadvantages of this mixture are its high bulk density, a large fraction of the dust fraction, insufficiently low thermal conductivity and low melting point, which leads to unsatisfactory warming properties. The low melting temperature of the mixture leads to the fact that most of it melts when it is on the surface of liquid steel in the ladle, and in the liquid state, the thermal conductivity increases significantly. Also, the danger of using a heat-insulating mixture with a low melting point is that when the mixture is completely melted, a crust forms on its surface. This crust prevents the carrying out of technological operations for measuring the temperature of steel and sampling, and also leads to the formation of growths on the lining of steel pouring and intermediate ladles. The increased bulk density of the mixture with insufficiently low thermal conductivity leads to the need to provide a thicker layer of the mixture on the surface of liquid steel, therefore, the mixture will have an increased specific consumption. A large fraction of the dust fraction leads to increased dust removal when liquid metal is fed to the surface, which negatively affects the flow rate and pollutes the air of the working area.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного состава для теплоизоляции расплава металла с низкой насыпной плотностью, не снижающего качество отливаемых заготовок.The objective of the invention is the creation of an effective composition for thermal insulation of a molten metal with a low bulk density, which does not reduce the quality of cast billets.

Техническим результатом предлагаемого состава для теплоизоляции расплава металла является:The technical result of the proposed composition for thermal insulation of a molten metal is:

- эффективность - повышение эффективности теплоизоляции жидкой стали и чугуна в ковше; исключение науглероживания расплава за счет сохранения порошкообразного состояния;- efficiency - increasing the efficiency of thermal insulation of liquid steel and cast iron in the ladle; the elimination of carburization of the melt due to the preservation of the powder state;

- качество отливаемых заготовок - снижение износа рабочего слоя футеровки ковша;- quality of cast billets - reduced wear of the working layer of the lining of the bucket;

- отсутствие науглероживания металла при непрерывной разливке низкоуглеродистых и особо низкоуглеродистых сталей;- the absence of carburization of the metal during continuous casting of low-carbon and especially low-carbon steels;

- снижение насыпной плотности состава;- decrease in bulk density of the composition;

- экологичность - снижение содержания пыли в воздухе рабочей зоны.- environmental friendliness - reduction of dust content in the air of the working area.

Поставленная задача решается за счет того, что состав для теплоизоляции расплава металла содержит биохимический материал, углеродсодержащий материал и кремнеземсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, масс. %: биохимический материал 60,0-99,99998; углеродсодержащий материал 0,00001-20,0; кремнеземсодержащий материал 0,00001-20,0. Состав для теплоизоляции расплава металла в качестве биохимического материала может содержать диатомит, опоку либо трепел.The problem is solved due to the fact that the composition for thermal insulation of the molten metal contains a biochemical material, a carbon-containing material and a silica-containing material in the following ratio of components, mass. %: biochemical material 60.0-99.99998; carbon-containing material 0.00001-20.0; silica-containing material 0.00001-20.0. The composition for thermal insulation of the molten metal as a biochemical material may contain diatomite, flask or tripoli.

Способ изготовления состава для теплоизоляции расплава металла заключается в том, что биохимический материал измельчают в дробилке и мельнице и гранулируют в смесителе-грануляторе. Потом сушат при температуре 150-400°C. Затем обжигают при температуре 700-1100 C. После чего полученную крошку охлаждают до температуры окружающей среды. Далее крошку покрывают заранее приготовленной в смесителе суспензией воды с кремнеземсодержащим и углеродсодержащим материалом, причем в некоторых случаях биохимический материал смешивают с кремнеземсодержащим материалом и углеродсодержащим материалом без добавления воды. После этого полученный состав сушат при температуре 150-400°C, а после охлаждения готового состава, его классифицируют на необходимые фракции.A method of manufacturing a composition for thermal insulation of a molten metal is that the biochemical material is crushed in a crusher and mill and granulated in a mixer-granulator. Then dried at a temperature of 150-400 ° C. Then burn at a temperature of 700-1100 C. After which the resulting chips are cooled to ambient temperature. Next, the crumb is covered with a suspension of water with silica-containing and carbon-containing material pre-prepared in the mixer, and in some cases, the biochemical material is mixed with silica-containing material and carbon-containing material without adding water. After that, the resulting composition is dried at a temperature of 150-400 ° C, and after cooling the finished composition, it is classified into the necessary fractions.

В сталелитейном производстве, при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), возникает необходимость обеспечения стабильности температуры металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах.In the steel industry, when casting steel on continuous casting machines (CCM), there is a need to ensure the stability of the temperature of the metal in the steel casting and tundish.

Главная функция промежуточного ковша заключается в обеспечении возможности продолжения разливки стали во время смены сталеразливочных ковшей, распределении стали между ручьями, а также в очистке поступающей из сталеразливочного ковша стали от неметаллических включений. Теплоизолирующие смеси для промежуточного ковша непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) предназначены для изоляции и защиты поверхности зеркала металла с минимальной потерей тепла. Более совершенных результатов можно добиться при одновременном использовании смеси и перегородок, рационально направляющих потоки разливаемого металла в ковше.The main function of the tundish is to continue casting the steel during the change of steel casting ladles, distributing the steel between the streams, and also to clean the steel coming from the steel pouring ladle from non-metallic inclusions. Thermal insulating mixtures for the intermediate billet of continuous casting of billets (CCM) are designed to isolate and protect the surface of the metal mirror with minimal heat loss. Better results can be achieved with the simultaneous use of the mixture and partitions, rationally directing the flows of the poured metal in the bucket.

От химического состава смесей существенно зависят свойства покровного шлака и процесс износа футеровки ковша. Кислые теплоизолирующие смеси в промковшах способствуют защите поверхности зеркала металла от вторичного окисления и газонасыщения. Большая часть смесей имеет в своем составе золу рисовой лузги, которая существенно снижает насыпную плотность смесей и обеспечивает эффективную теплозащиту. В качестве углеродсодержащих компонентов, как правило, используют кокс, графит или электродный бой.The properties of the coating slag and the process of wear of the lining of the ladle substantially depend on the chemical composition of the mixtures. Acid heat-insulating mixtures in scoops help protect the surface of the metal mirror from secondary oxidation and gas saturation. Most of the mixtures contains rice husk ash, which significantly reduces the bulk density of the mixtures and provides effective thermal protection. As carbon-containing components, as a rule, coke, graphite or electrode battle are used.

Предлагаемый состав для теплоизоляции расплава металла благодаря своим технологическим и физико-химическим свойствам превосходит по своим достоинствам ранее предлагаемые составы.The proposed composition for thermal insulation of molten metal due to its technological and physico-chemical properties surpasses the advantages of previously proposed compositions.

Реализация изобретенияThe implementation of the invention

Суть заявляемого изобретения состоит в том, что:The essence of the claimed invention is that:

Состав для теплоизоляции расплава металла содержит биохимический материал, углеродсодержащий материал и кремнеземсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, масс. %: биохимический материал 60,0-99,99998; углеродсодержащий материал 0,00001-20,0; кремнеземсодержащий материал 0,00001-20,0. Состав для теплоизоляции расплава металла в качестве биохимического материала содержит диатомит, либо опоку, либо трепел. В качестве углеродсодержащего материала состав для теплоизоляции расплава металла содержит графит, либо технический углерод, либо отходы сухого тушения кокса, либо молотый кокс.The composition for thermal insulation of a molten metal contains a biochemical material, a carbon-containing material and a silica-containing material in the following ratio of components, mass. %: biochemical material 60.0-99.99998; carbon-containing material 0.00001-20.0; silica-containing material 0.00001-20.0. The composition for thermal insulation of the molten metal as a biochemical material contains diatomite, or flask, or tripoli. As a carbon-containing material, the composition for thermal insulation of a metal melt contains graphite, or carbon black, or dry coke quenching waste, or ground coke.

Способ изготовления состава для теплоизоляции расплава металла заключается в том, что биохимический материал измельчают в дробилке и мельнице и гранулируют в смесителе-грануляторе. Потом сушат при температуре 150-400°C. Затем обжигают при температуре 700-1100°C. После чего полученную крошку охлаждают до температуры окружающей среды. Далее крошку покрывают заранее приготовленной в смесителе суспензией воды с кремнеземсодержащим и углеродсодержащим материалом, либо, в некоторых случаях биохимический материал смешивают с кремнеземсодержащим материалом и углеродсодержащим материалом без добавления воды. После этого полученный состав сушат при температуре 150-400°C, а после охлаждения готового состава, его классифицируют на необходимые фракции. Все материалы в сухом виде смешиваются в смесителе. За счет ультрадисперсной фракции микрокремнезема и углеродсодержащих материалов они хорошо наносятся и держатся на поверхности диатомита, или трепела, или опоки, заполняя открытые микропоры.A method of manufacturing a composition for thermal insulation of a molten metal is that the biochemical material is crushed in a crusher and mill and granulated in a mixer-granulator. Then dried at a temperature of 150-400 ° C. Then burn at a temperature of 700-1100 ° C. Then the resulting chips are cooled to ambient temperature. Next, the crumb is covered with a suspension of water with a silica-containing and carbon-containing material prepared in advance in the mixer, or, in some cases, the biochemical material is mixed with a silica-containing material and a carbon-containing material without adding water. After that, the resulting composition is dried at a temperature of 150-400 ° C, and after cooling the finished composition, it is classified into the necessary fractions. All materials in dry form are mixed in a mixer. Due to the ultrafine fraction of silica fume and carbon-containing materials, they are well applied and adhere to the surface of diatomite, or tripoli, or flasks, filling open micropores.

Для доказательства эффективности работы предлагаемого состава для термоизоляции расплава металла авторами были проведены исследования для которых использовали состав при следующих соотношениях, масс. %:To prove the effectiveness of the proposed composition for thermal insulation of the molten metal, the authors conducted studies for which they used the composition in the following ratios, mass. %:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Биохимический материал, выбранный из диатомита, трепела или опоки вводят в состав как основу, обладающую стабильным химическим составом и высоким содержанием SiO2, что позволяет сохранить высокую температуру плавления металла. Кроме того, диатомит, трепел или опока за счет своей структуры обладают низкой насыпной плотностью (0,4-0,6 кг/дм3) и низким коэффициентом теплопроводности. Нижний предел содержания биохимического материала в предлагаемом составе для теплоизоляции расплава металла обусловлен снижением, описанного выше положительного влияния на свойства состава для теплоизоляции расплава металла. Верхний предел содержания в предлагаемом составе биохимического материала обусловлен возможностью применения диатомитовой крошки практически в чистом виде для теплоизоляции жидкого чугуна и стали некоторых марок, имеющих температуру ликвидус ниже 1500°C.A biochemical material selected from diatomite, tripoli or flask is introduced into the composition as a base having a stable chemical composition and a high SiO 2 content, which allows to maintain a high melting point of the metal. In addition, diatomite, tripoli or flask due to its structure have a low bulk density (0.4-0.6 kg / DM 3 ) and a low coefficient of thermal conductivity. The lower limit of the content of biochemical material in the proposed composition for thermal insulation of a molten metal is due to the reduction described above of a positive effect on the properties of the composition for thermal insulation of a molten metal. The upper limit of the content in the proposed composition of the biochemical material is due to the possibility of using diatomite chips in almost pure form for thermal insulation of molten iron and steel of some grades having a liquidus temperature below 1500 ° C.

Углеродсодержащий материал вводят в заявляемый состав для теплоизоляции расплава металла для снижения скорости плавления. В качестве углеродсодержащего материала могут быть использованы графит, технический углерод, отходы сухого тушения кокса, молотый кокс. Нижний предел содержания углеродсодержащего материала обусловлен необходимостью использования низкоуглеродистой смеси для теплоизоляции низкоуглеродистых и особо низкоуглеродистых сталей во избежание науглероживания (углеродсодержащий материал в особых случаях может быть исключен из состава для теплоизоляции металла). Верхний предел содержания углеродсодержащего материала обусловлен снижением влияния на скорость плавления при больших концентрациях и неоправданным ростом себестоимости смеси.Carbon-containing material is introduced into the inventive composition for thermal insulation of the molten metal to reduce the melting rate. As a carbon-containing material can be used graphite, carbon black, waste dry quenching of coke, ground coke. The lower limit of the content of carbon-containing material is due to the need to use a low-carbon mixture for thermal insulation of low-carbon and especially low-carbon steels in order to avoid carbonization (carbon-containing material in special cases can be excluded from the composition for thermal insulation of metal). The upper limit of the content of carbon-containing material is due to a decrease in the effect on the melting rate at high concentrations and an unjustified increase in the cost of the mixture.

Кремнеземсодержащий материал, а именно микрокремнезем выбирают, состоящий на 90-95% из аморфного диоксида кремния.Silica-containing material, namely silica fume selected, consisting of 90-95% of amorphous silicon dioxide.

Микрокремнезем вводят в состав для дополнительного повышения температуры плавления за счет блокирования открытой пористости биохимического материала - диатомит, либо опока, либо трепел. Этот компонент представляет собой микродисперсный материал - отход производства металлического кремния или ферросилиция. За счет очень мелких частиц он хорошо наносится на поверхность диатомита, либо опоки, либо трепела, проникает в открытые микропоры и поэтому хорошо удерживается на поверхности. Чрезмерное образование излишней пылевидной фракции в смеси при большой концентрации в ней микрокремнезема определяет верхний предел его содержания. Нижний предел его содержания в составе для теплоизоляции металла обусловлен возможностью применения диатомита, либо опоки, либо трепела с минимальным содержанием кремнеземсодержащего и углеродсодержащего материала в случаях, описанных выше.Silica fume is introduced into the composition to further increase the melting temperature by blocking the open porosity of the biochemical material - diatomite, or flask, or tripoli. This component is a microdispersed material - a waste product of the production of metallic silicon or ferrosilicon. Due to very small particles, it is well applied to the surface of diatomite, or flask, or tripoli, penetrates into open micropores and therefore is well retained on the surface. Excessive formation of excessive dust fraction in the mixture at a high concentration of silica fume in it determines the upper limit of its content. The lower limit of its content in the composition for thermal insulation of metal is due to the possibility of using diatomite, or flask, or tripoli with a minimum content of silica-containing and carbon-containing material in the cases described above.

За счет высокой термостойкости (температура плавления более 1480 град), пористости (более 80%) и низкой теплопроводности, состав для теплоизоляции расплава металла ограничивает тепловое излучение, препятствуя остыванию металла.Due to the high heat resistance (melting point more than 1480 degrees), porosity (more than 80%) and low thermal conductivity, the composition for thermal insulation of the molten metal limits thermal radiation, preventing the metal from cooling down.

За счет особого химического состава микрокремнезема (значительное количество аморфного диоксида кремния) состав для теплоизоляции расплава металла не прилипает к футеровке, сохраняет сыпучесть и после длительного контакта с расплавленным металлом (до 40 часов), и после контакта с находящимся на поверхности металла шлаком.Due to the special chemical composition of silica fume (a significant amount of amorphous silicon dioxide), the composition for thermal insulation of the molten metal does not stick to the lining, and remains friable after prolonged contact with molten metal (up to 40 hours) and after contact with slag located on the metal surface.

При использовании заявляемого состава для теплоизоляции расплава металла в промежуточном ковше состав для теплоизоляции расплава металла остается жидкоподвижным на протяжении разливки целой серии плавок. При этом исключается образование шлако-металлической настыли (металлического нароста). Ввиду отсутствия твердой корки состава для теплоизоляции промежуточного ковша не прихватывается и, следовательно, не затрудняется регулировка рабочего положения привода стопора ковша и уровня расплава в ковше при сливе.When using the inventive composition for thermal insulation of a molten metal in an intermediate ladle, the composition for thermal insulation of a molten metal remains fluid during the casting of a series of melts. This eliminates the formation of slag-metal coating (metal growth). Due to the absence of a hard crust of the composition for thermal insulation of the intermediate bucket, it does not stick and, therefore, it is not difficult to adjust the working position of the bucket stopper drive and the level of the melt in the bucket during discharge.

В процессе эксплуатации состава для теплоизоляции расплава металла его состав не проплавляется, а сохраняет свое порошкообразное состояние, что исключает явление науглероживания металла.During operation of the composition for thermal insulation of the molten metal, its composition is not melted, but retains its powder state, which eliminates the phenomenon of carburization of the metal.

Снижение пыления при использовании состава для теплоизоляции расплава металла обеспечивают за счет использования следующего фракционного состава, представленного в таблице 5.Reducing dusting when using a composition for thermal insulation of a molten metal is achieved through the use of the following fractional composition, presented in table 5.

Figure 00000005
Figure 00000005

Примеры состава компонентов, предлагаемого состава для теплоизоляции расплава металлаExamples of the composition of the components, the proposed composition for thermal insulation of molten metal

В таблице 6 приведен пример конкретного состава компонентов.Table 6 gives an example of a specific composition of the components.

Figure 00000006
Figure 00000006

В таблице 7 приведены показатели температуры полного расплавления, насыпной плотности, коэффициента теплопроводности при комнатной температуре и доля пылевидной фракции (менее 1 мм) (для состава по таблице 6).Table 7 shows the indicators of the temperature of complete melting, bulk density, coefficient of thermal conductivity at room temperature and the fraction of the dust fraction (less than 1 mm) (for the composition according to table 6).

Figure 00000007
Figure 00000007

Из данных таблицы 7 видно, что составы 2-5 обладают приемлемыми значениями температуры полного расплавления для эффективной теплоизоляции жидкой стали и чугуна без расплавления состава. Заявляемый состав 5 используют в основном для теплоизоляции жидкого чугуна, имеющего значительно более низкую температуру, а также для теплоизоляции стали некоторых марок (рельсовая, кордовая, шарикоподшипниковая и т.п.), имеющей низкую температуру ликвидус. При увеличении содержания микрокремнезема и графита наблюдается повышение температуры плавления состава вплоть до их содержания 20% и 15% соответственно, затем рост температуры плавления резко замедляется. Однако при увеличении содержания этих материалов во всем исследованном диапазоне наблюдается рост коэффициента теплопроводности и увеличение доли пылевидной фракции, что негативно сказывается на утепляющей способности и загрязненности рабочей зоны. Из всего вышесказанного следует, что для теплоизоляции жидкой стали и чугуна могут быть эффективно использованы составы 2-5.From the data of table 7 it is seen that compositions 2-5 have acceptable values of the temperature of complete melting for effective thermal insulation of liquid steel and cast iron without melting the composition. The inventive composition 5 is used mainly for thermal insulation of molten iron having a significantly lower temperature, as well as for thermal insulation of certain grades of steel (rail, cord, ball-bearing, etc.) having a low liquidus temperature. With an increase in the content of silica fume and graphite, an increase in the melting temperature of the composition is observed up to their content of 20% and 15%, respectively, then the increase in the melting temperature sharply slows down. However, with an increase in the content of these materials in the entire studied range, an increase in the thermal conductivity coefficient and an increase in the fraction of the dust fraction are observed, which negatively affects the warming ability and pollution of the working area. From the foregoing, it follows that for the thermal insulation of liquid steel and cast iron, compositions 2-5 can be effectively used.

В таблице 8 приведен конкретный состава компонентов.Table 8 shows the specific composition of the components.

Figure 00000008
Figure 00000008

В таблице 9 приведены показатели температуры полного расплавления, насыпной плотности, коэффициента теплопроводности при комнатной температуре и доля пылевидной фракции (менее 1 мм) (для состава по таблице 8).Table 9 shows the indicators of the temperature of complete melting, bulk density, coefficient of thermal conductivity at room temperature and the fraction of the dust fraction (less than 1 mm) (for the composition according to table 8).

Figure 00000009
Figure 00000009

Из данных таблицы 9 видно, что составы 7-10 обладают приемлемыми значениями температуры полного расплавления для эффективной теплоизоляции жидкой стали и чугуна без расплавления состава. Заявляемый состав 10 используют в основном для теплоизоляции жидкого чугуна, имеющего значительно более низкую температуру, а также для теплоизоляции стали некоторых марок (рельсовая, кордовая, шарикоподшипниковая и т.п.), имеющих низкую температуру ликвидус. При увеличении содержания микрокремнезема и технического углерода наблюдается повышение температуры плавления состава вплоть до их содержания 20% каждого, затем рост температуры плавления резко замедляется. Однако при увеличении содержания этих материалов во всем исследованном диапазоне наблюдается рост коэффициента теплопроводности и увеличение доли пылевидной фракции, что негативно сказывается на утепляющей способности и загрязненности рабочей зоны. Таким образом, для теплоизоляции жидкой стали и чугуна могут быть эффективно использованы составы 7-10.From the data of table 9 it is seen that compositions 7-10 have acceptable values of the temperature of complete melting for effective thermal insulation of liquid steel and cast iron without melting the composition. The inventive composition 10 is used mainly for thermal insulation of molten iron having a significantly lower temperature, as well as for thermal insulation of certain grades of steel (rail, cord, ball-bearing, etc.) having a low liquidus temperature. With an increase in the content of silica fume and carbon black, an increase in the melting temperature of the composition is observed up to their content of 20% each, then the increase in the melting temperature sharply slows down. However, with an increase in the content of these materials in the entire studied range, an increase in the thermal conductivity coefficient and an increase in the fraction of the dust fraction are observed, which negatively affects the warming ability and pollution of the working area. Thus, for thermal insulation of liquid steel and cast iron, compositions 7-10 can be effectively used.

В таблице 10 приведен конкретный состава компонентов.Table 10 shows the specific composition of the components.

Figure 00000010
Figure 00000010

В таблице 11 приведены показатели температуры полного расплавления, насыпной плотности, коэффициента теплопроводности при комнатной температуре и доля пылевидной фракции (менее 1 мм) (для состава по таблице 10).Table 11 shows the indicators of the temperature of complete melting, bulk density, the coefficient of thermal conductivity at room temperature and the fraction of the dust fraction (less than 1 mm) (for the composition according to table 10).

Figure 00000011
Figure 00000011

Из данных таблицы 11 следует, что составы 12-15 обладают удовлетворительными значениями температуры полного расплавления для эффективной теплоизоляции жидкой стали и чугуна без расплавления состава. Заявляемый состав 15 используют в основном для теплоизоляции жидкого чугуна, имеющего значительно более низкую температуру, а также для теплоизоляции стали некоторых марок (рельсовая, кордовая, шарикоподшипниковая и т.п.), имеющих низкую температуру ликвидус. При увеличении содержания микрокремнезема и кокса наблюдается повышение температуры плавления состава вплоть до их содержания 20% каждого, затем рост температуры плавления резко замедляется. Однако при увеличении содержания этих материалов во всем исследованном диапазоне наблюдается рост коэффициента теплопроводности и увеличение доли пылевидной фракции, что негативно сказывается на утепляющей способности и загрязненности рабочей зоны. Таким образом, для теплоизоляции жидкой стали и чугуна могут быть эффективно использованы составы 12-15.From the data of table 11 it follows that the compositions 12-15 have satisfactory values of the temperature of full melting for effective thermal insulation of liquid steel and cast iron without melting the composition. The inventive composition 15 is used mainly for thermal insulation of molten iron having a significantly lower temperature, as well as for thermal insulation of steel of some grades (rail, cord, ball-bearing, etc.) having a low liquidus temperature. With an increase in the content of silica fume and coke, an increase in the melting temperature of the composition is observed up to their content of 20% each, then the increase in the melting temperature sharply slows down. However, with an increase in the content of these materials in the entire studied range, an increase in the thermal conductivity coefficient and an increase in the fraction of the dust fraction are observed, which negatively affects the warming ability and pollution of the working area. Thus, for thermal insulation of liquid steel and cast iron, compositions 12-15 can be effectively used.

Способы применения составаWays to use the composition

Состав для теплоизоляции расплава металла подают на поверхность расплавленного металла в сталеразливочном ковше из расчета 1,0-2,0 кг/т и в промежуточном ковше из расчета 0,15-0,50 кг/т.The composition for thermal insulation of the molten metal is fed to the surface of the molten metal in a steel pouring ladle at the rate of 1.0-2.0 kg / t and in the intermediate ladle at the rate of 0.15-0.50 kg / t.

Изобретение поясняется следующими примерами использования состава для теплоизоляции расплава металла.The invention is illustrated by the following examples of the use of the composition for thermal insulation of a molten metal.

Пример 1 (см. таблицу 6 состав 4)Example 1 (see table 6 composition 4)

Опытно-промышленное опробование состава для теплоизоляции расплава металла, состав которого представлен в таблице 3, проводили при теплоизоляции поверхности жидкой стали в сталеразливочном ковше емкостью 160 тонн при разливке низкоуглеродистых марок стали в период с 06.06.2016 г. по 10.06.2016 г. В качестве биохимического материала использовали диатомит, а в качестве углеродсодержащего - графит. Для исключения науглероживания стали в состав добавляли минимальное количество углеродсодержащего материала (графит). Подачу смеси осуществляли после завершения всех операций по внепечной обработке перед транспортировкой на разливку.Pilot testing of the composition for thermal insulation of the molten metal, the composition of which is shown in Table 3, was carried out during thermal insulation of the surface of liquid steel in a 160-ton steel pouring ladle during casting of low-carbon steel grades from 06.06.2016 to 06.06.2016. diatomite was used in the biochemical material, and graphite was used as a carbon-containing material. To exclude carburization of steel, a minimal amount of carbon-containing material (graphite) was added to the composition. The supply of the mixture was carried out after completion of all operations on out-of-furnace processing before transportation to the casting.

В рамках испытаний определяли оптимальный удельный расход состава для обеспечения удовлетворительной теплоизоляции жидкой стали. При использовании серийной смеси с удельным расходом 2 кг/т в среднем обеспечивается падение температуры стали 0,15°С в минуту, что гарантирует стабильность процесса разливки и получение качественной непрерывно литой заготовки. Контроль за изменением температуры жидкой стали осуществляли однократно в стальковше перед отдачей на разливку и три раза в промежуточном ковше в течение разливки плавки. Также визуально определяли качество укрытия - долю закрытой поверхности зеркала жидкой стали после отдачи смеси, оценивали состояние смеси после окончания разливки, ее влияние на износ футеровки, работу донных блоков продувки и образование наростов на футеровке. В таблице 12 указана скорость падения температуры при различном удельном расходе состава для теплоизоляции металла. Для обеспечения равных условий сравнения в промежуточном ковше во время опытных плавок применялась та же теплоизолирующая смесь (на основе золы рисовой шелухи), что и при обычных условиях.As part of the tests, the optimal specific consumption of the composition was determined to ensure satisfactory thermal insulation of liquid steel. When using a serial mixture with a specific consumption of 2 kg / t, an average temperature drop of 0.15 ° C per minute is ensured, which guarantees the stability of the casting process and the production of a high-quality continuously cast billet. The change in temperature of liquid steel was monitored once in a steel ladle before being cast and three times in an intermediate ladle during casting. The quality of the shelter was visually determined - the fraction of the closed surface of the liquid steel mirror after the mixture was returned, the state of the mixture after casting was completed, its effect on the wear of the lining, the operation of bottom blowing units and the formation of growths on the lining. Table 12 shows the rate of temperature drop at different specific consumption of the composition for thermal insulation of metal. To ensure equal conditions of comparison in the intermediate ladle during the experimental melts, the same heat-insulating mixture (based on rice husk ash) was used as under ordinary conditions.

Figure 00000012
Figure 00000012

При удельном расходе состава 1,0 кг/т наблюдалось недостаточное закрытие зеркала металла в сталеразливочном ковше (70-80%), было заметно свечение металла у стенок сталеразливочного ковша. В связи с этим была получена средняя скорость падения температуры металла, превышающая допустимое значение. Но уже при удельном расходе 1,5 кг/т состав для теплоизоляции расплава металла полностью закрывал зеркало металла и скорость падения температуры металла была ниже контрольной величины. При одинаковых удельных расходах (2 кг/т) опытный состав для теплоизоляции расплава металла обеспечивает лучшее утепление металла на 0,06°С/мин, что эквивалентно 3,6°С за среднее время разливки одной плавки 60 мин. Таким образом, при использовании предлагаемого состава для теплоизоляции расплава металла, по сравнению со стандартной смесью представляется возможным работа с меньшим перегревом над температурой ликвидус, что способствует получению лучшей макроструктуры слитка, снижению затрат на подогрев стали, меньшему износу футеровки и меньшему времени внепечной обработки.With a specific consumption of 1.0 kg / t, there was insufficient closure of the metal mirror in the steel pouring ladle (70-80%), there was a noticeable glow of metal near the walls of the steel pouring ladle. In this regard, the average rate of decrease in the temperature of the metal was obtained in excess of the permissible value. But even at a specific consumption of 1.5 kg / t, the composition for thermal insulation of the molten metal completely covered the metal mirror and the rate of decrease in the temperature of the metal was lower than the control value. At the same specific costs (2 kg / t), the experimental composition for thermal insulation of the molten metal provides the best warming of the metal by 0.06 ° C / min, which is equivalent to 3.6 ° C for an average casting time of one melt of 60 minutes. Thus, when using the proposed composition for thermal insulation of a molten metal, in comparison with the standard mixture, it seems possible to work with less overheating over the liquidus temperature, which helps to obtain a better macrostructure of the ingot, reduce the cost of heating the steel, less wear of the lining and less time after furnace treatment.

Процесс слива шлака с остатками состава для теплоизоляции расплава металла после окончания разливки проходил без осложнений. Было заметно, что преимущественно состав оставался в нерасплавленном состоянии, что весьма важно для хорошей теплоизоляции. Визуальный осмотр ковша после слива шлака показал отсутствие наростов на футеровке ковша, износ рабочего слоя футеровки находился на том же уровне, что и при использовании серийной смеси. Нарушений в работе донных продувочных блоков после слива шлака и остатков смеси не зафиксировано.The process of draining the slag with the rest of the composition for thermal insulation of the molten metal after the casting was completed without complications. It was noticeable that mainly the composition remained in an unmelted state, which is very important for good thermal insulation. A visual inspection of the bucket after slag discharge showed that there were no growths on the ladle lining, the wear of the working layer of the lining was at the same level as when using a serial mixture. There were no violations in the operation of bottom purge blocks after slag discharge and mixture residues.

Пример 2 (см. таблицу 8 состав 8)Example 2 (see table 8 composition 8)

Опытно-промышленное опробование состава для теплоизоляции расплава металла, состав которого представлен в таблице 2, проводили в условиях металлургического завода «Петросталь» при теплоизоляции поверхности жидкой стали в сталеразливочном ковше емкостью 90 тонн при разливке среднеуглеродистых легированных марок стали в период с 12.09.2016 г. по 15.09.2016 г. В качестве биохимического материала использовали опоку, а в качестве углеродсодержащего - технический углерод. Подачу смеси осуществляли с помощью крана после завершения всех операций по внепечной обработке перед транспортировкой на разливку.Pilot testing of the composition for thermal insulation of the molten metal, the composition of which is shown in Table 2, was carried out in the conditions of the Petrostal metallurgical plant during thermal insulation of the surface of liquid steel in a 90-ton steel pouring ladle during casting of medium-carbon alloyed steel grades from September 12, 2016. September 15, 2016. A flask was used as biochemical material, and carbon black was used as a carbon-containing material. The supply of the mixture was carried out using a crane after completion of all operations for secondary processing before transportation to the casting.

В рамках испытаний определяли оптимальный удельный расход состава для обеспечения хорошей теплоизоляции жидкой стали и скорости падения температуры металла не выше 0,15°C/мин. При использовании стандартной технологии теплоизолирующая смесь не подается на поверхность стали в стальковше, вследствие чего средняя скорость падения температуры металла составляет 0,37°C/мин и металл перед разливкой существенно перегревают. Контроль за изменением температуры жидкой стали в стальковше осуществляется два раза: перед отдачей на разливку и в конце разливки плавки. Также визуально определяли качество укрытия - долю закрытой поверхности зеркала жидкой стали после отдачи смеси, оценивали состояние смеси после окончания разливки, ее влияние на износ футеровки и образование наростов на футеровке. В таблице 13 указана скорость падения температуры при различном удельном расходе состава для теплоизоляции металла.As part of the tests, the optimal specific consumption of the composition was determined to ensure good thermal insulation of liquid steel and a rate of drop in the temperature of the metal not higher than 0.15 ° C / min. Using standard technology, the heat-insulating mixture is not fed to the steel surface in the steel ladle, as a result of which the average rate of temperature drop of the metal is 0.37 ° C / min and the metal is significantly overheated before casting. The change in temperature of liquid steel in a steel ladle is monitored two times: before casting and at the end of casting. The quality of the shelter was visually determined - the fraction of the closed surface of the liquid steel mirror after the mixture was returned, the state of the mixture after casting was completed, its effect on the wear of the lining and the formation of growths on the lining. Table 13 shows the rate of temperature drop at different specific consumption of the composition for thermal insulation of metal.

Figure 00000013
Figure 00000013

При удельном расходе состава 1,0-1,4 кг/т наблюдалось недостаточное закрытие зеркала металла в сталеразливочном ковше, было заметно свечение металла у стенок сталеразливочного ковша. В связи с этим была получена средняя скорость падения температуры металла, превышающая целевое значение. При удельном расходе 1,8 кг/т состав для теплоизоляции расплава металла полностью закрывал зеркало металла и скорость падения температуры металла была ниже целевой величины. При удельном расходе 2,2 кг/т опытный состав для теплоизоляции расплава металла обеспечивает еще более лучшее утепление металла. Таким образом, при использовании предлагаемого состава для теплоизоляции расплава металла, представляется возможным работа с существенно меньшим перегревом над температурой ликвидус, что способствует получению лучшей макроструктуры слитка, снижению затрат на подогрев стали, меньшему износу футеровки и меньшему времени внепечной обработки.At a specific consumption of the composition of 1.0-1.4 kg / t, there was insufficient closure of the metal mirror in the steel pouring ladle, there was a noticeable glow of metal at the walls of the steel pouring ladle. In this regard, the average rate of decrease in the temperature of the metal was obtained, exceeding the target value. At a specific consumption of 1.8 kg / t, the composition for thermal insulation of the molten metal completely covered the metal mirror and the rate of decrease in the temperature of the metal was lower than the target value. With a specific consumption of 2.2 kg / t, the experimental composition for thermal insulation of the molten metal provides even better insulation of the metal. Thus, when using the proposed composition for thermal insulation of a molten metal, it is possible to work with significantly less overheating over the liquidus temperature, which helps to obtain a better macrostructure of the ingot, reduce the cost of heating the steel, less wear on the lining and less time after furnace treatment.

Слив шлака с остатками состава для теплоизоляции расплава металла после окончания разливки проходил без осложнений. Было заметно, что преимущественно состав оставался в нерасплавленном состоянии, что весьма важно для хорошей теплоизоляции. Визуальный осмотр ковша после слива шлака показал отсутствие наростов на футеровке ковша, износ рабочего слоя футеровки находился на том же уровне, что и без использования состава.The discharge of slag with the remnants of the composition for thermal insulation of the molten metal after casting was completed without complications. It was noticeable that mainly the composition remained in an unmelted state, which is very important for good thermal insulation. A visual inspection of the bucket after slag discharge showed that there were no growths on the ladle lining, the wear of the working layer of the lining was at the same level as without the use of the composition.

Пример 3 (см. таблицу 10 состав 12)Example 3 (see table 10 composition 12)

Опытно-промышленное опробование состава для теплоизоляции расплава металла, состав которого представлен в таблице 1, проводили в условиях металлургического завода «ОМ3-Спецсталь» при теплоизоляции поверхности жидкой стали в сталеразливочном ковше при разливке среднеуглеродистых и высокоуглеродистых легированных марок стали в период с 17.10.2016 г. по 20.10.2016 г. В качестве биохимического материала использовали трепел, а в качестве углеродсодержащего - кокс. Подачу смеси осуществляли вручную после завершения всех операций по внепечной обработке перед транспортировкой на разливку.Pilot testing of the composition for thermal insulation of the molten metal, the composition of which is presented in Table 1, was carried out in the conditions of the OM3-Special Steel metallurgical plant during thermal insulation of the surface of liquid steel in a steel pouring ladle during casting of medium-carbon and high-carbon alloyed steel grades from October 17, 2016 on October 20, 2016. Tripoli was used as biochemical material, and coke as carbon-containing material. The mixture was supplied manually after all out-of-furnace processing operations were completed before transportation to the casting.

В рамках испытаний определяли оптимальный удельный расход состава для обеспечения хорошей теплоизоляции жидкой стали и скорости падения температуры металла не выше 0,20°C/мин (в соответствии с регламентом завода). При использовании стандартной технологии теплоизолирующая смесь не подается на поверхность стали в стальковше, вследствие чего средняя скорость падения температуры металла составляет 0,35-0,40°C/мин и металл перед разливкой существенно перегревают. В период испытаний контроль за изменением температуры жидкой стали в сталеразливочном ковше осуществлялся два раза: перед отдачей на разливку и в конце разливки плавки. Также визуально определяли качество укрытия - долю закрытой поверхности зеркала жидкой стали после отдачи смеси, оценивали состояние смеси после окончания разливки, ее влияние на износ футеровки и образование наростов на футеровке. В таблице 14 указана скорость падения температуры при различном удельном расходе состава для теплоизоляции металла.As part of the tests, the optimal specific consumption of the composition was determined to ensure good thermal insulation of liquid steel and a rate of drop in metal temperature of not higher than 0.20 ° C / min (in accordance with the plant's regulations). Using standard technology, the heat-insulating mixture is not supplied to the steel surface in the steel ladle, as a result of which the average rate of temperature drop of the metal is 0.35-0.40 ° C / min and the metal is significantly overheated before casting. During the test period, control of the temperature change of liquid steel in the steel pouring ladle was carried out two times: before it was returned to casting and at the end of casting. The quality of the shelter was visually determined - the fraction of the closed surface of the liquid steel mirror after the mixture was returned, the state of the mixture after casting was completed, its effect on the wear of the lining and the formation of growths on the lining. Table 14 shows the rate of temperature drop at various specific consumption of the composition for thermal insulation of metal.

Figure 00000014
Figure 00000014

При удельном расходе состава 1,0-1,2 кг/т наблюдалось недостаточное закрытие зеркала металла в сталеразливочном ковше, было заметно свечение металла у стенок сталеразливочного ковша. Средняя скорость падения температуры металла при таком удельном расходе превышала целевое значение. При удельном расходе 1,4 кг/т состав для теплоизоляции расплава металла полностью закрывал зеркало металла и скорость падения температуры металла была ниже целевой величины. При удельном расходе 1,6 кг/т опытный состав для теплоизоляции расплава металла обеспечивает еще более лучшее утепление металла. Таким образом, при использовании предлагаемого состава для теплоизоляции расплава металла, представляется возможным работа с существенно меньшим перегревом над температурой ликвидус, что способствует получению лучшей макроструктуры слитка, снижению затрат на подогрев стали, меньшему износу футеровки и меньшему времени внепечной обработки.With a specific consumption of the composition of 1.0-1.2 kg / t, insufficient closure of the metal mirror in the steel pouring ladle was observed, there was a noticeable glow of metal at the walls of the steel pouring ladle. The average rate of decrease in metal temperature at this specific flow rate exceeded the target value. At a specific consumption of 1.4 kg / t, the composition for thermal insulation of the molten metal completely covered the metal mirror and the rate of decrease in the temperature of the metal was lower than the target value. With a specific consumption of 1.6 kg / t, the experimental composition for thermal insulation of the molten metal provides even better insulation of the metal. Thus, when using the proposed composition for thermal insulation of a molten metal, it is possible to work with significantly less overheating over the liquidus temperature, which helps to obtain a better macrostructure of the ingot, reduce the cost of heating the steel, less wear on the lining and less time after furnace treatment.

Слив шлака с остатками состава для теплоизоляции расплава металла после окончания разливки проходил без осложнений. Было заметно, что преимущественно состав оставался в нерасплавленном состоянии. Визуальный осмотр ковша после слива шлака показал отсутствие наростов на футеровке ковша, износ рабочего слоя футеровки находился на том же уровне, что и без использования состава.The discharge of slag with the remnants of the composition for thermal insulation of the molten metal after casting was completed without complications. It was noticeable that mainly the composition remained in an unmelted state. A visual inspection of the bucket after slag discharge showed that there were no growths on the ladle lining, the wear of the working layer of the lining was at the same level as without the use of the composition.

Пример 4 (см. таблицу 4)Example 4 (see table 4)

Опытно-промышленное опробование состава для теплоизоляции расплава металла, состав которого представлен в таблице 4, проводили при теплоизоляции поверхности жидкой стали в сталеразливочном ковше емкостью 100 тонн при разливке высокоуглеродистых (кордовых) марок стали в период с 06.07.2016 г. по 08.07.2016 г. В качестве углеродсодержащего материала использовали кокс в минимальном количестве, а в качестве биохимического - диатомит. Подачу смеси осуществляли вручную после завершения всех операций по внепечной обработке перед транспортировкой на разливку.Pilot testing of the composition for thermal insulation of the molten metal, the composition of which is presented in Table 4, was carried out during thermal insulation of the surface of liquid steel in a steel-pouring ladle with a capacity of 100 tons when casting high-carbon (cord) steel grades during the period from July 6, 2016 to July 8, 2016 A minimum amount of coke was used as a carbon-containing material, and diatomite was used as a biochemical material. The mixture was supplied manually after all out-of-furnace processing operations were completed before transportation to the casting.

В рамках испытаний определяли оптимальный удельный расход состава для обеспечения удовлетворительной теплоизоляции жидкой стали. При использовании серийной смеси с удельным расходом 1,6 кг/т в среднем обеспечивается падение температуры стали 0,19°C в минуту, что гарантирует стабильность процесса разливки и получение качественной непрерывно литой заготовки. Контроль за изменением температуры жидкой стали осуществляется однократно в стальковше перед отдачей на разливку и два раза в промежуточном ковше в течение разливки плавки. Также визуально определяли качество укрытия - долю закрытой поверхности зеркала жидкой стали после отдачи смеси. В таблице 15 указана скорость падения температуры при различном удельном расходе состава для теплоизоляции металла. Для обеспечения равных условий сравнения в промежуточном ковше во время опытных плавок применялась та же теплоизолирующая смесь (на основе золы рисовой шелухи), что и при обычных условиях.As part of the tests, the optimal specific consumption of the composition was determined to ensure satisfactory thermal insulation of liquid steel. When using a serial mixture with a specific consumption of 1.6 kg / t, an average drop in steel temperature of 0.19 ° C per minute is ensured, which guarantees the stability of the casting process and the production of high-quality continuously cast billets. The change in temperature of liquid steel is monitored once in the steel ladle before being cast and twice in the intermediate ladle during casting. Also, the quality of the shelter was visually determined - the fraction of the closed surface of the liquid steel mirror after the mixture was recoiled. Table 15 shows the rate of temperature drop at different specific consumption of the composition for thermal insulation of metal. To ensure equal conditions of comparison in the intermediate ladle during the experimental melts, the same heat-insulating mixture (based on rice husk ash) was used as under ordinary conditions.

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

При удельном расходе состава 1,2 кг/т наблюдалось недостаточное закрытие зеркала металла в сталеразливочном ковше (90-100%), было заметно свечение металла у стенок сталеразливочного ковша. Средняя скорость падения температуры металла была выше, чем при использовании стандартной смеси. Но уже при удельном расходе 1,4 кг/т состав для теплоизоляции расплава металла почти полностью закрывал зеркало металла и скорость падения температуры металла была ниже контрольной величины. При одинаковых удельных расходах (1,6 кг/т) опытный состав для теплоизоляции расплава металла обеспечивает лучшее утепление металла на 0,03°C/мин, что эквивалентно 1,8°C за среднее время разливки одной плавки 60 мин. Таким образом, при использовании предлагаемого состава для теплоизоляции расплава металла, представляется возможным работа с меньшим перегревом над температурой ликвидус, что способствует получению лучшей макроструктуры слитка, снижению затрат на подогрев стали, меньшему износу футеровки и меньшему времени внепечной обработки.With a specific consumption of 1.2 kg / t, there was insufficient closure of the metal mirror in the steel pouring ladle (90-100%), there was a noticeable glow of metal at the walls of the steel pouring ladle. The average rate of drop in metal temperature was higher than when using a standard mixture. But even with a specific consumption of 1.4 kg / t, the composition for thermal insulation of the molten metal almost completely covered the metal mirror and the rate of decrease in the temperature of the metal was lower than the control value. At the same specific costs (1.6 kg / t), the experimental composition for thermal insulation of the molten metal provides the best thermal insulation of the metal by 0.03 ° C / min, which is equivalent to 1.8 ° C for an average casting time of one melt of 60 minutes. Thus, when using the proposed composition for thermal insulation of a molten metal, it seems possible to work with less overheating over the liquidus temperature, which contributes to obtaining a better macrostructure of the ingot, reducing the cost of heating the steel, less wear of the lining and less time after furnace treatment.

Соблюдение норм безопасности:Compliance with safety standards:

При создании состава для теплоизоляции расплава металла были учтены «Правила безопасности и производственной санитарии в промышленности строительных материалов» и санитарными нормами и правилами СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1» и СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2».When creating the composition for thermal insulation of the molten metal, the “Safety and industrial sanitation rules in the building materials industry” and sanitary standards and SNiP 12-03-99 “Labor safety in construction. Part 1 "and SNiP 12-04-2002" Labor safety in construction. Part 2".

Состав для теплоизоляции расплава металла по степени воздействия на живые организмы не является токсичным материалом.Composition for thermal insulation of a molten metal by the degree of impact on living organisms is not a toxic material.

Состав для теплоизоляции расплава металла при воздействии температуры не выделяет в окружающую среду токсических веществ.Composition for thermal insulation of molten metal when exposed to temperature does not emit toxic substances into the environment.

Состав для теплоизоляции расплава металла относится к группе негорючих огнестойких материалов.Composition for thermal insulation of molten metal belongs to the group of non-combustible fire-resistant materials.

Состав для теплоизоляции расплава металла не обладает способностью образовывать токсичные соединения в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ или факторов при температуре окружающей среды.The composition for thermal insulation of a molten metal does not have the ability to form toxic compounds in air and waste water in the presence of other substances or factors at ambient temperature.

Состав для теплоизоляции расплава металла является радиационно безопасным материалом. Удельная эффективная радиоактивность естественных радионуклидов водной вытяжки состава для теплоизоляции расплава металла (Аэфф) соответствует СП 2.6.1.758 (НРБ-99).The composition for thermal insulation of the molten metal is a radiation-safe material. The specific effective radioactivity of the natural radionuclides of the aqueous extract of the composition for thermal insulation of the molten metal (A eff ) corresponds to SP 2.6.1.758 (NRB-99).

Испытания были проведены с учетом СП 1.1.1058 «Организация и проведение производственного контроля за соблюдением санитарных правил и выполнением санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий».The tests were carried out taking into account SP 1.1.1058 “Organization and conduct of industrial control over compliance with sanitary rules and the implementation of sanitary and anti-epidemic (preventive) measures”.

При разработке состава были учтены следующие санитарные нормы и санитарные правила:When developing the composition, the following sanitary norms and sanitary rules were taken into account:

- СанПин 2.2.4.548 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»;- SanPin 2.2.4.548 "Hygienic requirements for the microclimate of industrial premises";

- СанПиН 2.2.3.1385 «Гигиенические требования к предприятиям производства строительных материалов»;- SanPiN 2.2.3.1385 "Hygienic requirements for enterprises producing construction materials";

- ГН 2.2.5.1313 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны»;- GN 2.2.5.1313 "Maximum permissible concentrations of harmful substances in the air of the working area";

- СП 2.2.2.1327 «Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту»;- SP 2.2.2.1327 "Hygienic requirements for the organization of technological processes, production equipment and working tools";

- СН 2.2.4/2.1.8.562 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».- SN 2.2.4 / 2.1.8.562 “Noise at workplaces, in premises of residential, public buildings and in residential areas”.

Состав для теплоизоляции расплава металла при нормальных условиях стабилен, химически неактивен, устойчив к воздействию внешней среды и окислению.The composition for thermal insulation of the molten metal under normal conditions is stable, chemically inactive, resistant to environmental influences and oxidation.

Состав для теплоизоляции расплава металла при использовании, транспортировании, хранении и утилизации не представляет опасности для окружающей среды.Composition for thermal insulation of molten metal during use, transportation, storage and disposal is not harmful to the environment.

Образующиеся при производстве состава для теплоизоляции расплава металла твердые отходы нетоксичны и не требуют специального обезвреживания перед вывозом на полигоны промышленных отходов.The solid waste generated during the production of the composition for thermal insulation of the molten metal is non-toxic and does not require special neutralization before exporting industrial waste to landfills.

Методы контроля состава для теплоизоляции расплава металлаComposition control methods for thermal insulation of molten metal

При проведении испытаний применяют дистиллированную воду по ГОСТ 6709 и воду питьевую, соответствующую СанПиН 2.1.4.1074.During the tests, distilled water according to GOST 6709 and drinking water corresponding to SanPiN 2.1.4.1074 are used.

Подготовка лабораторных проб производилась по ГОСТ 26565 и в соответствии с нормативной документацией на зернистые материалы.Preparation of laboratory samples was carried out in accordance with GOST 26565 and in accordance with the regulatory documentation for granular materials.

Подготовка к анализам в соответствии с требованиями ГОСТ 27025 в части измерений массы, объема, температуры и точности измерений.Preparation for analysis in accordance with the requirements of GOST 27025 in terms of measurements of mass, volume, temperature and accuracy of measurements.

Исследование заявляемого состава для теплоизоляции расплава металла. Отбор проб:The study of the claimed composition for thermal insulation of molten metal. Sample selection:

Пробы состава для теплоизоляции расплава металла отбирали механизированным или ручным способом. Масса каждой точечной пробы была не менее 0,1 кг.Samples of the composition for thermal insulation of the molten metal were taken mechanically or manually. The mass of each spot sample was at least 0.1 kg.

Все отобранные пробы объединяли и тщательно перемешивали. Масса объединенной пробы для проведения приемо-сдаточных испытаний была не менее 1 кг. Пробы усредняли методом «кольца» и «конуса» и сокращали методом квартования или с помощью делителя проб.All samples were pooled and mixed thoroughly. The mass of the combined sample for acceptance tests was at least 1 kg. Samples were averaged by the “ring” and “cone” method and reduced by the quartering method or by using a sample divider.

Определение цвета и вида производили органолептически: 100 г продукта помещали на белый лист бумаги и рассматривали при достаточном освещении.The determination of color and type was carried out organoleptically: 100 g of the product was placed on a white sheet of paper and examined in sufficient light.

Определение размера частиц и содержания частиц основного размера производили по ГОСТ 16187.The determination of particle size and particle content of the main size was performed according to GOST 16187.

Определение прочности гранул производили по ГОСТ 9758-86.Determination of the strength of the granules was performed according to GOST 9758-86.

Содержание частиц основного размера по массе, проход через сетку №5, проход через сетку №01 определяли по ГОСТ 16187.The content of particles of the main size by weight, passage through mesh No. 5, passage through mesh No. 01 was determined according to GOST 16187.

Насыпную плотность определяли по ГОСТ 9758.Bulk density was determined according to GOST 9758.

Влажность определяли по ГОСТ 12597 или на анализаторах влажности в соответствии с аттестованной в установленном порядке методикой измерения. Допускается определение влажности по ГОСТ 211119.1.Humidity was determined in accordance with GOST 12597 or on moisture analyzers in accordance with a measurement procedure certified in the established manner. Moisture determination in accordance with GOST 211119.1 is allowed.

Определение потери массы при прокаливании производили по ГОСТ 27800.Determination of mass loss during calcination was performed according to GOST 27800.

Определение содержания оксидов производили по ГОСТ 2642.3, ГОСТ 2642.4, ГОСТ 2642.5 соответственно или спектральными методами анализа в соответствии с аттестованной в установленном порядке методикой измерения.The content of oxides was determined in accordance with GOST 2642.3, GOST 2642.4, GOST 2642.5, respectively, or by spectral analysis methods in accordance with a measurement procedure certified in the established manner.

Определение содержания общего углерода определяли по DIN EN ISO 12677 или ГОСТ 2642.0 и ГОСТ 2642.15.The determination of total carbon content was determined according to DIN EN ISO 12677 or GOST 2642.0 and GOST 2642.15.

Определение температуры плавления производили методом синхронного термического анализа по DIN 51006.The melting point was determined by the method of synchronous thermal analysis according to DIN 51006.

Основа действия состава для теплоизоляции расплава металла заключается в высокой теплоизолирующей способности при значительной инертности при взаимодействии предлагаемого состава с расплавом и футеровкой.The basis of the action of the composition for thermal insulation of the molten metal is a high heat-insulating ability with significant inertness in the interaction of the proposed composition with the melt and the lining.

Одновременно предлагаемый состав позволит решить проблемы ресурсосбережения на металлургических предприятиях.At the same time, the proposed composition will solve the problems of resource conservation at metallurgical enterprises.

Преимущества состава для теплоизоляции расплава металла:The advantages of the composition for thermal insulation of molten metal:

- практически полностью исключает потери тепла с поверхности расплава;- almost completely eliminates heat loss from the surface of the melt;

- не отбирает тепло от расплава при отдаче на его поверхность;- does not take away heat from the melt when it is released to its surface;

- обеспечивает полную изоляцию поверхности жидкого расплава от влияния атмосферы;- provides complete isolation of the surface of the liquid melt from the influence of the atmosphere;

- обеспечивает снижение энергозатрат вследствие снижения температуры отдачи металла в стальковш со сталеплавильного агрегата;- provides a reduction in energy consumption due to a decrease in the temperature of the metal to the steel ladle from the steelmaking unit;

- обеспечивает постоянную скорость вытягивания непрерывного слитка на МНЛЗ;- provides a constant drawing speed of the continuous ingot on the continuous casting machine;

- исключает образование настылей в сталеразливочном ковше;- eliminates the formation of accretions in the steel pouring ladle;

- позволяет оптимизировать оборот сталеразливочных ковшей;- allows you to optimize the turnover of steel casting ladles;

- способствует увеличению выхода годного металла;- helps to increase the yield of metal;

- экологически безопасен;- environmentally friendly;

- удобен для применения в технологических процессах из-за широкого спектра расфасовки;- convenient for use in technological processes due to the wide range of packaging;

- имеет конкурентную цену.- has a competitive price.

Все приведенные примеры подтверждают выполнение поставленной задачи, а именно, создание эффективного состава для теплоизоляции расплава металла с низкой насыпной плотностью, не снижающего качество отливаемых заготовок.All these examples confirm the fulfillment of the task, namely, the creation of an effective composition for thermal insulation of a molten metal with a low bulk density, which does not reduce the quality of cast billets.

Промышленная применимость доказана примерами 1, 2, 3, 4.Industrial applicability is proved by examples 1, 2, 3, 4.

Claims (3)

1. Состав для теплоизоляции расплава металла, содержащий кремнеземсодержащий и углеродсодержащий материалы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит биохимический материал, выбранный из группы, включающей диатомит, опоку или трепел, причем в качестве кремнеземсодержащего материала используют микрокремнезем, а в качестве углеродсодержащего материала используют ультрадисперсный углеродсодержащий материал, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Composition for thermal insulation of a molten metal containing silica-containing and carbon-containing materials, characterized in that it further comprises a biochemical material selected from the group consisting of diatomite, flask or tripoli, with silica-containing material using silica fume, and ultrafine as the carbon-containing material carbon-containing material, in the following ratio of components, wt.%: биохимический материалbiochemical material 60,0-97,060.0-97.0 углеродсодержащий материалcarbon material 1,0-20,01,0-20,0 кремнеземсодержащий материалsilica-containing material 2,0-20,02.0-20.0
2. Способ изготовления состава для теплоизоляции расплава металла, включающий измельчение в дробилке и в мельнице биохимического материала, выбранного из группы, включающей диатомит, опоку или трепел, его гранулирование в смесителе-грануляторе, сушку при температуре 150-400°С, обжиг при температуре 700-1100°С, охлаждение до температуры окружающей среды, смешивание с заранее приготовленной в смесителе смесью микрокремнезема и ультрадисперсного углеродсодержащего материала с образованием на крошке биохимического материала покрытия из смеси микрокремнезема и ультрадисперсного углеродсодержащего материала и классифицирование по фракциям.2. A method of manufacturing a composition for thermal insulation of a molten metal, including grinding in a crusher and mill a biochemical material selected from the group comprising diatomite, flask or tripoli, granulating it in a mixer-granulator, drying at a temperature of 150-400 ° C, firing at a temperature 700-1100 ° С, cooling to ambient temperature, mixing with a mixture of silica fume and ultrafine carbon-containing material pre-prepared in the mixer with the formation on the crumb of a biochemical coating material from a mixture of m silica fume and ultrafine carbon-containing material and classification by fractions.
RU2017118716A 2017-05-30 2017-05-30 Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method RU2661981C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118716A RU2661981C1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118716A RU2661981C1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661981C1 true RU2661981C1 (en) 2018-07-23

Family

ID=62981523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118716A RU2661981C1 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661981C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU692685A1 (en) * 1977-08-30 1979-10-25 Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср Heat-insulating composition for heating top discards
JPH0241746A (en) * 1988-07-30 1990-02-09 N T C:Kk Heat insulating material for molten metal and manufacture thereof
US5263534A (en) * 1990-11-30 1993-11-23 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Exothermic type mold additives for continuous casting
UA15382A (en) * 1995-12-28 1997-06-30 Інститут Проблем Лиття Ан України Heat-insulating Mixture for steel teeming and heat insulation of deadheads
RU2086344C1 (en) * 1992-10-08 1997-08-10 Инновационная фирма ПТ Mixture for manufacture of heat-insulating inserts and method of mixture preparation
RU2175279C2 (en) * 1999-12-23 2001-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Корад" Heat-insulating mixture for continuous casting of steel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU692685A1 (en) * 1977-08-30 1979-10-25 Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср Heat-insulating composition for heating top discards
JPH0241746A (en) * 1988-07-30 1990-02-09 N T C:Kk Heat insulating material for molten metal and manufacture thereof
US5263534A (en) * 1990-11-30 1993-11-23 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Exothermic type mold additives for continuous casting
RU2086344C1 (en) * 1992-10-08 1997-08-10 Инновационная фирма ПТ Mixture for manufacture of heat-insulating inserts and method of mixture preparation
UA15382A (en) * 1995-12-28 1997-06-30 Інститут Проблем Лиття Ан України Heat-insulating Mixture for steel teeming and heat insulation of deadheads
RU2175279C2 (en) * 1999-12-23 2001-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Корад" Heat-insulating mixture for continuous casting of steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2548845C2 (en) Porous clinker containing magnesium oxide, method for its obtaining and its use as flux for processing of metal-containing slags
RU2175279C2 (en) Heat-insulating mixture for continuous casting of steel
RU2661981C1 (en) Metal melt thermal insulation composition and the composition manufacturing method
JPS6037250A (en) Mold additive for continuous casting of steel
CN109735733A (en) A kind of method that beryllium alumin(i)um alloy refines specific complex deslagging agent and preparation method and slagging-off
Tiekink et al. Calcium: Toy, tool or trouble
GB2039536A (en) Desulphurising molten metals
RU2582417C1 (en) Slag-forming mixture for continuous steel casting
RU2289493C1 (en) Heat insulation mixture
RU2682515C1 (en) Flux for steel mechanized welding and surfacing
RU2600605C1 (en) Slag forming mixture for protection of metal in intermediate and steel teeming ladles
RU2430809C1 (en) Slag-forming mixture for continuous rail steel casting
NO126153B (en)
SU1761378A1 (en) Slag-forming material for continuous casting of aluminium- containing steels
RU2170155C1 (en) Composition of burning-proof coating for casting molds and cores
RU2533894C1 (en) Method of steel processing in intermediate ladle
RU2369463C1 (en) Heat insulating mixture
Asenjo et al. Microstructure investigation of small-section nodular iron castings with chunky graphite
Dobrescu et al. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PENTRU TESTAREA COMPORTĂRII ÎN CONDIȚII INDUSTRIALE A PULBERILOR DE ACOPERIRE CENOTERM FOLOSITE LA TURNAREA CONTINUĂ A OȚELULUI
CN101555539B (en) Al-Ca-Fe complex deoxidizer and preparation method thereof
SU1129261A1 (en) Flux for smelting berrilium bronze
Buľko et al. The Influence of Slag on Degradation of Tundish Working Lining
RU2243270C1 (en) Composition of slag-making briquette for steel ladle-to-mold casting
JP7510256B2 (en) Base material used in the manufacture of steelmaking flux, steelmaking flux and its manufacturing method
RU2133181C1 (en) Hardfacing flux

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181213

Effective date: 20181213