RU2308352C2 - Liquid metal heat insulation method - Google Patents
Liquid metal heat insulation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308352C2 RU2308352C2 RU2005127189/02A RU2005127189A RU2308352C2 RU 2308352 C2 RU2308352 C2 RU 2308352C2 RU 2005127189/02 A RU2005127189/02 A RU 2005127189/02A RU 2005127189 A RU2005127189 A RU 2005127189A RU 2308352 C2 RU2308352 C2 RU 2308352C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- mixture
- heat
- liquid metal
- insulating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 title claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 9
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 19
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 3
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 5
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам смесей, используемых для теплоизоляции жидкого металла без шлака, например, в сталеразливочном ковше при разливке металла в изложницы.The invention relates to metallurgy, and in particular to compositions of mixtures used for thermal insulation of liquid metal without slag, for example, in a steel pouring ladle when casting metal into molds.
Известна теплоизолирующая смесь для защиты зеркала металла в сталеразливочном ковше (см. а.с. СССР №1516221, МКИ: B22D 7/10, опубл. 23.10.89 г., "Смесь для утепления металла"), содержащая минерал вермикулит не вспученный и золу ТЭЦ. Теплоизолирующая смесь такого состава имеет высокие плотность 400 кг/м3 и теплопроводность 0,3 Вт/м, вследствие чего не обеспечивает необходимую теплоизоляцию зеркала металла и не исключает потерь металла со скрапом. При использовании этой смеси образуется много пыли из-за наличия в ней мелких фракций золы, что ухудшает санитарные условия производства.A heat-insulating mixture is known for protecting a metal mirror in a steel pouring ladle (see USSR AS No. 1516221, MKI:
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ теплоизоляции жидкого металла, в частности, утепления прибыльной части слитка (см. а.с. СССР №528999, МКИ B22D 27/04, опубл. 25.09.76 г., "Теплоизолирующая смесь для разливки металла"), выбранный заявителем в качестве прототипа.Closest to the proposed method is a method of thermal insulation of liquid metal, in particular, warming the profitable part of the ingot (see AS USSR No. 528999, MKI B22D 27/04, publ. 25.09.76, "Insulating mixture for casting metal" ) selected by the applicant as a prototype.
Согласно известного способа, обожженный измельченный вермикулит смешивают с просушенными опилками и расфасовывают, например, в бумажные пакеты, из расчета 1-4 кг/т стали. При разливке сифоном смесь перед разливкой опускают на дно изложницы. Активное выделение летучих составляющих обеспечивает дутье, которое отбрасывает частички вермикулита в зоне соприкосновения жидкого металла со стенкой изложницы, предупреждая их заворот. После наполнения прибыли для слитков среднего и большего веса вводится утеплительная смесь, сухой песок, керамзит.According to a known method, the calcined crushed vermiculite is mixed with dried sawdust and packaged, for example, in paper bags, at the rate of 1-4 kg / t of steel. When casting a siphon, the mixture is lowered to the bottom of the mold before casting. The active release of volatile constituents provides a blast that discards particles of vermiculite in the zone of contact of the liquid metal with the mold wall, preventing their inversion. After filling the profit for medium and higher weight ingots, an insulating mixture, dry sand, expanded clay is introduced.
В известном способе древесный опил, включенный в состав теплоизолирующей смеси, выполняет роль смазки стенок изложницы, так как при быстром сгорании под действием высоких температур жидкого металла он быстро переходит в золу, обеспечивая необходимое качество поверхности слитка.In the known method, wood sawdust included in the composition of the insulating mixture, acts as a lubricant to the walls of the mold, because when it is quickly burned under the influence of high temperatures of the liquid metal, it quickly passes into ash, providing the necessary surface quality of the ingot.
Недостаток этого способа состоит в том, что древесный опил быстро сгорает, так как горение поддерживается поступлением кислорода из воздуха и высокой температурой жидкого металла в изложнице. Под действием высокой температуры жидкого металла и учитывая, что идет активное дутье внутри изложницы, которое отбрасывает частицы вермикулита от стенок изложницы, происходит его плавление. В известном способе древесный опил быстро сгорает до образования золы и не обеспечивает поступление тепла к верхней части слитка во второй половине периода кристаллизации слитка.The disadvantage of this method is that wood sawdust burns out quickly, since combustion is supported by the supply of oxygen from the air and the high temperature of the molten metal in the mold. Under the influence of the high temperature of the liquid metal and considering that there is an active blast inside the mold, which discards vermiculite particles from the walls of the mold, it melts. In the known method, wood sawdust quickly burns to ash and does not provide heat to the upper part of the ingot in the second half of the crystallization period of the ingot.
Кроме того, за счет плавления вермикулита снижается теплоизоляция смеси, а это приводит к потерям тепла металлом и к появлению большой усадочной раковины на торцевой части слитка.In addition, due to the melting of vermiculite, the thermal insulation of the mixture is reduced, and this leads to heat loss by the metal and to the appearance of a large shrink shell on the end of the ingot.
Наиболее близким к предлагаемому термостату - сталеразливочному ковшу, предназначенному для осуществления предлагаемого способа, является устройство для утепления верхней части стального слитка, содержащее емкость с жидким металлом, например, изложницу, и теплоизолирующую крышку (см. патент RU 2027539, МКИ B22D 7/00, опубл. 27.01 1995 г., "Способ утепления верхней части стального слитка"), выбранное заявителем в качестве прототипа.Closest to the proposed thermostat - a steel pouring ladle designed to implement the proposed method, is a device for warming the upper part of a steel ingot containing a container with liquid metal, for example, a mold, and a heat-insulating lid (see patent RU 2027539, MKI
В известном устройстве для утепления верхней части стального слитка теплоизолирующая крышка выполнена, например, из каолина с тонкой металлической оболочкой. Изложницу с прибыльной надставкой или теплоизоляционными вкладышами после наполнения металлом закрывают крышкой до конца затвердевания слитка. Спустя 1/3-2/3 полного времени затвердевания слитка крышку на короткое время приоткрывают и в изложницу засыпают компоненты экзотермической смеси. Сначала засыпают слой компонента, который при нагревании разлагается с выделением кислорода, затем слой компонента, при взаимодействии которого с кислородом выделяется тепло. Сразу после этого изложницу снова накрывают крышкой и выдерживают так до конца затвердевания слитка.In a known device for warming the upper part of a steel ingot, the heat-insulating cover is made, for example, of kaolin with a thin metal shell. A mold with a profitable extension or heat-insulating inserts after filling with metal is closed with a lid until the ingot solidifies. After 1 / 3-2 / 3 of the total solidification time of the ingot, the lid is opened for a short time and the components of the exothermic mixture are poured into the mold. First, the component layer, which decomposes when heated with oxygen evolution, is filled up, then the component layer, during the interaction of which with the heat, is released. Immediately after this, the mold is again covered with a lid and held until the ingot solidifies.
Недостатком устройства для утепления верхней части стального слитка является сложность конструкции и трудоемкость утепления верхней части стального слитка. Сложность конструкции заключается в том, что теплоизоляционный вкладыш, вставляемый в изложницу, изготавливается из мягкого теплоизоляционного материала, следовательно, при его изготовлении трудно обеспечить ровную торцевую поверхность, соприкасающуюся с теплоизоляционной крышкой. Теплоизоляционная крышка так же изготавливается из теплоизоляционного материала, и обеспечить ровную плоскость соприкосновения с теплоизоляционным вкладышем трудно. Из вышеизложенного следует, что при установке крышки на теплоизоляционный вкладыш будут большие зазоры, через которые будет излучаться тепло от металла. Следовательно, крышка не обеспечит необходимую теплоизоляцию металла.The disadvantage of the device for warming the upper part of the steel ingot is the complexity of the design and the complexity of the insulation of the upper part of the steel ingot. The complexity of the design lies in the fact that the heat-insulating insert inserted into the mold is made of soft heat-insulating material, therefore, it is difficult to produce a flat end surface in contact with the heat-insulating lid. The heat-insulating cover is also made of heat-insulating material, and it is difficult to ensure an even plane of contact with the heat-insulating liner. From the above it follows that when the cover is installed on the heat-insulating liner there will be large gaps through which heat from the metal will be radiated. Therefore, the cover will not provide the necessary thermal insulation of the metal.
Другим недостатком является повышение трудоемкости и требований по обеспечению техники безопасности при установке крышки, так как при высокой температуре металла в изложнице необходимо на расстоянии 2-3 метра три раза производить ее закрытие и открывание. Поэтому требуются специальные манипуляторы, в том числе и специальные бункеры для засыпки компонентов экзотермической смеси.Another disadvantage is the increased complexity and requirements for ensuring safety when installing the cover, since at high metal temperature in the mold, it is necessary to close and open it three to three times at a distance of 2-3 meters. Therefore, special manipulators are required, including special bunkers for filling the components of the exothermic mixture.
Недостатком также является увеличение потерь тепла металла из-за того, что крышка изготовлена из каолина, т.е. глины, имеющей большую теплопроводность по сравнению с предлагаемой теплоизоляционной смесью, и, как следствие, возможность образования дефектов на поверхности слитков.The disadvantage is the increase in heat loss of the metal due to the fact that the cover is made of kaolin, i.e. clay, which has greater thermal conductivity compared to the proposed heat-insulating mixture, and, as a consequence, the possibility of formation of defects on the surface of the ingots.
Техническим результатом заявляемых решений является устранение указанных недостатков прототипов, а именно: снижение потерь тепла металла при его выдержке в ковше, исключение образования "холодного металла" на дне сталеразливочного ковша и в сталеразливочном стакане, повышение качества поверхности слитка, получаемых при разливке металла в изложницы, за счет поддержания в необходимых пределах заданной температуры металла.The technical result of the proposed solutions is to eliminate the indicated disadvantages of the prototypes, namely: reducing the heat loss of the metal when it is aged in the ladle, eliminating the formation of "cold metal" at the bottom of the steel ladle and in the steel teeming cup, improving the surface quality of the ingot obtained by casting metal into molds, by maintaining the required temperature of the metal within the required limits.
Технический результат изобретений направлен на устранение указанных недостатков прототипов и достигается следующими решениями, объединенными общим изобретательским замыслом.The technical result of the inventions is aimed at eliminating these disadvantages of the prototypes and is achieved by the following solutions, united by a common inventive concept.
В способе теплоизоляции жидкого металла, включающем подачу в емкость с жидким металлом теплоизолирующей смеси, содержащей 60-70% по объему вспученного вермикулита и 30-40% по объему древесного опила, и создание в емкости атмосферы с недостатком кислорода, согласно первого изобретения, смесь, состоящую из фракций 0,6-2,5 мм вспученного вермикулита или вспученного перлита и фракций 0,5-5,0 мм древесного опила, помещают на поверхность металла в сталеразливочном ковше, путем подачи контейнера со смесью к зеркалу металла при температуре 1550-1600°С, высоту слоя рассыпанной после расплавления дна контейнера смеси задают равной:In a method for thermal insulation of a liquid metal, comprising supplying to a container with a liquid metal a heat-insulating mixture containing 60-70% by volume of expanded vermiculite and 30-40% by volume of wood sawdust, and creating an atmosphere with a lack of oxygen in the vessel, according to the first invention, the mixture consisting of fractions of 0.6-2.5 mm expanded vermiculite or expanded perlite and fractions of 0.5-5.0 mm wood sawdust, placed on a metal surface in a steel pouring ladle by feeding the container with the mixture to the metal mirror at a temperature of 1550-1600 ° C, height Loy spilled mixture after melting the bottom of the container is set to be:
h=(0.045-0.050) Н, где:h = (0.045-0.050) N, where:
h - высота слоя смеси;h is the height of the mixture layer;
Н - высота жидкого металла в емкости,N - the height of the liquid metal in the tank,
верхнюю часть емкости ковша закрывают крышкой, соприкасающейся с краями емкости и не касающейся смеси, защищая слой металла и смеси от доступа кислорода до образования на поверхности металла теплоизолирующего порошка, зерна которого содержат ядра вспученного вермикулита или вспученного перлита, покрытые оболочками сажистого углерода, образованного из древесных опил под действием высокой температуры в атмосфере с недостатком кислорода.the upper part of the bucket capacity is closed with a lid that contacts the edges of the container and does not touch the mixture, protecting the metal and mixture layers from oxygen access until a thermally insulating powder is formed on the metal surface, grains of which contain expanded vermiculite or expanded perlite cores coated with soot carbon shells formed from wood sawdust under the influence of high temperature in an atmosphere with a lack of oxygen.
Теплоизолирующую смесь помещают на поверхность металла в полипропиленовом контейнере.The heat-insulating mixture is placed on the surface of the metal in a polypropylene container.
Атмосферу с недостатком кислорода поддерживают в течение 5-10 минут.An oxygen-deficient atmosphere is maintained for 5-10 minutes.
Высота жидкого металла в емкости может быть равна диаметру сталеразливочного ковша.The height of the molten metal in the tank may be equal to the diameter of the steel pouring ladle.
Полученный теплоизолирующий порошок выдерживают на поверхности металла до окончания разливки его в изложницы.The obtained insulating powder is kept on the surface of the metal until it is cast into the molds.
В термостате - сталеразливочном ковше, содержащем емкость с жидким металлом, на поверхности которого помещена теплоизолирующая смесь, емкость снабжена теплоизолирующей крышкой, согласно второго изобретения, между крышкой, соприкасающейся с краями емкости и не касающейся смеси, содержится защитная атмосфера с недостатком кислорода, смесь содержит теплоизолирующий порошок, зерна которого состоят из ядер вспученного вермикулита или вспученного перлита, покрытого оболочками сажистого углерода, а высота слоя порошка равна:In a thermostat - a steel-pouring ladle containing a container with liquid metal, on the surface of which a heat-insulating mixture is placed, the tank is equipped with a heat-insulating lid, according to the second invention, between the lid in contact with the edges of the tank and not touching the mixture, there is a protective atmosphere with a lack of oxygen, the mixture contains heat-insulating a powder whose grains consist of expanded vermiculite or expanded perlite nuclei coated with soot carbon shells, and the height of the powder layer is:
h=(0,040-0,045)Н, где:h = (0,040-0,045) N, where:
h - высота слоя порошка;h is the height of the powder layer;
Н - высота жидкого металла в емкости.H is the height of the molten metal in the tank.
Гранулометрический состав теплоизолирующей смеси следующий:The granulometric composition of the insulating mixture is as follows:
- фракция более 0,6 мм, т.е. 0,6-2,5 мм, составляет 90%, фракция менее 0,6 мм и от 2,5 до 5 мм составляет 10% от объема вспученного вермикулита или вспученного перлита, взятого в пределах 60-70% от общего объема смеси;- fraction greater than 0.6 mm, i.e. 0.6-2.5 mm, is 90%, the fraction is less than 0.6 mm and 2.5 to 5 mm is 10% of the volume of expanded vermiculite or expanded perlite, taken within 60-70% of the total volume of the mixture;
- фракция 0,5-5,0 мм составляет 100% от массы древесного опила, взятой в пределах 30-40% от общей массы смеси.- the fraction of 0.5-5.0 mm is 100% by weight of sawdust, taken within 30-40% of the total mass of the mixture.
Подача теплоизолирующей смеси на поверхность жидкого металла в сталеразливочный ковш при температуре 1550-1600°С слоем, высота которого составляет: h=(0,045-0,050)Н, где: h - высота слоя смеси; Н - высота жидкого металла в емкости, и защита слоя смеси от доступа кислорода при закрытой емкости крышкой, не соприкасающейся со смесью, позволяет поддерживать между зеркалом металла и крышкой защитную атмосферу с недостатком кислорода до образования на поверхности металла теплоизолирующего порошка.The supply of the heat-insulating mixture to the surface of the liquid metal in the steel pouring ladle at a temperature of 1550-1600 ° C with a layer whose height is: h = (0.045-0.050) N, where: h is the height of the mixture layer; H is the height of the liquid metal in the vessel, and protecting the mixture layer from oxygen access with the container closed by a lid not in contact with the mixture allows maintaining a protective atmosphere with a lack of oxygen between the metal mirror and the lid until a heat-insulating powder is formed on the metal surface.
Под действием температуры 1550°С и в условиях недостатка кислорода происходит термическое разложение древесных опил с образованием сажистого углерода. Сажистый углерод обволакивает частички вспученного вермикулита/перлита с образованием теплоизолирующего порошка, зерна которого содержат ядра расплавленного вермикулита/перлита, покрытые оболочками сажистого углерода. Образующийся в результате теплоизолирующий порошок снижает насыпную плотность смеси до 160 кг/м3, увеличивает температуру плавления смеси до 1700°С и снижает теплопроводность при 1000°С до 0,16 Вт/м.°C по сравнению с прототипом.Under the influence of a temperature of 1550 ° C and under conditions of oxygen deficiency, thermal decomposition of wood sawdust occurs with the formation of carbon black. Soot carbon encloses particles of expanded vermiculite / perlite to form a heat-insulating powder, the grains of which contain cores of molten vermiculite / perlite coated with soot carbon shells. The resulting insulating powder reduces the bulk density of the mixture to 160 kg / m 3 , increases the melting temperature of the mixture to 1700 ° C and reduces the thermal conductivity at 1000 ° C to 0.16 W / m. ° C in comparison with the prototype.
Фракции вспученного вермикулита/перлита размером 0,6-2,5 мм имеют минимальную теплопроводность, равную 0,045 Вт/м°C. При уменьшении размера фракции, например, менее 0,6 мм или увеличении размера фракции более 2,5 мм теплопроводность смеси увеличивается, что приводит к увеличению потерь тепла металлом.The fractions of expanded vermiculite / perlite with a size of 0.6-2.5 mm have a minimum thermal conductivity of 0.045 W / m ° C. By reducing the size of the fraction, for example, less than 0.6 mm or increasing the size of the fraction of more than 2.5 mm, the thermal conductivity of the mixture increases, which leads to an increase in heat loss by the metal.
Размер фракций древесных опил 0,5-5 мм выбран из следующих соображений. При размере фракции менее 0,5 мм опил быстро сгорает и превращается в основном в золу до закрытия сталеразливочного ковша крышкой, сажистого углерода недостаточно до полного обволакивания вспученного вермикулита/перлита. При размере фракций более 5 мм после сгорания древесного опила сажистый углерод образуется в виде больших частиц, не полностью обволакивающих вспученный вермикулит/перлит, теплоизолирующего порошка образуется гораздо меньше, что снижает температуру плавления и повышает теплопроводность смеси.The size of the fractions of wood sawdust 0.5-5 mm is selected from the following considerations. When the fraction size is less than 0.5 mm, the sawdust quickly burns out and turns mainly into ash until the steel ladle is closed with a lid; carbon black is not enough to completely envelop the expanded vermiculite / perlite. With fractions larger than 5 mm after burning wood sawdust, black carbon is formed in the form of large particles that do not completely envelop the expanded vermiculite / perlite, much less heat-insulating powder is formed, which reduces the melting point and increases the thermal conductivity of the mixture.
Уменьшение содержания древесных опил в смеси менее 30% приводит к тому, что образовавшейся в результате горения и термического разложения сажистый углерод не полностью обволакивает ядра вспученного вермикулита/перлита, образуя неплотную чрезвычайно тонкую оболочку вокруг ядра вспученного вермикулита, снижая температуру плавления и увеличивая теплопроводность смеси.A decrease in the content of wood sawdust in the mixture of less than 30% leads to the fact that soot carbon formed as a result of combustion and thermal decomposition does not completely envelop the core of expanded vermiculite / perlite, forming an extremely loose thin shell around the core of expanded vermiculite, reducing the melting temperature and increasing the thermal conductivity of the mixture.
Увеличение содержания древесных опил в смеси более 40% приводит к утолщению оболочки сажистого углерода вокруг ядра вспученного вермикулита/перлита. Теплопроводность слоя смеси также увеличивается из-за недостатка теплоизоляционной составляющей в смеси, т.е. вспученного вермикулита/перлита.An increase in the content of wood sawdust in a mixture of more than 40% leads to a thickening of the carbon black shell around the core of expanded vermiculite / perlite. The thermal conductivity of the mixture layer also increases due to the lack of a heat-insulating component in the mixture, i.e. expanded vermiculite / perlite.
Высота слоя теплоизолирующего порошка на поверхности жидкого металла: h=(0,045-0,050)Н, где:The height of the layer of insulating powder on the surface of the liquid metal: h = (0,045-0,050) N, where:
h - высота слоя порошка;h is the height of the powder layer;
H - высота жидкого металла в емкости,H is the height of the molten metal in the tank,
выбрана из условий минимальной скорости охлаждения металла в ковше, равной 0,20-0,22°С/мин.selected from the conditions of the minimum metal cooling rate in the bucket, equal to 0.20-0.22 ° C / min.
Выдержка полученного теплоизолирующего порошка на поверхности металла ведется до окончания разливки металла в изложницы и составляет, как правило, 1,3-1,5 часа, и не сопровождается образованием "холодного металла" - скрапа на дне ковша.Exposure of the obtained heat-insulating powder on the metal surface is carried out until the metal is cast into the molds and is usually 1.3-1.5 hours, and is not accompanied by the formation of “cold metal” - scrap on the bottom of the ladle.
Подача теплоизолирующей смеси на поверхность металла в пропиленовом контейнере с последующей выгрузкой через расплавленное его дно позволяет упростить технологию загрузки смеси.The supply of a heat-insulating mixture to the surface of the metal in a propylene container, followed by unloading through its molten bottom, simplifies the technology of loading the mixture.
Защита слоя смеси от доступа кислорода в верхней части ковша с помощью крышки, не соприкасающейся со смесью, позволяет поддерживать в верхней части между зеркалом металла и крышкой атмосферу с недостатком кислорода, которая способствует образованию на поверхности металла теплоизолирующего порошка.Protecting the mixture layer from oxygen access in the upper part of the bucket by means of a lid that is not in contact with the mixture allows maintaining an atmosphere with a lack of oxygen in the upper part between the metal mirror and the lid, which contributes to the formation of a heat-insulating powder on the metal surface.
Поддержание атмосферы с недостатком кислорода в течение 5-10 минут достаточно для завершения процесса образования зерен теплоизолирующего порошка с ядрами расплавленного вермикулита, покрытыми оболочками сажистого углерода, имеющего низкие теплопроводность 0,16 Вт/м.°C и насыпную плотность 160 кг/м3. В таблице представлены характеристики, полученные при испытании предлагаемого способа и способа по прототипу.Maintaining an oxygen-deficient atmosphere for 5-10 minutes is sufficient to complete the formation of grains of insulating powder with molten vermiculite cores coated with soot carbon shells having low thermal conductivity of 0.16 W / m. ° C and bulk density of 160 kg / m 3 . The table shows the characteristics obtained by testing the proposed method and the prototype method.
Наличие между крышкой и поверхностью металла в верхней части емкости термостата - сталеразливочного ковша защитной атмосферы с недостатком кислорода и действия высокой температуры металла позволяет вести процесс сгорания древесного опила с образованием сажистого углерода, который, обволакивая частицы вспученного вермикулита/перлита, образует зерна порошка, ядрами которого является вспученный вермикулит или перлит, а оболочками сажистый углерод.The presence of a protective atmosphere with a lack of oxygen and a high metal temperature between the lid and the metal surface in the upper part of the thermostat’s tank - a steel-pouring ladle allows the process of burning wood sawdust with the formation of soot carbon, which, enveloping particles of expanded vermiculite / perlite, forms powder grains whose cores is expanded vermiculite or perlite, and soot carbon is coated.
Сущность предлагаемых технических решений поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solutions is illustrated by drawings.
На фиг.1 показан продольный разрез термостата - сталеразливочного ковша.Figure 1 shows a longitudinal section of a thermostat - steel pouring ladle.
На фиг.2 показана структурная модель теплоизолирующего порошка, зерна которого содержат ядра вспученного вермикулита/перлита, покрытые оболочками сажистого углерода.Figure 2 shows a structural model of a heat-insulating powder, the grains of which contain kernels of expanded vermiculite / perlite, coated with soot carbon shells.
Заявляемые технические решения состоят в следующем. The claimed technical solutions are as follows.
Способ теплоизоляции жидкого металла включает подачу в емкость термостата - сталеразливочного ковша 1 с жидким металлом 2 теплоизолирующей смеси 3, содержащей 60-70% по объему вспученного вермикулита/перлита и 30-40% по объему древесного опила, и создание в емкости атмосферы 4 с недостатком кислорода. Смесь 3, состоящую из фракций 0,6-2,5 мм вспученных вермикулита или перлита и фракций 0,5-5,0 мм древесного опила, помещают на поверхность металла 2 при температуре 1550-1600°С слоем, равным h=(0,045-0,050)H, где: h - высота слоя смеси 3; Н - высота жидкого металла 2 в емкости.The method of thermal insulation of liquid metal involves feeding a heat-insulating
Верхнюю часть емкости закрывают крышкой 5, не соприкасающейся со смесью 3, и защищают слой смеси 3 от доступа кислорода, поддерживая в верхней части термостата 1 атмосферу с недостатком кислорода. На поверхности металла 2 образуется теплоизолирующий порошок 6, зерна которого содержат ядра 7 вспученного вермикулита/перлита, покрытые оболочками 8 сажистого углерода.The upper part of the tank is closed with a
Теплоизолирующую смесь, упакованную в полипропиленовый контейнер (на чертеже не показан), помещают на поверхность металла. Верхнюю часть емкости защищают от доступа кислорода теплоизолирующей металлической крышкой 5. Атмосферу поддерживают в верхней части термостата 1 не менее 5-10 минут.A heat-insulating mixture packed in a polypropylene container (not shown in the drawing) is placed on the metal surface. The upper part of the tank is protected from oxygen by a heat-insulating
Высоту слоя теплоизолирующего порошка рассчитывают из условия: h=(0.040-0.045) H, где: h - высота слоя порошка; Н - высота жидкого металла 2 в емкости, которая должна быть равна диаметру термостата 1. Полученный теплоизолирующий порошок выдерживают на поверхности металла до окончания разливки его в изложницы. Предлагаемый термостат - сталеразливочный ковш 1 содержит емкость с жидким металлом 2, на поверхности которого помещена теплоизолирующая смесь 3, и теплоизолирующую крышку 5.The height of the layer of insulating powder is calculated from the condition: h = (0.040-0.045) H, where: h is the height of the powder layer; H is the height of the
Пример конкретного осуществления способа.An example of a specific implementation of the method.
В емкость термостата - сталеразливочного ковша 1 с жидким металлом 2 помещали теплоизолирующую смесь 3, содержащую 65% по объему вспученного вермикулита по ГОСТ 12865-67 и 35% по объему древесного опила. Фракция вспученного вермикулита 1,0 мм составляла 90%, фракция 0,2 мм составляла 10% от массы вермикулита. Древесный опил фракции 0,5-5,0 мм составлял 100% от массы древесного опила. Теплоизолирующую смесь 3 помещали на поверхность металла при помощи полипропиленового контейнера, после расплавления которого смесь высыпалась на поверхность металла слоем, высота которого была равна 135-150 мм. Температура на поверхности металла составляла 1560°С.An insulating
Верхнюю часть емкости закрывали крышкой 5, не соприкасающейся со смесью 3, и защищали слой смеси 3 от доступа кислорода в течение 10 минут. Сажистый углерод, обволакивая частички вспученного вермикулита, увеличил температуру плавления смеси до 1700°С. В результате зерна теплоизолирующего порошка представляли собой ядра 7 вспученного вермикулита, покрытые оболочками 8 сажистого углерода. Высота слоя теплоизолирующего порошка была равна 121-140 мм, ее рассчитывали из условия равенства высоты жидкого металла диаметру термостата 1. Полученный теплоизолирующий порошок выдерживали на поверхности металла в течение 1,5 часа до окончания разливки металла в изложницы.The upper part of the container was closed with a
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127189/02A RU2308352C2 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Liquid metal heat insulation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127189/02A RU2308352C2 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Liquid metal heat insulation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005127189A RU2005127189A (en) | 2007-03-10 |
| RU2308352C2 true RU2308352C2 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=37992194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127189/02A RU2308352C2 (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Liquid metal heat insulation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308352C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688031C1 (en) * | 2018-07-27 | 2019-05-17 | Дмитрий Валерьевич Горбачёв | Device and method of melt metal heat-insulation in ladle |
-
2005
- 2005-08-29 RU RU2005127189/02A patent/RU2308352C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688031C1 (en) * | 2018-07-27 | 2019-05-17 | Дмитрий Валерьевич Горбачёв | Device and method of melt metal heat-insulation in ladle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005127189A (en) | 2007-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2948750C (en) | Method for casting cast parts | |
| US4210195A (en) | Method of treating cast iron using packaged granular molten metal treatment mold inserts | |
| RU2308352C2 (en) | Liquid metal heat insulation method | |
| CN106521297B (en) | A kind of method for reducing Form in High Nickel Austenite Nodular Cast Iron turbine case internal flaw | |
| CN103396135B (en) | A kind of mould material for noting recrement basin grid wall and preparation method thereof and using method | |
| JP2012148293A (en) | Method of casting ingot | |
| RU50893U1 (en) | THERMOSTAT - STEEL FILLING BUCKET | |
| US2791816A (en) | Method of applying exothermic material to the hot-top of steel | |
| JPS5841940B2 (en) | Solid heat-generating heat insulating agent for boiler | |
| RU2410190C2 (en) | Method of metal and slag heat isolation in normal ingot making | |
| RU2429940C1 (en) | Exothermic slag-forming mixture | |
| US2280833A (en) | Treatment of cast metals | |
| RU2027539C1 (en) | Steel ingot upper part warming method | |
| JPH05269547A (en) | Heat insulation material for molten metal and heat insulation method | |
| CN102228961B (en) | Insulation Feeding Method for Magnesium Alloy Ingot Casting | |
| RU2289493C1 (en) | Heat insulation mixture | |
| JP2014195824A (en) | Heat insulating board | |
| RU2510306C1 (en) | Method of making thin-wall casts of cast iron with ball-like graphite | |
| US2698469A (en) | Method of preventing piping in ingot molds | |
| SU565774A1 (en) | Heat-insulation mixture for risers of steel castings | |
| RU2639187C1 (en) | Heat-insulating slag-forming mixture | |
| Vil’danov et al. | Development and introduction of energy saving materials for steel pouring | |
| SU620335A1 (en) | Heat-insulating slag-forming mix | |
| SU1142217A1 (en) | Method of heating metal in bottom casting | |
| RU2370340C1 (en) | Heat insulating mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150830 |