теплоизолирующая смесь
Классы МПК: | B22D7/10 утепленные насадки для них |
Автор(ы): | Назюта Людмила Юрьевна[UA], Царицын Евгений Александрович[UA], Гизатулин Геннадий Зинатович[UA], Овсянников Александр Матвеевич[UA], Харахулаг Василий Сергеевич[UA], Папуна Александр Федорович[UA], Малимон Александр Афанасьевич[UA], Алешина Ирина Михайловна[UA], Ботман Сергей Васильевич[UA] |
Патентообладатель(и): | Приазовский государственный технический университет (UA) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-09-21 публикация патента:
27.09.1995 |
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам теплоизолирующих смесей, используемых для утепления зеркала чугуна. Целью изобретения является разработка нового состава теплоизолирующей смеси на основе отходов электродного производства (возврата шихты печей графитации) с более высокими теплоизолирующими свойствами за счет резкого снижения коэффициента теплопроводности при рабочих температурах. Сущность изобретения: теплоизолирующая смесь для разливки жидкого чугуна содержит, мас. возврат шихты печей графитации с содержанием в нем углерода и карбида кремния в соотношении (2 1) (3 1) 60,0 75,0, вспучивающийся при нагревании углеродсодержащий материал окисленный тот же возврат шихты печей графитации 2,0 12,0, неорганический огнеупорный материал, выбранный из группы силикатов, содержащей доменный шлак, керамзит или диатомит остальное. Смесь подают на дно чугуновозного ковша россыпью до начала слива жидкого чугуна. В процессе слива чугуна под действием теплового удара происходит резкое термическое расширение графитизированного углерода, сопровождающееся увеличением объема, и снижение плотности смеси. Сформировавшийся теплоизолирующий слой препятствует потере тепла через зеркало металла и удерживает его в жидком состоянии в течение 2 4 ч. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩАЯ СМЕСЬ для разливки жидкого чугуна, содержащая возврат шихты печей графитации с содержанием в нем углерода и карбида кремния в соотношении (2 1) (3 1), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит неорганический огнеупорный материал, выбранный из группы силикатов, содержащей доменный шлак, керамзит или диатомит, и вспучивающийся при нагревании углеродсодержащий материал-окисленный тот же возврат шихты печей графитации при следующем соотношении компонентов, мас. Возврат шихты печей графитации с содержанием в нем углерода и карбида кремния в соотношении (2 1) (3 1) 60,0 75,0Вспучивающийся при нагревании углеродсодержащий материал-окисленный тот же возврат шихты печей графитации 2,0 12,0
Неорганический огнеупорный материал, выбранный из группы силикатов, содержащей доменный шлак, керамзит или диатомит Остальное
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам теплоизолирующих смесей, используемых для утепления зеркала чугуна. Известны смеси на основе кокса, в которые с целью повышения теплоизолирующих свойств вводят вермикулит [1] Известны смеси на основе кокса, в которые с аналогичной целью вводят вспученный перлит [2]Наиболее близкой к предлагаемой является теплоизолирующая смесь на основе отходов электродного производства возвратной шихты печей графитации (ВШПГ), которая применяется при определенном соотношении основных ингредиентов SiC (2:1)-(3:1) и оптимальной дисперсности фаз (с размером частиц до 5 мм от 40 до 60% от общего объема смеси) [3]
Повышение теплоизолирующих свойств кокса в такой смеси достигается вводом в ее состав ингредиентов с низким коэффициентом теплопроводности (например, древесного угля и карбидов кремния с коэффициентом теплопроводности 0,1-0,2 и менее 0,1 Вт/м.град соответственно), а стабилизация теплофизических свойств заявляемым соотношением углерода и карбида кремния, который резко снижает активность углерода и повышает температурный интервал горения смеси. При температурах жидкого чугуна смеси на основе ВШПГ менее склонны к окислению и потере начальных теплоизолирующих свойств. Недостатками смесей являются проплавление смесей при длительном использовании и частичная потеря теплоизолирующих свойств. Цель изобретения получение более высоких теплоизолирующих свойств за счет резкого снижения коэффициента теплопроводности при рабочих температурах. Цель достигается тем, что в теплоизолирующую смесь для разливки жидкого чугуна дополнительно вводят неорганический огнеупорный материал, выбранный из группы силикатов, содержащий доменный шлак, керамзит или диатомит и вспучивающийся при нагревании углеродсодержащий материал окисленный тот же возврат шихты печей графитации при следующем соотношении компонентов, мас. Возврат шихты печей
графитации с содер-
жанием в нем углеро-
да и карбида крем-
ния в соотношении (2:1)-(3:1) 60,0-75,0 Вспучивающийся при нагревании углеродсодержа- щий материал окисленный тот же возврат шихты печей графитации 2,0-12,0 Неорганический огнеупорный мате- риал, выбранный из группы силика- тов, содержащей доменный шлак, ке- рамзит или диатомит Остальное
Возврат шихты печей графитизации образуется в процессе графитации электродных изделий в специальных электрических печах, представляет собой механическую смесь измельченного кокса, кварцевого песка, опилок после термической обработки при 2000-2500оС, при которых происходят химические (восстановление кремнезема до карбида кремния, обезуглероживание опилок с образованием древесного угля) и структурные (графитизации кокса) изменения его ингредиентов. В результате указанных процессов ВШПГ содержит частицы с различной степенью упорядоченности структуры углерода (40-60% графитизированного углерода), а зольные примеси этого материала (20-30%) обогащены соединениями карбида кремния (20-30%). Частичная графитация углерода ухудшает теплоизолирующие свойства смеси (коэффициент теплопроводности графита 3-4 Вт/м.град), но повышает ее химическую устойчивость в окислительных средах при температуре > 1000оС. Наличие в составе ВШПГ графитизированного углерода явилось предпосылкой создания на его основе термически расширяющегося материала, который учитывает особенности кристаллического строения природного и искусственного графита. В отличие от природного графита полученные в процессе графитизации ВШПГ при температурах 2000-2300оС графитовые структуры имеют трехмерную степень графитизации. Вследствие этого графитовые пакеты, из которых состоит структура графитизированного ВШПГ, хаотично ориентированы в различных направлениях и легко окисляются. При окислении графитизированного углерода происходит образование сложных соединений графита, которое начинается на границах пакетов, где имеются дефекты кристаллического строения углерода. Эти дефекты открывают доступ окислителю и кислоте в межбазисное пространство и способствует образованию в нем сложных соединений внедрения (например, бисульфата графита, в котором окислен каждый 24 или 48 атом углерода). Последние увеличивают межбазисное расстояние и интенсифицируют дальнейшее развитие процесса. Сложные соединения графита являются соединениями акцепторного типа, содержащие в межбазисном пространстве анионы и молекулы (остатки кислот, воду и другие), которые легко связывают межбазисные электроны, а при нагревании способствуют резкому увеличению межплоскостного расстояния. При рабочих температурах окислений ВШПГ, несмотря на меньший коэффициент термического расширения (
![теплоизолирующая смесь, патент № 2044594](/images/patents/428/2044008/951.gif)
![теплоизолирующая смесь, патент № 2044594](/images/patents/428/2044008/951.gif)
Класс B22D7/10 утепленные насадки для них