Шихта и способ изготовления огнеупоров

Авторы патента:

СЕМЧЕНКО ГАЛИНА ДМИТРИЕВНА

ДУНИКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

СТОЧЕК ЛЕОНИД ГРИГОРЬЕВИЧ

ГРИГОРЬЕВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ

МАРКЕЛОВ БОРИС ГРИГОРЬЕВИЧ

ХОХЛОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ

КАРПОВ НИКОЛАЙ ДМИТРИЕВИЧ

C04B35/64 - способы обжига или спекания (C04B 33/32 имеет преимущество)

C04B35/103 - содержащие неоксидные огнеупорные материалы, например углерод (C04B 35/106 имеет преимущество)

1. Шихта для изготовления огнеупоров , содержащая электрокорунд, графит, кремний и связку, отличающаяся тем, что, с целью повьашения термостойкости и шлако устойчивости, она дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связки - смесь высокотемпературного каменноугольного пека и этилсиликата при следующем соотношении KONmoHeHTOB, мас.%: Графит18-22 Кремний7-11 Карбид кремния2-6 Высокотемпературный каменноугольный пек16-18 Этилсиликат в пересчете на S Oj2-6 ЭлектрокорундОстальное 2. Способ изготовления огнеупоров путем смешения комотонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига , отличающийся тем, что, с целью повышешя термостойкоссл ти и шлакоустойчивости, сначала производят смешение ко.мпонентов шихты с пеком в бегунах, затем увлажняют частью этилсиликата, прибавляют остаток этилсиликата, снова перемешивают в смесителе и после формования нагревают до 480-520 С-со ско .ррстью подъема температуры 1520 град/ч, после чего пропитывают ю . жидким натриевым стеклом, а обжиг про водят при 1360-1390°С. 00 о: 4

„.SU„„2 640 А

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Д) С 04 В 35/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHO5AV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2-6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3318613/29-33 (22) 21. 07. 81 (46) 15, 07. 83. Бюл. Р 26 (72) Г.Д. Семченко, A. В. Дуников, Л.Г. Сточек, A.È. Григорьев, Б.Г.Маркелов, В.И. Хохлов и Н.Д. Карпов (71) Харьковский ордена Ленина по-.. литехнический институт им. В.И.Ленина (53) 666. 762(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 342846, кл. С 04 В 35/10, 1968.

2. Патент Японии 9 52-10128, кл. 20(3) с. 21, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 541821, кл. C 04 В 35/10, 1970 прототип).

54) ШИХТА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОГНЕУПОРОВ. (57) 1. Шихта для изготовления огнеупоров, содержащая электрокорунд, графит, кремний и связку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термостойкостн и шлакоустойчивости, она дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связки вЂ” смесь высокотеьпературного каменноугольного пека и этилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Графит 18-22

Кремний 7-11

Карбид кремния 2-6

Высокотемпературный каменноугольный пек 16-18

Этилсиликат в пересчете на

s-o

Электро. корунд Остальное

2. Способ изготовления огнеупоров путем смешения компонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и шлакоустойчивости, сначала про- gg} изводят смешение компонентов шихты с пеком в бегунах,,затем увлажняют С частью этилсилнката, прибавляют остаток этилсиликата, снова переме- с шивают в смесителе и после формования нагревают до 480-520сС со скоростью подъема температуры 1520 град/ч, после чего пропитывают жидким натриевым стеклом,.а обжиг про Ю водят при 1360-1390 С.

1028640

Изобретение относится к огнеупо- рам, а именно к шихтам и способам изготовления корундографитовых изделий, которые можно использовать в качестве огнеупорного сталеразливочного припаса, для набивки и ремонта 5 футеровок и других целей в металлургической промышленности.

Известна шихта, которая помимо шамота, глины и графита содержит !

Карбид кремния электрокорунд и фос- 0

Фатное связующее Q1 5.

Однако изделия иэ указанной шихты из-за невысокого содержания углерода 10-20% имеют пониженную шлакои металлоустойчивость, а также теря.ют механическую прочность при высокой температуре в службе вследствие разложения присутствующего в них фосфатного связующего. Введение добавки карбида кремния не дает в данном случае повышения, а в про- 20 цессе службы - сохранения механической прочности изделий.

Известен также состав материала для футеровки промежуточного разливочного ковша, содержащий, зес.В: 25

Яе О 40-85, углерод 10-40, карбид кремния 5-20, 5 О до 30 и антиокислитель вЂ” натриевое стекло Г2 l

Недостатком данного состава материала является высокое содержание

SiO2 совместно с жидким натриевым стеклом, что значительно снижает огнеупорные свойства материала.

Наиболее близкой к изобретению является шихта для изготовления огне упорного материала, содержащая,Ъ: чешуйчатый графит 25-35, кремний

8-10, глинистое связующее 10-15, жидкое натриевое стекло 0,1-0,7 и электрокорунд. Материал готовят смешиванием компонентов, формованием,40 сушкой и обжигом (31.

Однако вследствие того, что в шихте содержится много глинистых компонентов, иэделия имеют недостаточную термостойкость и механи- 45 ческую прочность, а это накладывает ограничения на воэможность широкого использования их в металлургии, особенно при непрерывной разливке стали, а отсутствие операции пропитки не позволяет получать изделия с низкой окисляемостью.

Целью изобретения является повышение термостойкости и шлакоустойчивости.

Цель достигается тем, что шихта для изготовления огнеупоров, содержащая электрокорунд, графит, кремний и связку, дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связующего вЂ” смесь высокотемпературного 60 каменноугольного пека и этилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Графит 18-22

Кремний 7-11 65

16-18

Карбид кремния 2-6

Высокотемпературный каменноугольный пек

Этилсили кат (в пересчете на 5 02)

2-6

Электрокорунд Остальное

Кроме того, согласно способу изготовления огнеупоров путем смешения компонентов шихты, увлажнения, формования,„ сушки и обжига, сначала производят смешение компонентов шихты с пеком в.бегунах, заteM увлажняют частью этилсиликата, прибавляют оСтаток этилсиликата, снова перемешивают в смесителе и после формования нагревают до

480-520 С со скоростью подъема температуры 15-20 град/ч, пропитывают жидким натриевым стеклом, а обжиг проводят при 1360-1390ОС.

Введение в состав шихты смеси высокотемпературного каменноугольного пека и этилсиликата приводит. к тому, что образовавшийся в них после термообработки кокс и аморфный кремнезем, взаимодействуя между собой и кремнием, образуют при последующем обжиге прочную карбид-кремниевую связку, что способствует .значительному увеличению прочности и термостойкости изделий.

Применение высокотемпературного каменноугольного пека позволяет также повысить выход коксового остатка пека после термообработки, а также проводить его сухой помол, в ходе которого не происходит налипания его на рабочие части бегунков, что наблюдается в случае использования низко- и среднетемпературного каменноугольного пека. Поэтому использование высокотемпературного каменноугольного пека позволяет проводить сухое смешение его с компонентами шихты беэ нагрева пека или наполнителя перед смешением, что улучшает условия труда и исключает вредное воздействие летучих компонентов пека в случае его расплавления перед смешением.

Смешение компонентов шихты производят в бегунках в течение 40-60 мин, что более экономично по сравнению с использованием шаровой мельницы, увлажнение, например, в 2 -образном смесителе - в теченние 40-50 мин. .Это значительно удешевляет процесс производства, приводит к уменьшению энергозатрат.

Термбобработка до 480-520 С проводится с целью удаления летучих компонентов пека и выкоксовывания пека обязательно в окислитель1028640 ной среде, так как в окислительнои среде выход кокса повышается почти

I вдвое. Скорость подъема температуры в ходе термообработки (15- 20 С/ч ) предполагает оптимальную скорость выхода летучих компонентов пека, не вызывающую растрескивання изделий.

Термообработка ниже 480ОC не приводит к завершению процесса выхода летучих компонентов пека, что увеличивает вероятность растрескивания изделий в ходе последующего обжига.

Термообработка в окислительной среде при температуре выше 520 С приводит к выгоранию пекового кокса, что отри, цательно сказывается на получении высоких прочностных свойств обожженных изделий.

Пропитывание жидким натриевым стеклом корундографитовых изделий позволяет обжигать их в карбидкремниевых капселях без коксовой засыпки, что значительно повышает экономичность предлагаемого способа производства корундографитовых огне-. упоров.

Пример. 45% электрокорунда смешивают в бегунках с 20% графита, 9% металлического кремния, 4% карбида кремния, 17% высокотемпературного пека в течение 60.мин. Далее массу увлажняют 2% (в пересчете на 5 02) этилсиликата, перемешивают, масса поступает s 2 -образный смеситель, где ее доувлажняют

3% (по 5102 )этилсиликата и в течение .50 мин тщательно перемешивают.

Из полученной смеси формуют изделия по способу изостатического прессования при давлении 700. атм.

Сформованные изделия нагревают до500 С со скоростью 15ОC/÷, пропитыва ют жидким стеклом плотностью

1,28 г/см и обжигают при 1380 С..

Готовые изделия имеют предел прочности при сжатии 45 ИПа, термостойкость (до появления трещин ) составляет 31 термосмену 1200с вода.

5 Составы шихты для изготовления огнеупоров приведены в табл. 1.

Параметры технологического npomecca приведены в табл. 2.

Свойства иэделий в зависимости от состава и способа приведены в табл. 3 °

Экономичность предлагаемого способа заключается в -том, что при вве дении пропитки заготовок жидким натриевым стеклом исключается трудоемкий процесс вЂ” обеспечения дорогостоящей коксовой засыпки изделий

20 в капселях, что может дать экономию заводу-изготовителю порядка 10 тыс. руб. в год.

Кроме того, применение термообработки иэделий до 480-520 С со

25 скоростью подъема температуры 1520оград/ч позволяет затем обжигать изделия по ускоренному режиму, а именно:

20-400 С вЂ” 50 град/ч вЂ” 8 ч, З0 400-600 C - 100 град/ч вЂ” 2 ч, 600-900 С вЂ” 150 град/ч - 2 ч, 900-1200оС - 100 град/ч вЂ” 3 ч, 1200-1300 С вЂ” 50 град/ч вЂ” 2 ч, 1300-1380 С - 40 град/ч вЂ” 2 ч, 5 выдержка при .1380 С - 3 ч, Итого: 22 часа вместо 45 по стандартной технологии.

Увеличение термостойкости и шла-. коустойчивости изделий из данной шихты в.сравнении с базовым объек40 том позволяет увеличить срок службы изделий, а экономический эффект составит около 100 тыс. руб. в год.

1028640

Та блиц а 1

1 4 5 6 7

Компоненты

Этилсиликат (на 5 Ог}

Карбид кремния

Таблица2

Составы

Параметры

Смещение в бегунах, мин 60

TepMoo6pa6o ТКа, С 500 о

490