Огнеупорная масса для футеровки индукционных печей

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ФУТЕ- РОВКИ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕП, включающая высококремнеземистый материал, шлак алюмотермического производства металлического хрома, карборунд и борсодержащий материал, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения металлоустойчивости при плавке оловянистых бронз, она содержит в качестве борсодержащего компонента октоборат натрия и дополнительно - алюмосиликатный материал при следующем соотношении компонентов , мае.%: Шлак алюмотермического производства металличес5-15 кого хрома Карборунд 5-15 (Л Октоборат натрия 0,5-2,5 Алюмосиликатный ма35-55 териал Высококремнеземистый Остальное материал

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) С 04 В 35 14 С 04 В 3 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

35-55

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21 ) 3486444/29-33 (22) 02.09 ° 82 (46) 23,03.84. Бюл. Р 11 (72) В.Н. Тонков, Н,Ф. Лебедев, М.Г, ШиФрина, Б.Д. Сергеев и И.Н, Шабанов (71) Всесоюэный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров и Сухоложский эавод вторичных цветных металлов (53) 666.763(088,8) (56) 1. Фарбман С.А °, Колобнев И.Ф.

Индукционные печи для плавки металлов и сплавов. М., "Металлургия", 1958, с. 146.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 779355, кл. С 04 В 35/14, 1978

,прототип) (54 ) (57 ) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ФУТЕ-)

POBKH ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ, включающая высококремнеэемистый материал, шлак алюмотермического проиэводства металлического хрома, карборунд и борсодержащий материал, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения металлоустойчивости при плавке оловянистых бронэ, îíà содержит в качестве борсодержащего компонента октоборат натрия и дополнительно — алюмосиликатный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак алюмотермического проиэводства металлического хрома 5-15

Карборунд 5-15

Октоборат натрия 0 5-2,5

Алюмосиликатный материал

Высококремнеземистый материал Остальное

1081149

Изобретение относится к составам огнеупорных масс, применяющихся для изготовления футеровок индукционных печей, выплавляющих сплавы на основе меди °

В настоящее время выплавка оло- 5 вянистых бронэ из вторичного сырья производится преимущественно в отражательных печах. Переплав вторичного сырья (лома, стружки и т,д.) в подобных плавильных агрегатах характеризуется, высоким угаром компонентов сплавов, недостаточной точностью химического состава, тяжелыми санитарно-гигиеническими условиями труда. 15

Перспективными плавильными агрегатами для плавки вторичного сырья, в том числе и оловянистых бронз, считаются крупнотоннажные индукционные печи, имеющие существенные преиму щества по сравнению с отражательными печами. Однако существующие и широко распространенные составы набивных масс при плавке сплавов на основе меди не отвечают эксплуатационным требованиям при плавке

25 оловянистых бронз, что является

1 одной иэ основных причин, сдерживающих их широкое внедрение в промышленности.

Известна огнеупорная набивная

30 масса для футеровки индукционных печей, выплавляющих сплавы на основе меди, включающая кварцит и 23 вес.Ъ буры или борной кислоты.

Масса широко применяется в индукционных печах,так как имеет низкую стоимость и характеризуется высокой надежностью в работе в результате отсутствия усадочных явлений, приводящих к проходу металла на индук- 40 тор в процессе службы Г1), Однако испытаниями установлено, что футеровка индукционных печей, изготовленная из укаэанной массы, при плавке оловянистых бронз характе- 45 риэуется низкой химической устойчивостью и высокой расплавопроницаемостью в результате трещинообразования, связанного с полиморфными превращениями кварца, и низкой термической стойкостью.

Наиболее близкой к предлагаемой является огнеупорная масса для футеровки индукционных печей, включающая высококремнеэемистый материал (37,0-84,5 вес.%), шлак алюмотермического производства металлического хрома (10,0-30,0 вес.Ъ), карборунд (5,0-30,0 вес.Ъ) и в качестве борсодержащего материала — буру, борный ангидрид или борную кислоту (0,5- б0

3,0 вес.%).футеровка,изготовленная из известной массы, отличается повышенными прочностью,термостойкостью и пониженной металлопроницаемостью при плавке сплавов на основе меди L2j. б5

Однако при плавке оловянистых бронз футеровка, изготовленная иэ массы известного состава, характеризуется низкой металлоустойчивостью и в результате — глубокой нропиткой футеровки компонентами расплава.

Целью изобретения является повышение металлоустойчивости при плавке оловянистых бронз.

Укаэанная цель достигается тем, что огнеупорная масса для футеровки индукционных печей, включающая высококремнеземистый материал, шлак алюмотермического производства металлического хрома, карборунд и борсодержащий материал, содержит в качестве борсодержащего компонента октоборат натрия и дополнительно — алюмосиликатный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак алюмотермического производства металлического хрома 5-1 5

Карборунд 5-1 5

Октоборат натрия 0,5-2,5

Алюмосиликатный материал 35-55

Высококремнеземистый материал Остальное

В качестве высококремнеземистого материала могут быть применены ,кристаллический кварцит, кварц или их смеси.

Наиболее эффективно применение высококремнеземистого материала фракции 7-1 мл, Октоборат натрия следует использовать в виде фракции менее 0 5 мм, Шлак по химическому составу содержит 75-85: оксида алюминия, 10- 1бЪ оксида кальция, 7-10% оксида хрома, 0 5-1,5"- оксида магния и 0,2--0,5% оксида кремния. Наиболее высокими эксплуатационными показателями композиция характеризуется при использовании шлака зернистого менее

1,0 мм, Целесообразным является применение карборунда черного или зеленого фракции менее 0,3 мм. В качестве алюмосиликатного материала могут быть использованы шамот, преимуще"твенно муллитового или муллитокорундового составов, дистенсиллиманитовый концентрат или их смеси.При необходимости получения пластичной массы алюмосиликатный материал на одну пятую часть может быть представлен в виде молотой огнеупорной глины (фракции менее 0,5 мм).

Целесообразным является применение алюмосиликатного материала фракции 3-0 мм, Изготовление футеровки может производиться с помощью пневмотрамбовки, виброуплотнения или ,другими общепринятыми методами.

1081149

Т а блица 1

Содержание компонентов, мас.Ъ, в шихте по примеру

1 i f

Компоненты шихты

2 3 4 Известная

22,5 33,5 44,5

Кристал- Кристалли-Кварц лический, лический кварцит кварцит

38,3 37,0-84,5

Смесь кристаллического кварцита и кварца 1:1

Высококремнеземистый материал

Шлак алюмотермического производства металлического хрома

15 0

10,0 5,0

10,0 15 0

15 0;5

10,0

10,0

10,0-30,0

5,0-30,0

5 0

Карборунд

Октоборат натрия

2,5

1,5

0,5-3,0

Борная кислота,борный ангидрид

55,0

Шамот муллитоко45,0 35,0

Шамот :.Дистенсилимулли — манитовый тового концентрат состава

40,0

Смесь шамоЛлюмосиликатный материал та муллитового и муллитокорундового составов

1:1 рундового состава

Т а б л и ц а 2

Показатели свойств образцов по примеру

1 1

Свойства образцов

Предел прочности при сжатии после обжига при 1250 С, МПа

23,7 17,1 — 22,5

22,1 20,9-22,8

1,1 1,7 — 2,3

19,3

23,9

29,2

2б,9

21,8

18,7

Открытая пористость, Ъ

Линейный рост после обжига при 1250 С, Ъ

0,3

0,7

1,4

Металлоустойчивость коэффициент разъедания, Ъ

0,8

1,14

1,58 15,0-18,0

2,3 коэффициент пропитки, Ъ

0,0

0,0

О, 0 80-100

0,0

60

Составы шихты приведены в табл.1 а результаты испытания образцов, содержащих различные виды высокоОсновным преимуществом футеровки предлагаемого состава является ее высокая металлоустойчивость при плавке оловянистых бронз. При этом сохраняются другие эксплуатационные показатели футеровки — повышенная точность, термостойкость, умеренный рост в процессе службы.

Положительные свойства набивной футеровки достигаются в результате частичной замены высококремнеземистого материала, способствующего дополнительному росту футеровки и характеризующегося недостаточной кремнеземистого и алюмосилнкатного материалов, приведены в табл. 2.

2 3 4 Известный химической устойчивостью к оловянистым бронзам, алюмосиликатным материалам, преимущественно муллитового состава, показывающего высокую химическую устойчивость к оловянистым сплавам. Снижение содержания алюмосиликатного материала (35 вес.Ъ способствует повышению степени пропитки и разъеданию îr неупора. Увеличение содержания алюмосиликатного материала ) 55 вес.Ъ способствует снижению роста футеровки, образованию усадочных трещин при эксплуатации и проходу металла Rd индуктор.

1081149

Составитель Н. Соболева

Техред Я.Мартяшова Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Егорова

Заказ 1469/20 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение в качестве борсодержащего материала октобората натрия в результате наличия оксида натрия .способствует снижению разрыхлення шлака алюмотермотермического производства, повышению прочности, сниже:нию пористости и металлопроницаемости футеровки. Оксид натрия способствует совместно с оксидами кремния, кальция и алюминия образованию на контакте с расплавом плотной глаэуроподобной поверхности, препятствующей пропитке футеровки компонен тами расплавов.

Оксид алюминия алюмосиликатного материала повышает температуру плавления стеклофазы, увеличивая тем самым ее вязкость и зроэионную устойчивость.

Повышение содержаиия октобората натрия > 2,5 вес.Ъ способствует глубокому спеканию, образованию усадачных трещин, повышению металло-, проницаемости футеровки.

Снижение содержания октобората натрия (0,5 вес,Ъ способствует снижению прочности, повышению пористости и пропитке футеровки компонентами расплавов.

Применение огнеупорной композиции предложенного состава для футеровки

1О индукционных печей, выплавляющих оловянистые бронзы, способствует надежной эксплуатации крупнотоннажного высокопроизводительного плавильного агрегата, позволяющего значительно

15 (на 5-8В) снизить угар выплавляемых сплавов, увеличить выпуск оловянистых бронз, улучшить санитарногигиенические условия труда планильщиков, снизить загрязнение окружаю2О щей среды °