Способ изготовления магнезиальных изделий

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ путем их прессования и сушки с последующим обжигом и пропиткой расплавленными солями металлов, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы изделий в конвертерах медного или никелевого производства, пропитку ведут соответственно расплавом медного или никелевого штейна при 1300-1400°С в течение 15-30 шш с последующей выдержкой в кварцевом песке до полного охлаждения,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU, 1087494 A 1Я1 С 0- * В 41/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ / (21) 3473876/29-33 (22) 19.07.82 (46) 23.04.84. Бюл. И 15 (72) В.В. Чунаев, В.В. Словиковский, С.И. Нагорных, И.П. Сидоров и А.А. Козубенко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники, цветной металлургии и огнеупоров и Уфалейский никелевый комбинат (53) 666.97 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 2402872, кл. С 04 В 4 1/04, опУблик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 326164, кл. С 04 В 41/04, 1969 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИАГНЕЗИАЛЬКЫХ ИЗДЕЛИЙ путем их прессования и сушки с последующим обжигом и пропиткой расплавленными солями металлов, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы изделий в конвертерах медного или никелевого производства, пропитку ведут соответственно расплавом медного или никелевого штейна при

1300-1400 С в течение 15-30 м.-:н с последующей выдержкой в кварцевом песке до полного охлаждения.

94 2

1 10874

Изобретение относится к изготовлению магнезиальных изделий, которые могут быть использованы при футеровке тепловых агрегатов цветной металлургии, в частности в конвертерах медноникелевого производства.

Известен способ изготовления магнезиальных иэделий, заключающийся в том, что спеченный материал вводят в сосуд, который вакуумируют и погружают в расплавленный металл. Сосуд разрушают приложением давления к металлу и сосуду. Таким образом спеченный материал пропитывается металлом.

Огнеупоры, изготовленные данным способом, обладают достаточно высокими термофизическими свойствами 1).

Однако необходимость использования процесса вакуумирования приводит к усложнению процесса и повышению себестоимости изделий.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления футеровочных огнеупоров путем их прессования, сушки и обжига с последующей пропиткой расплавом фосфатной соли щелочного металла. Полученные огне,упоры обладают высокой абразивоустойчивостью 1 2 $.

Однако при известном способе

ЗО пропитки расплавом фосфатной соли

Na„HP0+.12H2Î вводится значительное количество химически связанной воды. При контакте со штейном в процессе службы в металлургических агрегатах происходит механическое разупрочнение огнеупора за счет парообразования и частичная гидратация магнезиальной связки с последующим ослаблением межзеренных свя.зей. В результате срок службы издй

40 лий уменьшается. Предел прочности при сжатии таких изделий составляет 320 кг/см2, термостойкость—

3-5 водных теплосмен, открытая пористость 13-147., температура начала

"деформации под нагрузкой 15401560 С. Кроме того, длительное хранение огнеупоров, обработанных по известному способу, нецелесообразно из-за повышенной гигроскопичности фосфатной соли.

Целью изобретения является увеличение срока службы изделий в конвертерах медного или никелевого производства.

Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления

t магнезиальных изделий путем прессования и сушки с последующим обжигом и пропиткой расплавленными солями металлов, пропитку ведут соответственно расппавами медного или никелевого штейна при 1300-1400 С в течение 15-30 мин с последующей выдержкой в кварцевом песке до полного охлаждения.

В состав медных или никелевых штейнов не входит химически связанная вода. В результате пористость ог- неупора в процессе службы не увеличивается и не происходит механического разупрочнения огнеупора, а также не образуется две разнородных зоны огнеупора (пропитанная и неизменная), значительно отличающиеся друг от друга по КТР, а следовательно по величине напряжений, что ведет к увеличению стойкости огнеупора.

Температура и время пропитки магнезиах ьных изделий в расплаве штейна. определяются максимально возможным заполнением пор огнеупора. Дальнейшее увеличение продолжительности выдержки практически не влияет на увеличение пористости.

Выдержка магнезиальных изделий, пропитанных расплавом штейна в кварцевом песке, снижает разрушающие напряжения, возникающие в изделии, в результате происходит ик равномерное распределение по всему объему изделия.

Для пропитки магнезиальных изделий используют медный штейн состава, вес.%: Cu 32,0-37,0", Fe 29-34,0;

S 26,0-30,0 и никелевый штейн состава, вес.X: Ni 17,0-18,0, Fe 53,055,0; S 25,0-27,0.

Штейн плавят в графитовых тиглях в нейтральной атмосфере печи Таммана. Расплав нагревают до 1350 С, 0 после чего в него опускают обожженные образцы магнезиальных изделий размером 30 30.30 мм, предварительно взвешенные. Время пропитки изменяют в пределах 2-60 мин. Затем изделия помещают в кварцевый песок до полного охлаждения.

Зависимость степени пропитки от продолжительности пропитки и кажущейся пористости магнезиальных изделий представлена в табл.1.

Табдица 1

1087494

Степень насьпцения изделия штейном, об.Е

Кажущаяся пористость, об.X

Изделие

Время выдержки в штейне,мин

Температура штейна, С

13,6 0,9

13,6 0,9

Р, 2

1100

9,1

1100

13,6 0,9

9,9

1100

10,3

1100

13,5

1350

13,7

1350

13,9

1350

14 3

1350

Таблица 2

Термостойкость (водные теплосмены)

1300 С-вода

Пропитынающий расплав

Предел прочности при сжатии кгс/см

Температура начала деформации под нагрузкой, С

Открытая пористость,Е

Расплав штейна (никелевого) 560-620

1 740-1750

Расплав штейна (медного) 1700-1740

500-600

7-9

1540-1580

318"320

Известно, что вязкость расплавов резко изменяется н интервале температур 1000-1300 С. При дальнейшем повышении температуры вязкость практически не изменяется. При температуре ) 1400 С происходит выгорание сернистой составляющей штейна и увеличение энергозатрат на >0 подогрев расплава. Поэтому за оптимальную температуру ведения процесса пропитки выбран интервал 1300-1400 С.

О

Степень пропитки зависит от времени пропитки. Оптимальное время пропит- З5 ки 15-39 мин. Привес материала при

Расплав фосфатной соли щелочного металла 13-14

Использование предлагаемого способа пропитки магнезиальных изделий

13 6- 0,9

13,6 -0,9

13, б - 0,9

13,6 -0,9

13,6 0,9 одноразовой выдержке магнезиальных изделий в расплаве штейна в течение этого времени приближается к значению кажущейся пористости изделия.

При дальнейшем. увеличении времени пропитки насыщение расплавом штейна происходит в результате растрескивания изделия, что нежелательно.

Сравнительные свойства магнезиальных изделий, пропитанных распланами медных или никелевых штейнов и распланами фосфатной соли щелочного металла, представлены в табл.2. повышает их термофизические свойства (табп.2) и увеличивает срок службы, Составитель Л. Булгакова

Редактор Н. Егорова Техред C.Мигунова Корректор B. Бутяга

Заказ 2575/21

Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Ф 1087494 б а следовательно увеличивается межре- Ожидаемый экономический эффект монтный период примерно в два раза, от использования предлагаемого спочто приводит к снижению затрат на соба составит 20 тыс.руб. в год ремонт, увеличивается выпуск продук- для одного конвертера медноникелевого ции, улучшаются условия труда. 5 производства.