Огнеупорная масса

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая кварцит, соединение хрома и борсодержапгий компонент, отличающаяся тем, что, с целью повышения металлоустойчивости и термостойкости , она содержит в качестве соединения хрома хромомагнезит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хромомагнезит20-75 ,0 Борсодер .жащий компонент 0,5-10,0 Кварцит . Остальное W с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) С 04 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОЬУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,5-10,0

Остальное,(21) 3?00860/29-33 (22) 15.02.84 (46) 07.07.85. Бюл., В 25 (72) Е.Ю.Жуковина, С .П. Кривилева, Т.Н, Беэрук, А.С. Бережной, Я.Н. Питак, А.И. Ганенко, . Н.А. Герцук и Ю.И. Безобразов (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им;В.И.Ленина (53) 666.97(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 429041, кл. С 04 В 35/14, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 814979, кл. С 04 В 35/14, 1979 (прототип) ° (54)(57) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая кварцит, соединение хрома и бор содержащий компонент, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения металлоустойчивости и термостойкости, она содержит в качестве соединения хрома хромомагнезит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хромомагнезит 20-75,0

Борсодер- жащий компонент

Кварцит

1165665

0 5-2,2

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса, включающая кварцит, соединение хрома и борсодержащий компонент, в качестве соединения хрома содержит хромомагнезит при следующем соотношении компонентов, мас.Ж;.

Хромомагнезит 20-75, 0

Борсодержащий

1

Изобретение .относится к области огнеупоров и может быть использовано в качестве футеровочных масс индукционных печей цветной-металлургии и других тепловых агрегатов. 5 . Известна огнеупорная масса, содержащая мас.7.: жидкое стекло 7-10; кварцит 80-87; хромсодержащая добавка 5,5-10, (1) .

Недостатком массы являются низ- 10 кие термостойкость — 5 теплосмен (1300 С вЂ” вода), металлоустойчио вость (разъедание 1,7 мм), Наиболее близкой к предлагаемой по сущности и достигаемому эффекту 15 является огнеупорная масса (2), включающая кристаллический кварцит, zpoмит магния, титаномагнетитовый концентрат и барную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.X: 20

Хромит магния I 0-3О

Борная кислота

Титаномаг- 25 нетитовый концентрат 0,5-1,7 .

Кристаллический кварцит Остальное

Недостатком известной массы является невысокие термостойкость и металлоустойчивость. Хромит .магния

1(хромистая шпинель) обладает. высокой (выше 2470 К) температурой плавления, следовательно, для спекания его с кристаллическим кварцитом необходимо значительное количество жидкой фазы. Хотя известная масса и содержит относительно легкоплавкие компоненты — титаномагнетитовый кон- gp центрат и .борную кислоту, однако их количество недостаточно для интен сивного спекания шихты при температурах 1370-1570 К.

Целью изобретения является повышение металлоустойчивости и термостойкости. компонент О, 5- t 0,0

Кварцит Остальное

Хромомагнезит, основными фазами которого являются хромшпинелид и периклаэ, в предлагаемую массу вводят в тонкомолотом состоянии, что при наличии значительного (до

10 мас. X) количества борсодержащего компонента (например, борной кислоты) обеспечивает спекание материала и формирование прочной, не смачиваемой расплавами матрицы вокруг армирующих зерен кварцита. Периклаз образует с кварцитной мелочью форстерит1 который термо- и металлоустойчив.

Термостойкость материала определяется его структурированием .зернами S1.0, а также зональн1>м строением огнеупорной массы — наиболее плотные слои прилегают к расплаву, а по мере удаления от рабочей зоны футеровка имеет все более рыхлое строение. Такая структура массы способна релаксировать возникающие термические напряжения, не дает глубоких трещин, име-. ет повышенные значения металлоустойчивости. Кроме того, непрореагировавшая мелочь хромомагнезита остаетI ся наполнителем образующейся жидкой фазы, а следовательно, способствует повышению ее вязкости. "Армирование" жидкой фазы устойчивым к расплавам металла и шлака хромомагнезитом обеспечивает высокую коррозионную устойчивость футеровки, так как замедляет процессы вымывания и выкрашивания зерен основного наполнителя (кварцита) из матрицы.

Опорную массу готовят следующим

; образом.

Подготавливают исходные порошки— зернистый кварцит, кварцитяую мелочь, тонкомолотый бой хромомагнезитовых изделий и борную кислоту. Тонкомолотые жаростойкие порошки .(хромомагнезит и кварцит) тщательно перемешивают, постепенно добавляя зер но кварцита, смешанное с борной кислотой, затем формуют образцы при давлении 100 ИПа, что соответствует приблизительно усилию трамбования.

Образцы медленно разогревают с медьсодержащим (бронза, латунь) шаблоном, который затем проплавляют в течение 6-8 ч. После охлаждения, об. разцы подвергают распиловке для определения металлоразъедания .Остальные свойства определяют по стандартным методикам.

Составы и свойства предлагаемой массы приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование в качестве хромсодержащего компонента боя хромомагнезитовых изделий, а также некоторое изменеwe пределов массовых долей кварци- . та и борной кислоты, позволяет зна" чительно улучшить металлоустойчивость (снизить разъедание) с 0,6 мм (по известному способу) до 0,03—

0,2 мм и повысить термостойкость материала с 12 теплосмен (1300 С— вода) по известному способу до . 25 - 32 теплосмен.

Состав

Показатели

1 2 3 4 Известный!

77.,5

45 кварцит зерно

9,5 кварцит мелочь хромомагнеэит тонкомолотый

35

20 борная кислота

0,8 карборунд черный хромистая шпинель

20 титаномагнетитовый концентрат

1,7 Свойства материалов. ! прочность при сжатии, МПа

19,8 22,0

23,3 30,4

28,4 26,6

36,4 пористость,Ж металлоустойчивость (раэъедание,мм) 0,03 0,2

0,1

0,08

0,6 термостойкость (1300 С - вода), количество теплосмен

25

28

Содержание компонентов,мас.%:

165665 . 4

Изобретение обладает преимущест" вом и в экономическом плане — в массе может быть .использован бой отслуживших в отражательных печах . хромомагнезитовых иэделий в то время, как при осуществлении известного способа требуются дорогие и дефицитные материалы - хромистая шпинеяь и магнетитовый. концентрат. Экономи10 ческий эффект от внедрения предлагае= .мой массы составит порядка 120 — .

150 тыс. руб. в год за счет повышения сроков службы футеровки, уве- личения удельной производительности

15 печей и сокращения потерь дорогостоящих сплавов во время аварий и смен футеровки.

19,7 30,2 24,б