Способ изготовления огнеупорных изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (511 4 С 04 В 35/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3829130/29-33 (22) 25.12.84 (46) 07,08.86. Бюл. Ф 29 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промьппленности (72) В.В.Алексеев, Ю.И.Савченко, В.А.Перепелицын и Н.Т.Волознева (53) 666..97 (088.8) (56) Кузьмин Л.И. и др. Повьппение стойкости футеровки конвертеров.

Цветная металлургия, 1976, || 16, с.32-33.

Авторское свидетельство СССР

В 663682, кл. С 04 В 35/02, 1977. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЪ|Х ИЗДЕЛИЙ путем смешения зер,нистого материала основного состава

„„SU„„1248996 А1 с дисперсной составляющей, полученной термообработкой хромовокислой соли магния, прессования и обжига изделий, отличающийся тем, что, с целью повышения высокотемпературной прочности изделий и устойчивости к высокожелезистым шлакам, а также снижения энергозатрат на изготовление изделий, перед термообработкой хромовокислую соль магния растворяют в воде, в полученный раствор вводят оксид магния или материал, образующий оксид магния при термообработке, в количестве, обеспечивающем массовую долю Сг,Оs в дисперсной составляющей от 15 до

357, а термообработку проводят при температуре 900-1200 С со скоростью подъема температуры 25 град/мин.

124899б

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении огнеупорных изделий для футеровки наиболее ответственных участков высокотемпературных плавильных агрегатов черной: и цветной металлургии.

Цель изобретения — повышение высокотемпературной прочности и шлакоустойчивости к высокожелезистым шпа- 10 кам, а также снижение энергозатра.т на их изготовление.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество изделий за счет получения гомогенной дисперсной перик- 15 лаэохромшпиндельной составляющей,характеризующейся высокой способностью к уплотнению при прессовании и активностью к спеканию. Это объясняется тем, что при смешивании раствора 20 хромовокислой соли — бихромата магния с оксидом магния или материалом, образующим при прокаливании оксида магния, получают смесь, представляющую собой конгломерат частиц, связан- >5 ных кристаллогидратами бихромата и хромата магния. В процессе прокаливания смеси кристаллогидратов ступенчато, по мере нагревания, диссоциируют с выделением паров воды, а также ато- 30 марного кислорода при переходе шестивалентного хрома в трехвалентный, образуя в конечном итоге субмикроскопические частицы хромита магния (Mg0

Cr,O ), обладающего высокой активностью к спеканию благодаря многоступенчатой термоактивации. Высокая скорость нагревания способствует образованию ограниченного количества зародышей кристаллов хромита магния и NgO и их преимущественному росту при конечной температуре прокаливания, что обеспечивает полидисперсность порошка и его хорошую прессуемость, При этом конечная температура прокаливания зависит от содержания хромита магния в смеси„ имеющего меньшую по сравнению с MgO скорость роста частиц, и увеличивается с 900 до 1200 С при изменении массовой

50 доли Ск О, в смеси от 15 до 35%.

Содержание Ск,О в пределах от 15 до 35% обуславливает оптимальное содержание хромшпиндельной фазы B связке и ее высокую шлакоустойчивость к высокожелезистым шлакам.

Получение активного к спеканию и хорошо прессующегося высокочистого магнийхромсодержащего оксидного материала путем низкотемпературной прокалки гомогенной смеси, а не за счет высокотемпературного обжига и введения спекающих добавок, снижающих огнеупорность материала, позволяет изготавливать при меньших энергозатратах более прочные при температурах службы изделия с высокой стойкостью к воздейст- . вию шпакометаллического расплава.

При этом плотность и термическая стойкость изделий сохраняются на высоком уровне, Г

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Бихромат магния растворяют в воде для получения 507-ного раствора, в раствор вводят оксид магния или материал, образующий оксид магния при термообработке: каустический магнезит, гидроксид магния, в соотношении, обеспечивающем массовую долю

Cr,О, в прокаленной смеси 15,25 и 357.

Полученные смеси подвергают термообработке при 900-1200 С в течение

1,5 ч. Конкретные параметры режима термообработки, а также массовые доли Cr О, в прокаленных смесях и вид используемого зернистого заполнителя указаны в табл. 1.

Для получения сравнительных данных готовят изделия известным, способом.

Дисперсную составляющую изготовляют обжигом бихромата магния при

1500 С в течение 1,5 ч с последующим измельчением и смешиванием с титаномагнетитовым концентратом, взятым в количестве 47. (пример 10).

Дисперсную составляющую смешивают с зернистым материалом основного состава. Шихта для изготовления огнеупоров содержит, мас,%:материал основного состава фракции 3-0 мм бО; хро- митовый концентрат фракции 1-0 мм

10 и дисперсная составляющая 30. В качестве зернистого материала основного состава используют спеченные магнезит (примеры 1-7, 10), оксид магния (пример 9), а также клинкер, полученный брикетированием и обжигом до спекания приготовленной предложенным способом дисперсной составляющей (пример 8).

В шихту добавляют временное связующее — сульфитнодрожжевую бражку и прессуют иэделия при давлении

150 МПа, которые затем обжигают при

1248996

1780 (; в промышленной туннельной печи, Свойства изделий, полученных предлагаемым и известным способами, приведены в табл. 2.

Шлакоустойчивость иэделий определяют по изменению объема образцов диаметром 30 мм и высотой 35 мм после их выдерживания в расплаве шлака электродуговой плавки стали в течение 2 ч при 1700 С. Состав шлака, мас. : СаО 14,7; Si0, 24,5; МпО 9,8;

4 Fe 0 1»5 А1

Mg0 7,5, Из приведенных данных следует, что изделия, изготовленные по предлагаемому способу, существенно превосходят по. качеству изделия, изготовленные по известному способу (пример 10), особенно по высокотемпературной . прочности (в 1,5-2 раза) и устойчи-! вости кшлакоразъеданию (в 1,3-1,9 раза). Это относится к иэделиям, изготом, так и со спеченным оксидом магния (пример 9) и магнийхромсодержащим брикетом — клинкером (пример 8) в зернистой составляющей.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет существенно снизить энергозатраты эа счет снижения температуры и длительности термообработки дис10 персного компонента изделий. Сокращение расхода электроэнергии, например при термообработке материала в полупромышленной силитовой печи, составляет 30-35%.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение энергозатрат при изготовлении изделий, повышение их качества, что обуславливает

20 высокую стойкость огнеупоров в наиболее ответственных участках футеровок плавильных агрегатов черной и цветной металлургии.

Таблица 1

Режимы термообработки дисперсной составляющей

Пример

МассоЗаполнитель вая доля оксида хрома в дисперсно состав ляющей

Продукт, образующий оксид магния при прокаливании

Хромовокислая

Скорость подъема температуры, С/мин емпераура, С соль

1 50 -ный водный раствор бихромата маг24,6 1050 25-30

Оксид магния ния

2 То же

Каустический магнезит 25,4

1050 25-30

1050 25-30

Гидроксид магния 24,1

15,0

4 незит

35,0 1050 25-30

5 !!

900 25-30

24,1

24, 1 1200 25-30

Исходные компоненты для приготовления дисперсной составляющей товленным как со спеченным магнеэи1050 25-30 Спеченный маг1248996

Продолжение табл,1

Режимы термообработки дисперсной составляющей

Заполнитель

Иассовая

Хромовокислая

Продукт, образующий оксид магния при прокалнвании емпераура, С соль

24,1 1050 25-30 Клинкер

24,1 1050 25-30 Спеченный HgO

Дисперсная составлякицая, приготовленная известным способом 63,2

Спеченный магне1500

По известно- зит му способ

Т а б

8,6

2 3,12

3 3,10

9,2

46

8,9

4 3,07 13,1 57

10,2

5 3,10

13,3 53

10,1

6 3,06

° 7 3,13

14,0 60

14;2 54

41

9,2

10,3

53

8 3,16

9 3,14

12,5 67

12,1 62

7,8

7,5

61

14,4

15,0 47.!О 3, 13 (извест39

ВНИИПИ Заказ 4 Щ4/23 Тираж 640

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При- Исходные компоненты для мер приготовления дисперсной составлякщей

12,0 65 !

2,4 71

12,2 64 доля оксида хрома в дисперсно состав лякяцей, Х

Скорость подъема температуры, С/мин