Способ получения форстеритовых и форстеритохромитовых огнеупоров

 

Изобретение относится к производству электроплавленных форстеритовых и форстеритохромитовых огнеупоров и может быть использовано, в металлургии и огнеупорной промышленности . Целью изобретения является уменьшение пористости и повышение термостойкости изделий. В предлагаемом способе изготовления форстеритовых огнеупорных изделий, включакнцем плавление шихты, заливку расплава в форму с прибьшью и охлаждение, разливку расплава ведут в предварительно нагретую до 2173-2073 К форму, выдерживают отливку при этой температуре 0,1-0,5 ч, затем снижают температуру со .скоростью 200-250 град/ч до 1973-1925 К, выдерживают 2-3 ч, после чего снижают температуру со скоростью 50-60 град/ч до температуры окружающей среды. Полученные по предлагаемому способу плавленолитые форстеритовые ифорстеритохромитовые огнеупоры обладают высокими физико-техническими характеристиками (открытая пористость 4-4,1%, предел прочности при сжатии 210 Ж1а) что позволяет о заменить дорогостоящие плотные перик-; лазохромитовые огнеупоры в ряде металл ургических агрегатов, табл. 1. с iS Ш

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (114 С 04 В 35/60

ГОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3896928/29-33 (22) 12.05.85 (46) 30.09.86. Бюл. 1(36 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) У.Б. Ашимов, Ю.А. Болотов, В.Н. Горожанин и Д.С. Сатвалдиев (53) 666.76.022.846(088.8) (56) Литваковский А.А. Плавленые лия тые огнеупоры. М.: Госстройиздат, 1959.

Авторское свидетельство СССР

Кр 444477339911, кл. С 04 В 35/60, 1971. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРСТЕРИТОВЬ1Х

И ФОРСТЕРИТОХРОМИТОВЫХ ОГНЕУПОРОВ (57) Изобретение относится к производству электроплавленных форстеритовых и форстеритохромитовых огнеупоров и может быть использовано, в металлургии и огнеупорной промышленности. Целью изобретения является уменьшение пористости и повышение термостойкости изделий. В предлагаемом способе изготовления форстеритовых огнеупорных иэделий, включающем ппавление шихты, заливку расплава в форму с прибылью и охлаждение, разливку расплава ведут в предварительно нагретую до 2173-2073 K форму, выдерживают отливку при этой температуре 0,1-0,5 ч, затем снижают температуру со,скоростью 200-250 град/ч до 1973-1925 Ks выдерживают 2-3 ч, после чего снижают температуру со скоростью 50-60 град/ч до температуры окружающей среды. Полученные по предлагаемому способу плавленолитые форстеритовые и форстеритохромитовые (0 огнеупоры обладают высокими физико-техиическими характеристиками (открытая Q) пористость 4-4,1Х, предел прочности при сжатии 210 МПа) что позволяет o C заменить дорогостоящие плотные перик-, лазохромитовые огнеупоры в ряде металлургических агрегатов. табл. 1.

1260362

Изобретение относится к производству электроплавленных форстеритовых и форстеритохромитовых огнеупоров и может быть использовано в металлургии и огнеупорной промышленности.

Цель изобретения — уменыпение пористости и повышение термостойкости огнеупорных изделий.

При нагреве формы ниже 2073 К резко повьппается вязкость расплава при охлаждении, что препятствует выделению газов, растворенных в расплаве.

Нагрев формы выше 2173 К экономически нецелесообразен, а также технически трудно осуществим.

Выдержка расплава при 2173-2073 К в течение 0,1-0,5 ч обеспечивает до статочное удаление растворенных га-, зов. В этом интервале температур расплав выдерживают, подогревая форму внешним источником тепла (лучистый, индукционный нагрев) для удаления газов, растворенных в расплаве.

Выдержка менее 0,1 ч не обеспечивает достаточного удаления газов. Выдержка более 0,5 ч приводит. к интенсивному испарению с поверхности расплава MgO, Cr O» уменьшение содер— жания которых снижает физико-технические свойства огнеупора. Кроме то— го, увеличение выдержки более 0,5 ч не приводит к дальнейшему улучшению структуры.

Скорость охлаждения до 1973-1925 К менее 200 град/ч ухудшает термостойкость огнеупоров в результате обра— зования крупных кристаллов, а при скорости охлаждения расплава более

250 град/ч. требуется принудительный отвод тепла от отливки.

При выдержке менее 2 ч обнаружено присутствие стеклофазы, что резко снижает термостойкость изделий. Выдержка более 3 ч экономически нецелесообразна, поскольку не приводит к улучшению физико-технических свойств отливки. В интервале 19731925 К происходят предкристаллизационное упорядочение расплава и интенсивная кристаллизация форстерита и хромистой шпинели — основных слагающих фаз материала. Выдержка расплава при этой температуре способствует образованию цельнокристаллической .труктуры материала, улучшению его физико-технических показателей.

Последующая скорость охлаждения более 60 град/ч приводит к образова5

50 нию трещин, из-за p.oTopt,lx происходит

60-70Ж брака изделий, а меньшая скорость охлаждения удлиняет техноло— гический цикл.

Были проведены опытные плавки в трехфазной электродуговой печи шихты огнеупоров форстеритохромитового со— става на основе шлаков феррохромного производства и отходов производства асбеста.

Расплав, нагретый до 2400 К, разливали в графитовые формы. Получены огнеупорные блоки размерами 150 х х 150 х 230 мм следующего фазового состава, вес.Е:

Форстерит 36-60

Периклаз 1-15

Хромшпинелид 25-50

В качестве нагревателя для управления процессом охлаждения использовали источник индукционного нагрева мощностью 24 кВт с плавной регулировкой тока.

Свойства огнеупоров, полученных по предлагаемому (режимы 4) и из-, вестному способам, приведены в таблице.

Изделия, полученные по известному способу, с отжигом в термоящиках, уступают по своим характеристикам изделиям, полученным предлагаемым способом, имеют высокую (до 127) пористость, трещины.

Таким образом, на начальной стадии осуществления способа для формирования беспористой структуры изделий расплав выдерживают в форме с температурой 2173-2073 К. В этот период происходит медленное охлаждение расплава от температуры разливки до температуры формы, в расплаве формируются и удаляются пузырьки растворенных газов..

В период охлаждения расплава от

2173-2073 К и выдержки при 19731925 К происходит кристаллизация хромшпинелида и форстерита. На этом этапе формируется мелкокристаллическая структура материала, определяющая

его повышенную термостойкость.

Этап охлаждения со скоростями не

У превьппающими 60 град/ч, до температуры окружающей среды позволяет получить отливки без трещин, так как при этих скоростях развивающийся градиент температур не приводит к возникновению внутренних напряжений вьппе критических.

3 1260362 4

Полученные по предлагаемому спосо- тем плавления шихты, разливки в форбу плавленолитые форстеритовые и фор- му и ступенчатого охлаждения с изостеритохромитовые огнеупоры обладают термическими выдержками, о т л и высокими физико-техническими характе- ч а ю шийся тем, что, с целью ристиками (открытая пористость 4- g. уменьшения пористости и повышения

4,17, предел прочности при сжатии термостойкости изделий, разливку про210 MIIa), что позволяет заменить до- водят в нагретую до 2173-2073 К форрогостоящие ппотные периклаэохроми- му, выдерживают отливку в течение товые огнеупоры в ряде металлургичес- О, l 0,5 ч при этой температуре, эаких агрегатов. 10 тем снижают температуру со скоростью

200-250 град/ч до 1973-1925 К, выФормула и э о б р е т е н и я держивают 2-3 ч, после чего снижают

Способ получения форстеритовых и температуру со скоростью 50-60 град/ форстеритохромитовых огнеупоров пу- /ч до температуры окружающей среды.

Режимы охлаждения и свойства огнеупоров, полученных по предлагаемому и известному способам

Откры1 тая

СкоТермостойТемпеСко- ТемпеВремя выВремя

2-й

Режим аракеристика рость охлажратура

2-й ратура формы, К рость охлаждения, град/ч кость (!573 К; вода) порис тость, Ж держки, ч

ыдержи, ч дения, град/ч выдержки, К

Предлагаемый 221! 773 3 00,1 250

4,1

2-3

1973 2

1925 3

Трещины и стеклофаза отсутствуют

4,0

2-3

2 2073 0 5 200

3 2073 0,5 200

4,0

2-3

1925 2,5 55

4,1

4 2143 0,1 250

2-3

1973 2

Известный 2143 0 05 300 1870 6

2-3Х стек8-12 лофазы, 0-1

60 трещин нет

Составитель Л. Булгакова

Редактор А. Огар Техред К.Попович Корректор О. Луговая

Заказ 5187/20 Тираж 640 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4