Способ получения плавленых огнеупоров

 

Изобретение относится к производству плавленых огнеупоров, используемых для футеровки особо ответственных участков плавильных печей и установок внепечного вакуумирования стали. Целью изобретения является обеспечение комплексного использования минерального цирконийсодержащего сырья и обеспечение извлечения из него тугоплавких редких металлов. В качестве исходного сырья Д1спользуют эвдиалитовый и/или бадделеитовый концентрат. В шихту вводят 1-40Z от ее массы железосодержащий компонент. Для увеличения размеров металлической дозы.охлаждение расплаО ва ведут со скоростью не более 150 С в 1 ч. Получены плавленые огнеупоры с пределом прочности на сжатие 360-510 МПа. Тугоплавкие редкие металлы сконцентрированы в легко отделяемую металлическую дозу (до 10 мас.%). 1 з.п. ф-лы, 3 табл. (Л 00 00 00 05 ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 04 В 35/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3995199/29-33 (22) 04.11.85 (46) 30.08.87. Бюл. 9 32 (71) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им. С.М.Кирова

АН СССР (72) М.Е.Кононов, А.Н.Кулаков, Я.А.Пахомовский и В.А.Иаслобоев (53) 666.76.022.846(088.8) (56) Патент США М 3519448,кл.106-57, опублик. 1970. Литваковский А.А. Плавленые литые огнеупоры. М.: Госстройиздат, 1959, с.257-266. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНЫХ ОГНЕУПОРОВ (57) Изобретение относится к производству плавленых огнеупоров, используемых для футеровки особо от„,SU„„1333670 А1 ветственных участков плавильных печей и установок внепечного вакуумирования стали. Целью изобретения является обеспечение комплексного использования минерального цирконийсодержащего сырья и обеспечение из-. влечения иэ него тугоплавких редких металлов. В качестве исходного сырья ,используют эвдиалитовый и/или бадделеитовый концентрат. В шихту вводят

1-40Х от ее массы железосодержащий компонент. Для увеличения размеров металлической дозы. охлаждение расплао ва ведут со скоростью не более 150 С в 1 ч. Получены плавленые огнеупоры с пределом прочности на сжатие

360-510 ИПа. Тугоплавкие редкие металлы сконцентрированы в легко отделяемую металлическую дозу (до

10 мас.Х). 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

25 концентрат

1 13336

Изобретение относйтся к производству плавленых огнеупаров и может быть использовано при изготовлении, например, сталеразливачных стаканов,, вставок-дозаторов, вкладышей для шиберных затворов и огнеупоров для футеровки особо ответственных участков плавильных печей и установок внепечного вакуумирования стали, 1О

Цель изобретения — обеспечение комплексного использования минерального цирконийсодержащего сырья и обеспечение извлечения из него тугоплавких редких металлов, а также 15 увеличение размеров металлической фазы.

Пример 1. Исходным материалом для плавки служит бадделеитовый концентрат Ковдорского горно-обога- 2р тительного комбината, в качестве стабилизирующей добавки использовали из вестняк Угловского месторождения в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бадделеитовый концентрат 90

Известняк 10

При проведении опытной плавки в процессе ее дополнительно цводили ЗО железосодержащий продукт — магнетитовый концентрат в количестве 1% ат массы шихты. Плавку проводили в электродуговой печи мощностью 60 кВт в восстановительной среде (для чего в шихту дополнительно вводили 5 мас.% графита) при следующем режиме: сила тока 800-1000 А, напряжение 55-60 В, время плавки 3 ч, температура на поверхности расплава 2050-2750 С. Охлаждение блока плавленого материа-о ла со скоростью 50 в i ч, после охлаждения блок дробили и измельчали кусковой материал, после чего на магнитном сепараторе отделяли металлический сплав, содержащий Nb и Та.

Пример 2. Исходными материалами для плавки служили эвдиалитовый и бадделеитовый концентраты„ а в ка-честве модифицирующей добавки использовали кианитовый концентрат и технический глинозем в следующем процентном соотношении, мас.%.:

Бадделеитовый концентрат 55

Эвдиалитовый концентрат 25

Кианитовый.Технический глинозем 25

В качестве асадителя железосодержащего продукта для концентрирования тугаплавких редких металлов дополнительно вводили магнетитовый концентрат в количестве 40 мас.% (сверх

100%). Электроплавку проводили в восстановительной атмосфере, для чего в расплав дополнительно вводили

15% графита при следующем режиме: сила така 600-800 А, напряжение

55-60 В, продолжительность плавки

2 ч, температура проведения плавки о

1900-1950 С, скорость охлаждения расплава и блока 100"С в 1 ч.

В результате электроплавки получен плавленый огнеупорный материал бакораваго состава и металлический сплав, содержащий тугоплавкие редкие элементы Nb, Та и ферросилиций.

Пример 3. Исходными материалами для проведения опытной плавки были использованы эвдиалитовый и кианитовый концентраты с добавлением технического глинозема в качестве модификатора в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эвдиалитовый концентрат 50

Кианитавый

25 концентрат

Технический глинозем 25

В качестве железосодержащего про-. дукта вводили магнетитовый концентрат в количестве 20 мас.% от веса шихты (сверх 100%), а в качестве восстановителя вводили графит в количестве около 10 мас.%, Плавку шихты проводили на блок при следующем режиме: рабочий ток 400-600 А, напряжение 55 В, время плавки 3 ч, температура расплава 1750-1900 С, скорость охлаждения блока 150 С в 1 ч, Затем полученный блок дробили и магнитный сепарацией атделяпи металлический сплав, содержащий тугоплавкие металлы ИЬ, Та и ферросилиций от плавленого огнеупара.

В результате электраплавки получен плавленый огнеупорный материал бакорового (муллиткарундавого с добавкой бадделеита) состава, металлический сплав, содержащий Nb Ta u ферросилиций.

Пример 4„ В качестве исход.ных материалов для плавки использова-.

1333670 лись эвдиалитовый, бадделеитовый и кианитовый концентраты в следующем соотношении, мас.7.:

Эвдиалитовый концентрат ° 25

Бадделеитовый концентрат 25

Кианитовый концентрат 50

Химический состав исходных материалов по примерам 1-4 приведен в табл.1.

В процессе проведения плавки в шихту дополнительно вводили 30 мас.X магнетитового концентрата и 15 мас.X графита. Электроплавку проводили в дуговой печи мощностью 60 кВт при следующем режиме: рабочий ток 500-700 А напряжение 60 В, время плавки 3 ч, о температура расплава 1950 С, скорость охлаждения блока плавленого материала

75 С в 1 ч. После охлаждения блок ; дробили, кусковой материал измельчали и с помощью магнитного сепаратора отделяли металлический сплав, содержащий Nb, Та и ферросилиций.

Химический состав и физико-технические свойства, полученных по примерам 1-4 плавленых материалов приведены в табл.2.

В табл.3 приведен химический сос„:тав ферросплавов, полученных по примерам 1-4 при плавлении цирконийсодержащего минерального сырья.

Анализ результатов, приведенных в примерах 1-4, показывает, что предлагаемый способ позволяет комплексно на основе дешевого огнеупорного минерального сырья получать высокоэффективные плавленые огнеупоры, по физико-техническим свойствам не уступающие лучшим образцам отечественных и зарубежных плавленых огнеупоров, а по некоторым показателям, изобретения

Ф о р м у л а

1. Способ получения плавленых огнеупоров с одновременным получением ферросицилия путемплавления огнеупорного сырья в восстановительной среде, получения блока, охлаждения его, отличающийся тем, что, с целью обеспечения комплексного использования минерального цирконийсодержащего сырья и обеспечения извлечения из него тугоплавких редких металлов, в качестве исходного минерального сырья используют эвдиалитовый и/или бадделеитовый концентрат и в шихту вводят 1-40Х

40 oT ee массы железосодержащий zoM понент.

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью уве. личения размеров металлической фазы, охлаждение расплава ведут со о скоростью не более 150 С в 1 ч. например по пределу прочности при сжатии, превышающие их за счет армированности материала кристаллами корунда, муллита и бадделеита. Данный

5 метод позволяет извлекать из исходного цирконийсодержащего минераль, ного сырья тугоплавкие редкие металлы Nb, Та с высокой степенью извлечения. Содержание указанных тугоплавких редких металлов в получаемом плавленом огнеупоре составляет

1 ° 10 4 X. По предлагаемому способу .получают до 10 мас.Х легко отделяемой металлической фазы, концентрирующей тугоплавкие редкие металлы, Предлагаемый способ расширяет сырьевую базу огнеупорной промышленности и ферросплавного производства, позволяет повысить комплексность использования минерального сырья, создать безотходную технологию.

ll

С »С л а оо

С1 а л л с ñ

СЧ сГ в л оо

СЧ с х

Ц

Фф, c It

С 4 л л с о

Сс1 л л о сч

M л л оо

1 оr

СЧ Р1 л л о о

ОО а л о1 а о. ол а со

I ое л л оо

1 л

О сч л в оь

» — 1 л л со

С4 О а л оо

- СЧ а ° оо! ос а О

1 т Ц. ) л в о о

o e л л

- СЧ л а оо

СЧ Р1 л л оо

I о о л л ео

СЧ! - С 4 л л ос и л ь

CV < л а оо

1 сЧ Ch л л .оо

° — 1/1 а в оо

1 ос л л

Ю О

ОО а а

ОС1 б л о со л

Р ) / ! с с л л во

1 о е

СЧ С 1 л л оо

° л

lA а

1 о л л л

I о о л л

Оо о

tfl л о

I— с

С»

Э 1

I Р»

14 1

M I.

t оо л а ил

С 1 С") I ос л в

4 О

С") С»1

СЧ С»1

a a оо

1 оо а а

СС) О

1 оо

° л

О1 СЧ

c o а л

СО

О1 СЬ

)Я

44

Ф О о

& х э х

Э х о

I о >хх

ЭКЭ

1 Р э (U х

1

g Ch э о

m I

О, О х

5 е.»

С»1 л

OQ

СЧ

»

С 1 ез

Ю I

»4 1

1 Сь

I Е-»

Г 1

1a I с

»4 1

) Й а!

Ю l

I O

1 с» I! Р» I

I I

Г 1!

I O г I 4 1

1 Е I

1 I

1 1! Ю

1»4.1

"-1 м ctI 1

° у. 3

- I о, I х dpi I х! 1 хо!Ю Ю!! у!о о — Ч

4С I е э!о

Х I »» I

Э I.

l »» о!Ю

O ° 4

)Я .й ЭЯ

% »4

О 1- Р о ю

Х А & О

Э I» Х Х 1:Х

Э Э Э Э х

Э О m o

СО М 01 14

1333670

С ) О 1 Л л в л со сч

СЧ С 1 ч л л л оо о

СO л в а оо о!

СЧ О сГ л л л ОЛ С сЛ»4

I о со т л л л

СО & СЧ

С ) С" ) 1

СЧ 2 л л л

oo o

1333670

Комп6ненты и свойства

Плавленый материал, полученный по примерам

1 2 3 4

30,0

34,0

94,0

10,0

Zr0

0,2

0,3

0,5

0,3

Fe 0

БдО

0,8

15,0

34,0

30,5

48,0

0,4

50,5

Al Оз

35,5

0,2

0,3

0,25

0,3

Мро

1,3

4,6

2,6

СаО

1,5 т10

0,5

0,4

0,1

0,3

Р О

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0 5

0,7

0,6

0,2

0,1

0,1

0,2

5,50

3,7

3,3

3 5

Открытая пористость,Ж 2,9

2,5

0,5

2,0

450

510

360

430

Огнеупор0 ность, C

Более

1750

Более

1750

Более

2000

Более

1750 (Иа,К) О

TR203

Кажущаяся плотность, г/см з

Предел прочности при сжатии, MIIa

Габлица2 I I

1333670

Таблица 3

1 1

Металличе ский сплав, полученный по примерам

Компоненты

2 1 3 4

45,0 34,0 40,0

34,0 45,0 35,2

8,5 10;0 9,0

53 0

25,5

15,0

Та

14 05 06

0 5

1,2 3,5 3,0

3 5 55 50

5,5

0,5

0,2 0,1 0,2

0,1

0,0

62 20 70

Составитель Л,Булгакова

Редактор Н.Кявтулинец Техред М.Ходанич.

Корректор И.Муска

Заказ 3923/22 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4