Способ изготовления периклазоуглеродистого огнеупора

 

Изобретение относится к способам изготовления периклазоуглеродистых огнеупоров. Целью изобретения является повышение стойкости огнеупора в службе за счет снижения степени выгорания углерода Огнеупор изготавливают путем дозирования и смешивания периклазового порошка, графитовой спели и смолы одновременно в одном смесителе Степень выгорания углерода составляет 16,9 - 134,5 мг/см при вьщержке при 600 С в тече-i ние 5 ч„ 2 табЛо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYEiËÈÍ (19) <И) )) 4 С 04 В 35/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3961077/29-33 (22) 05.10.85 (46) 07.09.87. Бюл. Р 33 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (72) Л.Б.Хорошавин, В.А,Перепелицын, В.С.Турчанинов, В.С.Плотников, А.Ф.Кравченков, К.Г.Куртеев, Е.Г.Креккер, В.И.Попова, Л.Б.Романовский и Л.В,Иващенко (53) 666.763.42 (088,8) (56) Заявка Японии ))- 56-17976, кл. С 04 В 35/00, С 04 В 35/16, 1981, Авторское свидетельство СССР

Ф 510456, кл. С 04 В 35/20, 1976, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИКЛАЗОУГЛЕРОДИСТОГО ОГНЕУПОРА (57) Изобретение относится к способам изготовления периклазоуглеродистых огнеупоров. Целью изобретения является повышение стойкости огнеупора в службе за счет снижения степени выгорания углерода. Огнеупор изготавливают путем дозирования и смешивания периклазового порошка, графитовой спели и смолы одновременно в одном смесителе. Степень выгорания углерода составляет 16,9 — 134,5 мг/см при выдержке при 600 С в тече-s ние 5 ч. 2 табл.

35552

1

13

Изобретение относится к огнеупорной прЬмышленности и может быть использовано в черной и цветной металлургии для изготовления футеровок тепловых агрегатов, например конвертеров, электросталеплавильных печей и других.

Цель изобретения — повышение стойкости огнеупора в службе за счет снижения степени выгорания углерода.

Графитовая спель представляет собой отход производства„ образующийся, например, при переливе чугуна, вследствие его охлаждения и выделе- ния растворенного в нем углерода, в, виде чешуек графита совместно с частицами чугуна и шлака. Химический состав графитовой спели следующий,7.: углерод в виде графита 50-80, железо и его различные оксиды до 30; диоксид кремния 3-5; оксиды кальция и примеси марганца, никеля и хрома

1-5. По фазовому составу графитовая спель представляет собой сросток частиц графита с включениями железа, его различных оксидов, микрочастиц шлака, представленного сростком стекла и минералов группы мелилита.

Иеханизм формирования периклазоуглеродистого огнеупора предлагаемого состава заключается в смачивании смолой графитовой спели, полимеризации смольt при низких температурах и образования тем самым прочного каркаса между зернами периклазового порошка и графитовой спели, С повышением температуры в условиях службы о огнеупора до 520-640 С происходит удаление летучих веществ из смолы и периклазового порошка. Дальнейшее повышение температуры приводит к окис лению графитовой спели с образованием оксидов углерода и железа. Первые образуют восстановительную среду, препятствующую дальнейшему окислению графитовой спели, а вторые реагируют с периклазом с образованием высокоогнеупорных соединений — магнезиовюстита и магнезиоферрита по реакциям

2С + Π— 2СО;

2СО + 0 2СО ;

2Fe + О, 2Fe0;

4Fe0 + О 2Ге 0 ;

MgO + FeO MgO FeO

MgO + Fez0,Мя0 Fez0

Реакция образования магнезиовюстита и магнезиоферрита сопровождается увеличением объема примерно на 7X., 5

40 что приводит к уплотнению структуры периклазоуглеродистых изделий, препятствует тем самым диффузии в них кислорода. При высоких температурах в изделиях существует восстановительная среда, зерна периклаза связаны высокоогнеупорными магнезиальножелезистыми соединениями, препятствующими выгоранию углерода. Сохранение углерода при температуре службы периклазоуглеродистого огнеупора за .счет уплотнения его структуры является основой повышения его стойкости в футеровках тепловых агрегатов, например конвертеров и электросталеплавильных печей.

Преимущество одновременного смешения всех компонентов в одном смесителе заключается в том, что введение графитовой спели совместно с крупнозернистым и тонкомолотым периклазовым порошком, а также со смолой приводит к одновременному покрытию зерен всех компонентов и частиц смолы графитовой спелью. Это обуславливает уменьшение коэффициента внутреннего трения оцновременно всех зерен, что приводит к повышению пластичности и гомогенности массы.

Периклазоуглеродистый огнеупор получают следующим образом.

Все компоненты дозируют и одновременно смешивают в одном смесителе в течение 5 — 15 мин.

Полученную массу подают на формование изделий методами прессования, трамбования или вибрации при температуре не более 120 С. Изделия без сушки или после сушки в восстановительной среде при 170-300 С (в течение 1-2 сут) отгружают потребителям, Изделия без сушки имеют достаточные прочность и плотность. Поэтому целесообразность сушки изделий определяется только стсутствием условий коксования футеровок тепловых агрегатов из периклазоуглеродистых огнеупоров. Например, для конвертеров и сталеразливочных ковшей сушить периклазоуглеродистые огнеупоры нецелесообразно ввиду наличия условий для их коксования, в электросталеплавильных печах возможно организовать их коксование, а для сводов и стен мартеновских печей, нагревательных плит необходимо использовать периклазоуглеродистые огнеупоры только после их сушки, з

В качестве периклазового порошка можно использовать плавленый периклаз, его недоплав (корку) и периклазоизвестковые порошки, соответствующие

ГОСТУ. Смолы можно использовать раз-, личного вида; каменноугольные, нефтяные, фенолформальдегидные и др.

Для изготовления контрольных образцов по предлагаемому способу и из в 10 вестному используют спеченный периклазовый порошок фракций 3,0

1 0 мм и менее 0,06 мм, изготовляемых и применяемых для производства периклазовых, периклазохромитовых 15 и хромитопериклазовых изделий, раствор сульфитно-спиртовой барды (лигно9 сульфонатная смола) пл. 1,22 г/см чешуйчатый графит, каменноугольную препарированную смолу коксохимическо- 20

ro производства, соответствующую

ТУ, фенолформальдегидную смолу — жидкий бакелит, алюмофосфат и графитовую спель конвертерного цеха, Пример I (известный). Массу 25 для периклазоуглеродистых образцов приготовляют последовательным смешением 60 мас. спеченного периклазового порошка фракции 3-1 мм с 3 мас,7 связки (линосульфонатная смола и 30 алюмофосфат 1:1) в течение 3-5 мин, добавляют 5 мас. графита, смешивают

3-5 мин, добавляют 32 мас, . тонкомолотого периклазового порошка фракции менее 0,06 мм. Массу перемешивают

3-5 мин и из этой массы прессуют образцы высотой и диаметром по 50 мм при удельном давлении 125 МПа. Обо разцы обжигают при 1600 С {5 ч выдержки) в воздушной среде и по вели- 40 чине потери массы до и после обжига определяют степень выгорания углерода .

6ш = аС/S где Ь m - степень выгорания углеро45

С да, мг/см

ЬС вЂ” уменьшение массы углерода после обжига, мг;

S - площадь выгорания, см

-50

Пример 2 (контрольная шихта) .

Массу для периклазоуглеродистых образцов приготовляют одновременным смешением следующих компонентов, мас. : спеченный периклазовый порошок фракции 3-1 мм и менее 0,06 мм 79 чешуйчатый графит 15; каменноугольная смола 6, одновременно в одном смесителе в течение 10-15 мин. Из этой массы

52 прессуют образцы высотой и диаметром по 50 мм при удельном давлении 125 МПа .

Образцы обжигают при 1600 C (5 ч выдержки) в воздушной среде и аналогично примеру 1 определяют степень выгорания углерода.

Пример 3. Массу для периклазоуглеродистых образцов приготовляют одновременным смешением следующих. компонентов, мас.7: спеченный периклазовый порошок фракции 3-1 мм и менее 0,06 мм 94 графитовая спель 3, 1 каменноугольная смола 3 в одном смесителе 10-15 мин. Из этой массы прессуют образцы высотой и диаметром по

50 мм при удельном давлении 125 МПа.

Образцы обжигают при 1600 С (5 ч выдержки) в воздушной среде и аналогично примеру 1 определяют степень выгорания углерода.

Составы масс и свойства образцов, изготовленных из них по предлагаемому способу и известному (технология изготовления образцов в примерах 4-7 аналогична примеру 3) приведены в табл. 1 .

Как видно из табл.1, в изделиях, полученных по предлагаемому способу, степень выгорания углерода в среднем в 3-8 раз меньше, чем в известном, Свойства периклазоуглеродистых изделий, полученных по двум технологиям, после 1 сут. хранения (без сушки) приведены в табл .?.

Периклазоуглеродистые изделия, изготовленные по технологии одновременного смешения компонентов, имеют более высокую прочность, меньшую гористость и повышенную кажущуюся плотность по сравнению с изделиями, изготовленными по технологии последовательного смешения компонентов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ изготовления периклазоуглеродистого огнеупора путем дозирования, смешивания периклазового порошка, графитсодержащего компонента и смолы и формования смеси, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его стойкости в службе за счет снижения степени выгорания yr70-94

3-20

3-)0

Таблица 1

Содержание компонентов, мас,%

Состав

КаменноГрафитовая

Спеченный пеугольная смола спель риклазовый порошок

Чешуйчатый гра- 6 фит 15

Известный

448,7

Предлагаемый

45,2

134,5

16,9

79

38,2

70

29,2

Таблица 2

Показатели по технологии смешения компонентов

Свойства одновременного последовательного

Предел прочности при сжатии, МПа.39, 7

31,6

Открытая пористость, %

5,4

7,6

Кажущаяся плотность, г/см

2,83

2,78

BHHKIH Заказ 4016/21 Тираж 587 Подписное

Произв. -полигр. нр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1335552

Мерода,. в качестве графитсодержащего компонента используют графитовую спель, а смешивание ведут одновременно в одном смесителе при следующем

5 содержании компонентов, мас.%:

Периклазовый порошок

Графитовая спель

Смола

Фенолформальдегидная смола

Степень выгорания углерода при

1600 С (5 ч выдержки), мг/см