Способ изготовления футеровки тепловых агрегатов из сухих набивных масс

 

Сущность изобретения: футеровку изготовляют путем набивки сухой набивной массы по шаблону (Ш), имеющему на рабочей поверхности компенсационный слой, например, из рубероида. После набивки производят нагрев футеровки совместно с шаблоном до температуры 200-500°С. Осуществив выдержку при конечной температуре, шаблон извлекают и осуществляют дополнительный нагрев футеровки до 900-1300°С (агрегаты для плавки сплавов на основе Zn, AI, Си до 900-1100°С, агрегаты для плавки сплавов на основе Ре до 1100-1300°С). 2 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э F 27 О 1/16

ГОСУДАРСТВЕН10Е ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4917211/02 (22) 05.03.91 (46) 15.06.93. Бюл. hk 22 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (72) В.Н.Тонков, Б.И.Юдавин и M.Á.Oðæåõ (73) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (56) Авторское свидетельство СССР

hk 1483223, кл. F 27 О 1/16, 1987. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФУТЕРОВКИ ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ ИЗ СУХИХ НАБИВНЫХ МАСС

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в других отраслях промышленности при изготовлении монолитной футеровки тепловых агрегатов, на-. пример, индукционных печей, разливочных ковшей, элементов плавильных и прокалочных печей.

Целью предлагаемого способа является повышение надежности футеровки за счет создания бездефектной структуры ее рабочей зоны.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления футеровки тепловых агрегатов иэ сухих набивных масс, включающем набивку футеровки по шаблону, имеющему на рабочей поверхности компенсационный слой, первоначальный нагрев футеровки до 200-500 С, извлечение шаблона, нанесение на рабочую поверхность футеровки связующего, а затей защитного покрытия на основе огнеупорного компонента и связующего, „„Я2„, 1822490 А3 (57) Сущность изобретения: футеровку изготовляют путем набивки сухой набивной массы по шаблону(Ш), имеющему на рабочей поверхности компенсационный слой. например, из рубероида. После набивки производят нагрев футеровки совместно с шаблоном до температуры

200 — 500 С. Осуществив выдержку при конечной температуре, шаблон извлекают и осуществляют дополнительный нагрев футеровки до 900 — 1300 С (агрегаты для плавки сплавов на основе Zn, Al, Cu до 900-1100 С, агрегаты для плавки сплавов на основе Fe до 1100-1300 С). 2 з.п.ф-лы, загрузку металлической шихты или расплава и дальнейшего нагрева футеровки до ее спекания, согласно изобретению, после извлечения шаблона проводят дополнительный нагрев футеровки до 900-1300 С. При этом дополнительный нагрев футеровки при плавке сплавов на основе Zn, Al, Cu проводят до 900-1100 С, а дополнительный нагрев футеровки при плавке сплавов на основе F6 проводят до 1100-1300 С.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка универсального способа изготовления футеровок тепловых агрегатов и сухих набивных масс, приемлемого как для низкотемпературных агрегатов, (с температурой плавлении ниже

900 С), так и для высокотемпературных агрегатов (с температурой плавления выше

1100 С).

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.

1822490

Огнеупорную фугеровку можно спечь при достаточно низкой температуре, например 200 — 500 С, в этом случае требуется введение большого количества спекающей добавки, увеличение спекающей добавки приводит к увеличению количества стекловидной фазы в огнеупорной футеровке и дополнительному ее эрозионному износу.

В предложенном способе спекание футеронки достигается введением дополнительных операций: высокотел1пературный нагрев и естественное охлаждение, следующее за извлечением шаблона.

Это создает условия для выявления всех дефектов огнеупорных футеровок до загрузки металло. Эти дефекты обусловлены неоднородностью массы при послойной засыпке массы и недостаточном качестве набивки, вследствие геометрии тигля.

Выбранный температурный интервал

900 — 1300ОС обеспечивает достаточное спекание керамической массы до контакта с распланом (иэ всех видов огнеупорных материалов; кислых, HOATpoëüíûõ или основных), при этом спекание идет без увеличения спекзющей добавки, понижающей огнеупорность футеровки, Последующее oxpàæäåíèå способствует выявлению существу ащих дефектов (трещины, поры...).

Последующая пропитка связующим и нанесение эагцитного покрытия оыпопняет как бы функци о "запечинания" ныянпенных дефектов футеронки причем дополнительные дефекты, связанные с геометрией футеронки Lf неоднородностью структуры не обраэуютсл, т.к. структура рабочеи зоны огнеупорного тигля у ке сформирована дополни гепьным обжигом, Предлагаемый способ поэноплет изготонить футеровки агрегатон как дпя выплавки низкотемпературных сплавов на основе

Zn. И, Cu, n этом случае нагрео осугцестнляют до 900 — 1100 С (это обусловлено видом огнеупорного Moòopf,ëëà), так и для случая изготовления футеронки агрегатондпл планки сплавов на основе Fe, тогда нагрев осущастнпяют до 1100-1300 С (также определяется видом огнеупорных материапоо).

Нагрев футерооки до температуры ниже

900"С не обеспечивает необходимой ее прочности для контакта с распланом или металлической шихты, т,к, при рациональном содержании спекающей добавки этой температуры недостаточно для спекания огнеупорной массьь

Нагрев футеронки выше 1300"С нецелесообразен, т.к. процесс формирования стоуктчоы пабочей 3olff,f футеронки, обеспе:инающий достаточную прочность за счет

55 керамического спекания, завершаегся до

1300 С. Кроме того, осуществление нагрева более 1300 С требует установки дополнительного оборудования с применением эффективной теплоизоляции, т.е. дополнительных капитальных затрат.

Пример 1. На наружной поверхности шаблона индукционной тигельной печи для плавки алюминиевых сплавов ИАТ-10 закрепляется компенсационный слой из бумаги толщиной 1 — 2 мм. Далее производится набивка подины, установка шаблона и набивка стен тигля. Для набивки применяется масса включающая по массовой доле 82 корундошпинельного материала, 4;(, борной кислоты. 14 алюмосиликатного материала, включающего 70 шамота и 30 огнеу по р ной глин ы.

Набивка футеровки производится с помощью пневмотрамбовки.

Первоначальный нагрев осуществляется с помощью электронагревателя сопротивления до температуры 200 С в нижней части тигля и 500 С в верхней. После охлаждения и извлечения шаблона последующий нагрев производится газовой горелкой до температуры 900 С в нижней части тигля и

1100 С в верхней. Выдержка 5 — 10 ч. Далее тигель охлаждается в ес ественных условиях. Поверхность тигля тщательно очищается и пропитывается раствором необходимой консистенции, содержащим тонкомолотый огнеупорный компонент набивной массы и фосфатное связующее, Образующиеся трещины и неровности футеровки промаэываются составом массы зернистостью менее

1,5-2,0 мм, увлажненной фосфатным связующим. Далее на поверхность тигля наносится защитное покрытие, содержащее компоненты массы зернистость менее 1,0 мм с добавкой 10 фтористого кальция, затворенного фосфатным связующим. После сушки в течение 2-4 часов производится загрузка шихтой, наплавление полного тигля, перегрев металла до 900-1100 С, охлаждение до температуры эксплуатации.

Пример 2. На наружной поверхности шаблона сталеразливочного ковша СК-130 закрепляется компенсационный слой из бумаги или графитовой смеси, краски и т.д, то щиной 1 — 2 мм. Далее производится набивка днища, установка шаблона, набивка рабочего слоя футеровки ковша. Для набивки применяется масса, содержащая по массонои доле 1.5-2,5 борной кислоты, 2-3 молотого силиката натрия и остальное кварцит.

Первоначальный нагрев осуществляется с помощью газовой горелки до темпера1822490

Составитель Г.Климова

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор

Заказ 2122 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 туры 200 С в нижней части футеровки и до

500 С в верхней.

После охлаждения и извлечения шаблона последующий нагрев производится до температуры 1100ОС в нижней части футеровки и до 1300 С верхней.

Далее футеровка охлаждается в естественных условиях и тщательно очищается. С помощью торкретустановки производится пропитка футеровки и нанесение защитного покрытия.

Для нанесения покрытия применяются массы на основе кварцита и жидкого стекла или муллитовые массы на растворе лигносульфоната натрия.

Далее производится запуск ковша в эксплуатацию путем нагрева газовой горелкой футеровки до 1200 — 1300 С, заливкой металла при 1670-1700 С и выдержкой в течение 1 — 3 ч.

Преимущества предлагаемого способа:

Способ позволяет многократно использовать металлический шаблон, т.к. первоначальный нагрев осуществляют только до

500 С. При этой температуре шаблон не деформируется от перегрева.

Способ универсален, т.к. может реализоваться на огнеупорных массах различных составов и на тепловых агрегатах с широким диапазоном температур выплавляемого металла.

Формула изобретения

1, Способ изготовления футеровки теп5 ловых агрегатов из сухих набивных масс. включающий набивку футеровки по шаблону, имеющему на рабочей поверхности компенсационный слой, первоначальный нагрев футеровки до 200 — 500 С, извлечение

10 шаблона, нанесение на рабочую поверхность футеровки связующего, а затем защитного покрытия на основе огнеупорного компонента и связующего, загрузку металлической шихты или расплава и дальнейший

15 нагрев футеровки до ее спекания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности футеровки за счет создания бездефектной структуры ее рабочей зоны, после извлечения шаблона проводят допол20 нительный нагрев футеровки до 900—

1300 С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный нагрев футеровки при плавке сплавов на основе Zn, Al, Cu

25 проводят до 900 — 1100 С, 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный нагрев футеровки при плавке сплавов на основе Fe проводят до 1100-1300 С.