Шихта для изготовления периклазошпинелидных низкокремнистых огнеупоров

 

Использование: для футеровки тепловых агрегатов в черной и цветной металлургии. Сущность изобретения: шихта включает 10 - 50 мас.% зернистого плавленного однофазного шпинелида сложного состава, в котором соотношении MgO/Cr₂O₃ составляет 0,35 - 0,65, 30 - 50 мас.% зернистого плавленого периклаза и остальное - дисперсный плавленный магнезиальный компонент. Характеристика изделий после обжига при 1900^oС: термостойкость до службы (1300^oС - вода) 11 - 14 теплосмен, термостойкость после службы (1300^oС - вода) 2 - 3 теплосмены. 2 табл.

Изобретение относится к производству низкокремнистых периклазошпинелидных изделий и может быть использовано при изготовлении изделий для футеровки тепловых агрегатов в черной и цветной металлургии, в основном для агрегатов вторичной металлургии. Цель изобретения повышения увеличения термостойкости и сопротивления к структурному трещинообразованию и скалыванию при пропитке шлаком. Однофазный шпинелид сложного состава впервые получен методом плавки "наблок" из хромконцентрата и имеет следующие соотношения оксидов: 0,35-0,65; 0,16-0,18 В отличие от плавленного хромшпинелида (ТУ-8-444-83), применяемого в прототипе, состоящего из двух кристаллических фаз периклазовой матрицы и матрицы шпинелида переменного состава, полученный шпинелид представлен однородными плотно сросшимися кристаллами хромшпинелида. Присутствие одной кристаллической фазы делает материал однородным, что приводит к увеличению сопротивления огнеупора трещинообразованию и скалыванию под воздействием агрессивных шлаков. Увеличение соотношения > 0,65 и > 0,18 приводит к снижению сопротивления скалыванию, а при < 0,35 и < 0,16 снижается термостойкость о гнеупора. Вводимый в шихту зернистый плавленый периклаз также представляет собой однофазный материал в отличие от плавленного зернистого периклазохромита, состоящего из двух кристаллических фаз. Взаимодействие кристаллических фаз двух однофазных материалов приводит к образованию между ними промежуточного слоя, вероятно, способствующего получению более стойкого каркаса, а также увеличению термостойкости. При введении зернистого плавленного периклаза в количестве менее 30 мас. и менее 10 мас. зернистого плавленного шпинелида резко снижается как термостойкость, так и сопротивляемость к скалыванию и трещинообразованию, от введения свыше 55 мас. плавленного периклаза несколько увеличивается сопротивляемость к скалыванию, но при этом остается низкой термостойкость и напротив, введение более 50 мас. плавленного шпинелида несколько повышает термостойкость при низкой сопротивляемости скалываемости под воздействием шлаков. П р и м е р. В работе были использованы следующие материалы; плавленный периклаз фракции 3-0 мм с содержанием, мас. MgO 95,50; SiO₂, 0,98, CaO 3,52; дисперсный плавленный периклаз фракции <0,063 мм с содержанием, мас. MgO 95,62, SiO₂ 0,95, CaO 3,43; плавленный периклазохромит фракции 3-0 мм с содержанием, мас. MgO 68, 45, Cr₂O₃ 19,28, SiO₂ 1,60, CaO 1,09, Fe₂O₃ 5,26, Al₂O₃, 4,32, Δm_npk+0,18; плавленный хромглиноземшпинелид фракции 2-0,5 мм с содержанием мас. MgO 44,2, Cr₂O₃ 31,13, SiO₂ 0,67; CaO 1,14; Fe₂O₃ 9,76, Al₂O₃ 13,10; Δm_npk+0,60; однофазный плавленный шпинелид с составами, приведенными в табл. 1; дисперсный плавленный оксидный цирконий. Связка в шихте по прототипу содержит 2% ZrO₂ и 98% дисперсного периклаза. Плавку однофазного плавленного шпинелида проводят в электродуговой печи ОКБ-955Н с параллельно включенными трансформаторами на подине, заправленной магнезитовым порошком. Продолжительность плавки 12 ч. Массу для изготовления образцов готовят вручную, увлажняют с.д.б. плотностью 1,22 г/см³ в количестве 6 мас. от массы шихты и прессуют образцы диаметром 36 мм и высотой 50 мм на лабораторном прессе с удельным давлением 130 H/мм². Обжигают изделия в высокотемпературной туннельной печи до конечной температуры 1900^оС с выдержкой 4 ч. Сопротивление скалываемости и трещинообразованию под воздействием шлака оценивают по величине термостойкости образцов, предварительно обработанных шлаком в вакуумной лабораторной печи при 1600^о в течение 40 мин (термостойкость после службы). Используют шлак, применяемый при обработке стали в агрегатах внепечного вакуумирования стали, с химическим составом, мас. FeO 31,19; CaO 33,87; SiO₂ 40, 30; Al₂O₃ 9,68; MgO 4,75; MnO 5,64. Составы и свойства предлагаемой шихты и шихты-прототипа приведены в табл. 2. Для получения достаточного статистического материала свойства определяли не меньше чем на 5 образцах каждого состава. Следует отметить, что термостойкость до службы образцов прототипа ни разу не превысила 8 теплосмен. Кроме того, существуют акты промышленного изготовления изделий, где термостойкость 90% этих изделий не превышает 8 теплосмен. Из данных табл. 2 является очевидным, что введение в шихту зернистого плавленного периклаза и однофазного шпинелида с отношением 0,16-0,18 и 0,35-0,65 приводит к значитель- ному повышению термостойкости образца до и после службы, а значит и к большему сопротивлению скалываемости и трещинообразования под воздействием шлака.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИКЛАЗОШПИНЕЛИДНЫХ НИЗКОКРЕМНИСТЫХ ОГНЕУПОРОВ преимущественно для агрегатов вторичной металлургии, включающая дисперсный плавленый магнезиальный компонент и зернистый плавленый шпинелид, отличающаяся тем, что, с целью увеличения термостойкости и сопротивления к структурному трещинообразованию и скалыванию при пропитке шлаком, она содержит в качестве зернистого плавленого шпинелида зернистый плавленный однофазный шпинелид сложного состава, в котором соотношение MgO / Cr₂O₃ составляет 0,35 - 0,65, а соотношение Al₂O₃ / Cr₂O₃ 0,16 - 0,18 и дополнительно - зернистый плавленый периклаз при следующем соотношении компонентов, мас.%: Указанный зернистый плавленный однофазный шпинелид - 10 - 50 Зернистый плавленый периклаз - 30 - 55
Дисперсный плавленый магнезиальный компонент - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1