Торкрет-смесь для факельного торкретирования металлургических агрегатов

 

Использование: для ремонта футеровки металлургических агрегатов методом факельного торкретирования. Сущность изобретения: торкрет-смесь включает, мас. %: периклазовый порошок основа; феррохромовый шлак 5-20; зола-унос ТЭЦ 2-10; углеродсодержащее топливо - коксовая пыль 15-30. При этом массовое соотношение феррохромового шлака и золы-уноса ТЭЦ составляет 2,0-2,5. Характеристика: открытая пористость 15,2-17,2%; стойкость 7-9 плавок; коэффициент использования 0,91-0,91. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для ремонта футеровки металлургических агрегатов методом факельного торкретирования.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является торкрет-смесь, включающая мас. огнеупорного магнезиального наполнителя 65-75 и углеродсодержащего материала (коксовую пыль) 25-35.

Преимуществами известного технического решения являются низкая себестоимость торкрет-смеси, а также довольно высокая стойкость покрытия при стабильно высоких температурах за счет использования в качестве огнеупорного компонента магнезиального порошка.

Недостатками известного технического решения являются низкий коэффициент использования торкрет-смеси, низкая адгезия покрытия и низкая стойкость покрытия при службе в термоцикличном режиме, например, в сталеразливочных ковшах, работающих с резкой сменой температуры.

Таким образом, задача повышения коэффициента использования торкрет-смеси, получения покрытия, стойкого к резкому перепаду температур и обладающего высокой адгезией, остается актуальной при данном уровне техники.

Задача решается тем, что торкрет-смесь, включающая огнеупорный магнезиальный наполнитель и углеродсодержащее топливо (коксовую пыль), в качестве магнезиального наполнителя содержит периклазовый порошок и дополнительно золу-унос ТЭЦ и феррохромовый шлак при следующем соотношении компонентов, мас. периклазовый порошок основа феррохромовый шлак 5-20 зола-унос ТЭЦ 2-10 углеродсодержащее топливо коксовая пыль 15-30 При этом массовое соотношение феррохромового шлака и золы-уноса ТЭЦ составляет 2,0-2,5.

В качестве периклазового порошка используют молотые металлургические периклазовые порошки с содержанием МgО не менее 85 по ГОСТ 24862-81 или ГОСТ 10360-85, что обеспечивает высокую огнеупорность покрытия. Феррохромовый шлак является отходом производства феррохрома и имеет следующий состав, мас. СаО 45-55; МgО 8-15; SiО₂ 22-25, Аl₂О₃ 5-8; Сr₂О₃ 5-10, FеО 1-2. По фазовому составу основу феррохромового шлака составляет γ -двухкальциевый силикат.

Зола-унос ТЭЦ представляет собой продукт сжигания твердого топлива и имеет следующий состав, мас. SiО₂ 53,8-56,2; Аl₂О₃ 15,4-19,0; Fе₂О₃ 5,3-6,2; СаО 3,7-4,9; МgО 1,9-2,8; R₂О 3,0-3,5; С_своб 11,9-13,1.

Сочетание в торкрет-смеси периклазового порошка с добавками феррохромового шлака, золы-уноса ТЭЦ и углеродсодержащего топлива (коксовой пыли) позволяет обеспечить высокую адгезию покрытия, а также обеспечить спекание покрытия и стойкость при службе в термоцикличном режиме за счет образования легкоплавкой фазы монтичеллитового состава СаО˙МgО˙SiО₂.

Приготовление торкрет-смеси заявляемого состава производят путем измельчения исходных компонентов до крупности, обеспечивающей проход 90 мас. порошка через сито N 01, например, в трубной мельнице, и последующего смешения компонентов в смесителях любого типа, либо путем совместного помола компонентов до прохода через сито N 01 до 90 мас. на агрегатах типа трубных мельниц, дезинтеграторов или десимембраторов.

Практические испытания заявляемой торкрет-смеси проводили на огневом стенде в лабораторных условиях и при факельном торкретировании 350-т сталеразливочных ковшей конвертерного цеха Череповецкого металлургического комбината.

Составы опробованных торкрет-смесей приведены в табл.1.

На образцах покрытий определяли открытую пористость по ГОСТ 2409-80, коэффициент использования торкрет-смеси по разности между массой поданного порошка и покрытия с учетом сгорания топлива, стойкость покрытия по числу плавок.

Основные характеристики покрытий приведены в табл.2.

Как следует из табл.2, составы 1-3 являются оптимальными.

При повышении содержания углеродсодержащего топлива (коксовой пыли) свыше 30 мас. часть топлива не успевает сгорать в факеле и догорает в покрытии, увеличивая тем самым его пористость. При содержании углеродсодержащего топлива (коксовой пыли) менее 15 мас. не достигается необходимая температура для спекания покрытия.

При содержании феррохромового шлака и золы-уноса ТЭЦ меньше нижних пределов снижается коэффициент использования смеси, так как не образуется необходимого количества жидкой фазы для хорошей адгезии и спекания покрытия. Соотношение феррохромовый шлак:зола, равное 2,0-2,5, оптимально для образования монтичеллитовой связки, которая способствует адгезии покрытия и спеканию. При соотношении шлак:зола более 2,5 образуется избыток двухкальциевого силиката, что приводит к снижению стойкости покрытия из-за сколов. При соотношении шлак: зола менее 2,0 образуется избыток силикатной фазы, снижающей стойкость покрытия.

При содержаниях феррохромового шлака и золы-уноса ТЭЦ, превышающих верхние пределы, образуется большое количество легкоплавкой фазы, что приводит к оползанию покрытия и снижению стойкости.

Формула изобретения

ТОРКРЕТ-СМЕСЬ ДЛЯ ФАКЕЛЬНОГО ТОРКРЕТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ, включающая огнеупорный магнезиальный наполнитель и углеродсодержащее топливо - коксовую пыль, отличающаяся тем, что в качестве магнезиального наполнителя она содержит периклазовый порошок и дополнительно золу-унос ТЭЦ и феррохромовый шлак при следующем соотношении компонентов, мас.%: Периклазовый порошок - Основа Феррохромовый шлак - 5 - 20 Зола-унос ТЭЦ - 2 - 10 Углеродсодержащее топливо - коксовая пыль - 15 - 30 при этом массовое соотношение феррохромового шлака и золы-уноса ТЭЦ составляет 2,0 - 2,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1