Способ получения огнеупорного фильтра

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть применено для механохимического рафинирования расплавов цветных и черных металлов путем пропускания их через фильтры. Способ получения огнеупорного фильтра включает формование огнеупорной массы с использованием удаляемых элементов в качестве которых используют выгорающие элементы (ВЭ). При распределении огнеупорной массы среди ВЭ образуются каналы переменного сечения. Соотношение площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала 5-30. Соотношение площади поперечного сечения модуля фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов 0,190-0,715 на 1 см толщины фильтрующего слоя. Уплотняют под нагрузкой 2-100 кг/см² до плотности стенки 2,15-2,55 г/cм³ и обжигают до плотности изделия 0,50-1,90 г/см³. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить степень очистки расплавов металлов, включая сталь, регулировать соотношение площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала и соотношение площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть применено для механохимического рафинирования расплавов цветных и черных металлов путем пропускания их через фильтры.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения огнеупорного фильтра, заключающийся во введении ячеистого пенополиуретана в огнеупорную алюмосиликатную массу, сушке и обжиге. На рабочую поверхность фильтра наносят покрытие из углерода (пат. 5104540 США, кл. C 22 B 15/00, B 22 C 6/08).

Недостатком известного способа является нерегулируемое соотношение площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала, нерегулируемое соотношение площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов, а также невозможность качественного рафинирования стали из-за растворения в ней углерода покрытия и вторичного загрязнения стали алюмосиликатами фильтра.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение высокой степени очистки расплавов металлов, включая сталь, обеспечение регулирования соотношения площади рафинирующей поверхности к площади наименьшего сечения канала, соотношения площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в формовании огнеупорной массы с использованием удаляемых элементов, сушке и обжиге, причем огнеупорную массу в процессе формования распределяют среди выгорающих элементов, образующих рафинирующую поверхность каналами поперечного сечения с соотношением площади рафинирующей поверхности канала и площади наименьшего сечения канала 5-30 и соотношением площади поперечного сечения модуля фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов 0,190 - 0,715 на 1 см толщины фильтрующего слоя, дополнительно уплотняют под нагрузкой 2 - 100 кг/см² до плотности стенки 2,15 - 2,55 г/см³, обжигают до плотности изделия 0,5 - 1,90 г/см³.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Пример 1. Набивают из зернистой массы пластину шириной 65 мм, на которую укладывают параллельно призматические выгорающие элементы длиной 65 мм, засыпают их той же массой и уплотняют массу на вибростоле под нагрузкой 2 кг/см² до плотности стенки 2,15 г/см³. Модуль фильтра толщиной 65 мм сушат и обжигают до плотности 1,90 г/см³.

Получают модуль фильтра с соотношением площади рафинирующей поверхности к площади наименьшего сечения канала 5 на 1 см толщины фильтрующего слоя и с соотношением площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов 0,715 на 1 см толщины фильтрующего слоя.

Пример 2. Известковую зернистую массу распределяют среди параллельных выгорающих круглых стержней различной площади поперечного сечения. Массу уплотняют на прессе при удельном давлении 100 кг/см² до плотности стенки 2,30 г/см³. Модуль фильтра толщиной 50 мм сушат и обжигают до плотности 0,71 г/см³. Получают модуль фильтра с соотношением площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала, равным 10 на 1 см толщины фильтрующего слоя, и с соотношением площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов 0,65 на 1 см толщины фильтрующего слоя.

Пример 3. Известковую зернистую массу распределяют среди выгорающих элементов в виде усеченного конуса таким образом, чтобы они после выгорания образовывали сквозные каналы. Массу уплотняют на вибростоле под нагрузкой 50 кг/см² до плотности стенки 2,55 г/см³. Модуль фильтра толщиной 130 мм сушат и обжигают до плотности 0,50 г/см³.

Полученный модуль фильтра с соотношением площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала, равным 30 на 1 см толщины фильтрующего слоя, с соотношением площади поперечного сечения к площади рафинирующей поверхности каналовб равным 0,190 на 1 см толщины фильтрующего слоя.

Пример 4. Известковую зернистую массу распределяют среди выгорающих элементов в виде усеченных шаров таким образом, чтобы они образовывали после выгорания сквозные каналы. Массу уплотняют на вибростоле под нагрузкой 10 кг/см² до плотности стенки 2,45 г/см³. Модуль фильтра толщиной 65 мм сушат и обжигают в условиях, исключающих гидратацию извести, до плотности 1,55 г/см³.

Получают модуль фильтра с соотношением площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала, равным 10 на 1 см толщины фильтрующего слоя, и с соотношением площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов 0,310 на 1 см толщины фильтрующего слоя.

При соотношении площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала больше 30 и при соотношении площади поперечного сечения модуля фильтра к площади рафинирующей поверхности меньше 0,190 на 1 см толщины фильтрующего слоя скорость протекания металла через фильтры недостаточна для нормального течения разливки.

При соотношении площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала меньше 5 и при соотношении площади поперечного сечения модуля фильтра к площади рафинирующей поверхности больше 0,715 на 1 см толщины фильтрующего слоя снижается эффективность фильтрации расплава металла.

Уплотняющая нагрузка менее 2 кг/см² не позволяет достичь необходимой плотности стенки. Уплотняющая нагрузка более 100 кг/см² приводит к перепрессовке фильтра. Плотность стенки более 2,55 г/см³ практически недостижима, при плотности стенки менее 2,15 г/см³ ее прочность недостаточна.

При плотности фильтра после обжига более 1,90 г/см³ его пропускная способность недостаточна. Плотность фильтра после обжига менее 0,50 г/см³ практически недостижима.

Из представленных примеров следует, что предлагаемое техническое решение позволяет регулировать соотношение площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала и соотношение площади поперечного сечения фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов, а также повысить степень очистки расплавов, включая сталь.

Формула изобретения

Способ получения огнеупорного фильтра, включающий формование огнеупорной массы с использованием удаляемых элементов для образования в огнеупорной массе каналов, образующих рафинирующую поверхность, сушку и обжиг, отличающийся тем, что в качестве удаляемых элементов используют выгорающие элементы, среди которых в процессе формования распределяют огнеупорную массу, каналы выполняют переменного сечения с соотношением площади рафинирующей поверхности канала к площади наименьшего сечения канала 5 - 30 и с соотношением площади поперечного сечения модуля фильтра к площади рафинирующей поверхности каналов 0,190 - 0,715 на 1 см толщины фильтрующего слоя, уплотняют под нагрузкой 2 - 100 кг/см² до плотности стенки 2,15 - 2,55 г/см³ и обжигают до плотности изделия 0,50 - 1,90 г/см³.