Футеровка литейной емкости


 


Владельцы патента RU 2490090:

Общество с ограниченной ответственностью "Огнеупорные технологии" (RU)

Изобретение относится к области металлургии. Футеровка содержит теплоизоляционный слой, арматурный слой и огнеупорный слой. Огнеупорный слой выполнен из огнеупорного заполнителя, содержащего оксид алюминия, и кремнезольного связующего в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя. Обеспечивается уменьшение времени отверждения огнеупорного слоя. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в процессах литья металлов, в частности при разливке чугуна и стали в качестве футеровки литейной емкости, например в виде ковша или желоба.

Известны футеровки сталеразливочных ковшей (Великин Б.А. и др. Футеровка сталеразливочных ковшей. - М.: Металлургия, 1990, с.220; SU 1743687, 1989; RU 2025202, 1994; RU 2138366, 1998), которые содержат арматурный слой и рабочий слой.

Недостатком указанных известных футеровок сталеразливочных ковшей является отсутствие в их составе теплоизолирующего слоя, что приводит к повышенным потерям тепла теплопроводностью через футеровку и поэтому требует повышения верхнего предела температуры металла, что вызывает повышенный расход энергоносителей, ферросплавов и раскислителей. При этом возможное уменьшение потерь тепла теплопроводностью через футеровку за счет увеличения толщины арматурного слоя приводит к существенному снижению рабочего объема сталеразливочного ковша.

Известна футеровка стен и днища сталеразливочного ковша (RU 2095192, 1997), которая содержит теплоизоляционный слой из листового асбеста, арматурный слой стен и днища, выполненный из шамотного кирпича, рабочий слой стен, выполненный из периклазоуглеродистого кирпича, и рабочий слой днища, выполненный из периклазохромитового кирпича, причем гнездовой кирпич выполнен из муллитокорунда.

Недостатком указанной футеровки стен и днища сталеразливочного ковша является высокая стоимость периклазохромитовых огнеупоров, используемых в футеровке днища.

Наиболее близким по конструкции к предмету настоящего изобретения является футеровка литейной емкости (Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров: Справочное издание. - М.: Теплотехник, 2004, с.152), которая содержит теплоизоляционный слой, арматурный слой и огнеупорный слой, выполненный из огнеупорного заполнителя, содержащего оксид алюминия, и связующего.

К недостаткам футеровки литейной емкости, являющейся ближайшим аналогом, относится значительное время отверждения огнеупорного слоя при изготовлении футеровки.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение времени отверждения огнеупорного слоя при изготовлении футеровки литейной емкости.

Поставленная задача решена, согласно настоящему изобретению, тем, что футеровка литейной емкости, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, теплоизоляционный слой, арматурный слой и огнеупорный слой из огнеупорного заполнителя, содержащего оксид алюминия, и связующего, отличается от ближайшего аналога тем, что в качестве связующего использовано кремнезольное связующее в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя.

При этом теплоизоляционный слой выполнен из асбеста.

Арматурный слой выполнен из шамотного кирпича.

В качестве кремнезольного связующего использована смесь высокодисперсной двуокиси кремния с размером частиц 5-15 нм, гидроксида щелочного металла и воды при следующем содержании компонентов, масс.%:

двуокись кремния 15-50
гидроксид щелочного металла 2-10
вода остальное

В качестве гидроксида щелочного металла использован гидроксид лития, гидроксид калия или гидроксид натрия.

В качестве огнеупорного заполнителя использована смесь электрокорунда фракции 6-0 мм и глинозема фракции 0,06-0 мм, взятых в массовом соотношении (65-90):(35-10).

В качестве огнеупорного заполнителя использована смесь электрокорунда, глинозема и карбида кремния при следующем соотношении, масс.%:

электрокорунд фракции 6-0 мм 55-75
глинозем фракции 0,06-0 мм 10-30
карбид кремния фракции 1,3-0,1 мм 10-35

Использование в огнеупорном слое футеровки литейной емкости в качестве связующего кремнезольного связующего в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя позволило снизить время отверждения огнеупорного слоя при изготовлении футеровки на 30-40%.

При этом необходимое содержание кремнезольного связующего в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя было определено автором настоящего изобретения опытным путем. В случае выхода за указанный диапазон процентного содержания кремнезольного связующего декларированный технический результат не достигается, поскольку, с одной стороны, при содержании кремнезольного связующего менее 5% от массы огнеупорного заполнителя механические свойства получаемого огнеупорного слоя оказываются недостаточными, что приводит к разрушению футеровки. С другой стороны, увеличение содержания кремнезольного связующего более 20% от массы огнеупорного заполнителя вызывает снижение рабочей температуры получаемого огнеупорного слоя.

На чертеже представлен поперечный разрез литейной емкости в случае ее выполнения ее в виде разливочного желоба с футеровкой, выполненной согласно настоящему изобретению, где 1 - корпус, 2 - теплоизоляционный слой, 3 - арматурный слой и 4 - огнеупорный слой.

Литейная емкость в виде разливочного желоба содержит металлический корпус 1 и размещенную внутри его футеровку. Футеровка литейной емкости содержит теплоизоляционный слой 2, который выполнен из листового асбеста, имеет толщину 10-15 мм и уложен на дно и стенки корпуса 1, арматурный слой 3, имеющий толщину 150-400 мм и выполненный из шамотного кирпича, уложенного на теплоизоляционный слой 2, а также огнеупорный слой 4.

Огнеупорный слой 4 состоит из огнеупорного заполнителя, содержащего оксид алюминия, и кремнезольного связующего в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя. В качестве огнеупорного заполнителя для огнеупорного слоя 4 использована смесь электрокорунда фракции 6-0 мм и глинозема фракции 0,06-0 мм, взятых в массовом соотношении (65-90):(35-10), или смесь электрокорунда, глинозема и карбида кремния при следующем соотношении, масс.%: электрокорунд фракции 6-0 мм - 55-75, глинозем фракции 0,06-0 мм - 10-30 и карбид кремния фракции 1,3-0,1 мм - 10-35. В последнем случае при использовании в составе огнеупорного заполнителя карбида кремния получаемый огнеупорный слой 4 обладает повышенными термической стойкостью, шлако- и металлоустойчивостью.

В качестве кремнезольного связующего огнеупорного слоя 4 использована смесь высокодисперсной двуокиси кремния с размером частиц 5-15 нм, гидроксида щелочного металла, используемого в качестве стабилизатора, и воды при следующем содержании компонентов, масс.%: двуокись кремния - 15-50, гидроксид щелочного металла - 2-10 и вода - остальное. При этом в качестве гидроксида щелочного металла использован гидроксид лития, гидроксид калия или гидроксид натрия.

Футеровку литейной емкости изготавливают следующим образом.

Для получения теплоизоляционного слоя 2 укладывают листы асбеста на дно и стенки корпуса 1. Далее изготавливают арматурный слой 3 посредством укладки шамотных кирпичей на теплоизоляционный слой 2. Для получения огнеупорного слоя 4 сухую смесь огнеупорного заполнителя высыпают в смеситель и перемешивают в течение 2-3 минут, затем добавляют кремнезольное связующее в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя и перемешивают в течение 3-5 минут. Готовую массу выгружают в литейную емкость, в которой предварительно установлен металлический шаблон, и с помощью погружных вибраторов формуют в течение 2-3 минут. Далее осуществляют выдержку до отверждения получаемого огнеупорного слоя 4 в течение 20-30 часов. После отверждения снимают металлический шаблон и сушат получаемый огнеупорный слой 4 с помощью газовых горелок в течение 5-7 часов при температуре 100-200°C. После сушки огнеупорного слоя 4 литейная емкость готова к работе.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает уменьшение времени отверждения огнеупорного слоя при изготовлении футеровки литейной емкости.

1. Футеровка литейной емкости, содержащая теплоизоляционный слой, арматурный слой и огнеупорный слой из огнеупорного заполнителя, содержащего оксид алюминия, и связующего, отличающаяся тем, что в качестве связующего использовано кремнезольное связующее в количестве 5-20% от массы огнеупорного заполнителя.

2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из асбеста.

3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что арматурный слой выполнен из шамотного кирпича.

4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве кремнезольного связующего использована смесь высокодисперсной двуокиси кремния с размером частиц 5-15 нм, гидроксида щелочного металла и воды при следующем содержании компонентов, мас.%:

двуокись кремния 15-50
гидроксид щелочного металла 2-10
вода остальное

5. Футеровка по п.1 или п.4, отличающаяся тем, что в качестве гидроксида щелочного металла использован гидроксид лития, гидроксид калия или гидроксид натрия.

6. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного заполнителя использована смесь электрокорунда фракции 6-0 мм и глинозема фракции 0,06-0 мм, взятых в массовом соотношении (65-90):(35-10).

7. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного заполнителя использована смесь электрокорунда, глинозема и карбида кремния, при следующем соотношении, мас.%:

электрокорунд фракции 6-0 мм 55-75,
глинозем фракции 0,06-0 мм 10-30,
карбид кремния фракции 1,3-0,1 мм 10-35.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к футеровке сталеразливочного ковша. .

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в промежуточном ковше для непрерывной разливки стали. .
Изобретение относится к черной металлургии. .

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, предназначено для использования в ковшах, конвертерах и других тепловых агрегатах. .

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, предназначено для эксплуатации в ковшах, конвертерах и других тепловых агрегатах с несущим металлическим корпусом.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам футеровки крышек ковш-печей с плазменным подогревом металла. .

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к сталеразливочным ковшам при непрерывной разливке стали. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к материалам, предназначенным для защиты рабочей поверхности огнеупорных футеровок от окисления, коррозионного и эрозионного действия металла и шлака, в частности сталеразливочных ковшей

Изобретение относится к области металлургии. В металлическом кожухе 2 монтируют футеровку 3, состоящую из огнеупорной кирпичной кладки и верхнего рабочего слоя 1, затем футеровку отжигают. На кирпичную кладку устанавливают сетчатый электрод 5, который используют в качестве анода, и наносят на него торкретную массу, являющуюся электролитом. Осуществляют уплотнение торкретной массы посредством электрода 4, используемого в качестве катода. Электрод вращают вокруг своей оси и по периметру ковша со скоростями ω1 и ω2. Обеспечивается возможность управления процессом формирования монолитного рабочего слоя футеровки, устойчивого к термомеханическим воздействиям. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для футеровки технологических емкостей. Емкость для расплавленного металла содержит корпус (20), огнеупорные футеровочные блоки (14, 15), размещенные в нем с образованием просвета (24) между их наружными поверхностями и корпусом, и пару ограждений (35, 36), расположенных внутри просвета. Огнеупорные блоки расположены торцами друг к другу со стыком (25). Ограждения, установленные по противоположным сторонам стыка, не проницаемые для расплавленного металла, разделяют просвет на зону ловушки (38) и по меньшей мере одну зону для оборудования (45), которое может быть повреждено расплавленным металлом. При попадании расплавленного металла в стык между огнеупорными блоками, он оказывается в зоне ловушки. Ограждения предотвращают попадание металла из ловушки в зоны просвета, в которых размещено оборудование, например электронагреватели. Обеспечивается исключение повреждения оборудования расплавленным металлом. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Сосуд содержит тело из огнеупорного материала. Тело имеет полость для содержания или передачи расплавленного металла и наружную поверхность, содержащую внедренную в нее или непосредственно под ней армирующую сетку из металлической проволоки. Участки сетки при наложении образуют между собой просветы, в которые проникает огнеупорный материал. Сетка содержит по меньшей мере две наложенные друг на друга сеточные части. Одна часть представляет собой плетеный проволочный каркас. Другая часть представляет собой неплетеный проволочный каркас. Обеспечивается создание сопротивления образованию трещин или сдерживание их и сопротивление утечкам расплавленного металла при образовании трещин. 5 н. и 27 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 пр.

Изобретение относится к разливке металла. Сушку и подогрев углеродсодержащей футеровки сталеразливочных ковшей осуществляют электрическими радиационными нагревателями в две стадии. На первой стадии футеровку нагревают до 600оС, а процесс нагрева ведут в слабо-окислительной атмосфере, достигаемой путем подачи в пространство ковша через фурму воздуха. Расход воздуха рассчитывают по формуле Qвозд=k·Мк/τсушки, м3/ч, где k - эмпирический коэффициент, учитывающий количество воздуха на окисление органических соединений, составляющий 47,6, Мк - вместимость ковша, т, τсушки - продолжительность сушки, ч. На второй стадии футеровку подогревают от 600°C до 1200-1400°C в атмосфере инертного газа, подаваемого в ковш с расходом (0,5-0,6)·Мк(м3/ч). Обеспечивается повышение стойкости углеродсодержащей футеровки и электрических радиационных нагревателей. 1 ил.
Наверх