Способ защиты футеровки металлургических емкостей

 

" е „

О Il И С ЖЪИ4 ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 719807

К АВТОРСКОМУ - СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.05.78 (21) 2612500/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл2

В 22 D 41/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (53) УДК 621.746..329 (088.8) 1О. Д. Кузнецов, А. Д. Мельников, С. А. Суворов и В. В. Яковенко (72) А втор и изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный институт огнеупоров (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУТЕРОВКИ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЕМКОСТЕ1"1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению эксплу- атационной монолитной футеровки сталеразливочных ковшей и может быть использовано в отраслях, где применяются монолитные футеровки.

Одной из основных причин износа монолитной футеровки сталеразливочных ковшей является низкая механическая прочность Ее поверхности после сушки. Причем сильная эрозия футеровки, приводит к ее разрушению в процессе эксплуатации. Особенно сильный износ отмечается в месте падения струи металла на поверхность футеровки.

Известен способ повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей путем пропускания через футеровку ковша углеродсодержащего газа (1).

Наиболее близким техническим решением является способ защиты огнеупорной футеровки металлургических агрегатов путем на - несения на рабочую поверхность футеровки при высокой температуре порошка в ви- де чистой окиси элемента, образующего с основным компонентом футеровки тугоплавкую шпинель. Например, на разогретую рабочую поверхность футеровки ковша, выпол2 ненной из магнезитового кирпича, после каждой плавки наносят слой порошка чистого глинозема, при этом образуется защитный слой, состоящий преимущественно из магнезиально-глиноземистой шпинели (2).

Недостатком способа является ограниченность его применения. Далеко не все материалы, из которых выполняются футеровки, способны образовать тугоплавкую шпинель. Кроме того, большие затраты времени на нанесение покрытия после каждой щ плавки, представляют черезмерную сложность процесса, заключающуюся в необходимости разогрева футеровки до высокой температуры для обеспечения протекания реакции шпинелеобразоваиия и получения покрытия необходимой толщины, низкую механическую прочность и эрозионную стойкость футеровки, так как образующаяся на поверхности футеровки тонкая корочка шпи- . нели легко повреждается.

Цель изобретения — повышение механической прочности, и эрозионной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что на поверхность футеровки в качестве защитного покрытия наносят смесь водорастворимых соединений магния и хрома 0,2 — 3,0%

719807

3 от веса футеровки, затем сушат со скоростью подъема температуры 50 — 200 С/ч до конечной температуры 100 — 1200 C. В качестве растворителя добавки используется вода или водный раствор сульфитно-спиртовой барды. Вид добавки определяется составом футеровки.

Обработка поверхности раствором добавки обеспечивает проникновение добавки по порам внутрь футербвки, что повышает механическую прочность и эрозионную стойкость футеровки после сушки. Нанесение добавки обеспечивает футеровке диф-. ференцированную механическую прочность по толщине, что в условиях монолитной футеровки исключает образование термических трещин.

Минимальное количество вводимой добавки 0,2% определено из расчета повыше ния механической прочности поверхности футеровки в 2 раза (опыты проводились на примере выполнения футеровки из кремнеземис..:.,тых набивных масс), максимальная 3,0%— йз расчета полного заполнения пор футеровки при обработке поверхности раствором добавки.

Сушка футеровки необходима для полного удаления влаги на всю толщину футеровки. Конечная температура сушки должна быть не ниже 100 С. Проникающая вглубь влага может реагировать с материалом футеровки с образованием соответствующих гидратов, при этом в зависимости от материала футеровки конечную температуру сушки с учетом толщины футеровки необходимо поднимать до 1200 С.

Скорость подъема температуры сушки определяет интенсивность парообразования.

Для обеспечения целостности футеровки скорость подъема температуры не превышает

200 С/ч. Чрезмерно низкая скорость подъема температуры увеличивает длительность операции, поэтому экономически нецелесообразно брать нижний предел скорости подъема температуры ниже 50 С/ч.

Пример 1. Раствор добавки 10 — 50%-ной концентрации готовят в расходной емкости. После выполнения монолитной футеровки с помощью распылителя раствор добавки наносится на поверхность футеровки. При одном проходе толщина на носи мого раствора составляет не более 2 — 3 мм. При необходимости нанесения большего количества раствора (введение в состав футеровки большего количества добавки) новый слой наносится через 5 — 15 мин в зависимости от скорости проникновения раствора вглубь футе ров ки.

После нанесения ковш подается на сушку, удаление растворителя совмещается с сушкой футеровки и не требует дополнительного оборудования и затрат времени.

Пример 2. Футеровку готовят из кремнеземистой набивной массы состава, %: монолитного кварцита 87, глины 12, сульфитноспиртовой барды 1. Толщина футеровки

200 мм. В качестве добавки используется.. смесь сульфата магния, и бихромата калия в соотношении 1:1.

Предварительно готовят растворы добавок 10, 30 и 50%-ной концентрации. После выполнения, на поверхность футеровки наносят раствор добавки из расчета введения его в количестве 0,2; 1,0 и 3,0%. В качестве растворителя при приготовлении растворов добавки используют воду и водные растворы сульфитио-спиртовой барды плотностью

1,05 и 1,20 г/см .

После обработки футеровку сушат при

14 конечной температуре 100 С в течение 4-х ч.

После этого футеровку разрезают на образцы, на которых производят определение механической прочности и эрозионной стойкости. Определение механической прочности производили на кубиках размером 25х х25х25 мм. Эрозионная стойкость поверхности футеровки определяется путем вращения цилиндрического образца со скоростью 30 об/мин в расплаве металла при

1550 С в течение 10 мин. и

Результаты определения этих показателей при различных параметрах обработки (концентрация раствора добавки, количество вводимой добавки, вид растворителя) при ведены в таблице.

Из таблицы видно, что параметры обработки футеровки включают концентрацию раствора добавки 10 — 50% (предпочтительно 30 — 50%), количества вводимой добавки 0,2 — 3,0% (предпочтительно 1,0—

3,0%), температуру сушки футеровки 100—

1200 С, а также скорость подъема температуры 50 — 200 С/ч.

Пример 3. Футеровку готовят из набитой массы на основе магнезита состава %: магнезитового порошка ПМИ-88 89, глины < 10 сульфитно-спиртовой барды 1. Толщина футеровки 150 мм. В качестве добавки.используется смесь сульфата магния и бихромата калия в ссютношении 1:1, 4S

Параметры обработки футеровки включают концентрацию раствора добавки 10—

50% (предпочтительно 10 — 40%), количества вводимой добавки 0,2 — 3,0% (предпочтительно 0,2 — 2,0%), температуру сушки футеровки 1000 — 1200 С, а гакже скорость

gy подъема температуры 50 — 200 С/ч. использование данного способа не требует сложного оборудования и позволяет увеличить механическую прочность и эрозионную стойкость по сравнению с футеров кой без обработки в 1,5 — 5 раз.

719807

Предел прочности при сжатии после сушки при 100 С, кг/см"

Эрознониая стойкость поверхности футеровки

Расстояние от поверхности футеровки

20 40 60 100

30 30 30 30

Беэ обра тки

68 60 54 30

185 135 70 60

10

240 165 95

120 85 60

110 100 100

56

90

150 140 70

10

160 130 90

10

Формула изобретения

Способ защиты футеровки металлургических емкостей, включающий нанесение на поверхность футеровки защитного покрытия его последующую сушку, отличающийся тем, что, с целью обеспечения механической прочности и эрозионной стойкости футеровки, в качестве защитного покрытия наносят смесь водорастворимых соединений

Составитель Н. Журина

Техред К. Шуфрич Корректор В. Синицкая

Тираж 889 Подписное

Редактор Н. Шильникова

Заказ 272/7

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 араметры обработки поверхности футеровки

Обработка 50%-ным водным раствором из расчета введения 0,27добавки то же, иэ расчета введения 1,0% добавки.То же, из расчета введении 3,0% добавки

Обработка 30%-ным водным раствором добавки из расчета введения 1,0% добавки

Обработка 10%-ным води»по раствором иэ расчета введения 1,0% добавки

Обработка 30%ным раствором сульфитноспиртовой барды плотностью 1,05 г см» иэ расчета введения 1,0% добавки

Обработка 30%-ным раствором сульфитноспиртовой барды плотностью 1,20 г/см из расчета введении 1,0% добавки магния и хрома в количестве 0,2 — 3,0% от веса футеровки, а затем сушат со скоростью подъема температуры 50 †2 С/ч при температуре внутри ковша 100 — 1200 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2311306, кл. F27 D 1/16

1967.

2. Патент ФРГ № 1067983, кл. F 27 D 1/16

1960.