Огнеупорная масса

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк

И С А Н И Е <„, К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлеио 11.12.79 (21) 2849362/29 — 33 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.81 ° бюллетень Ют 38

{5l ) М. Кл.

С 04 В 35/04

3еоудорстванный комитет

{53) УДК,666.97 (088.8) по двлзм изобретений н открытий

Дата опубликования описания 15.10.81

Ю.И.Савченко, P.À.Ïàíôèëoâ, В.В.Алексе в, А А;Кортель и К.В.Симонов с

1 огнеупорной IIpoMbBILTteHHocTH (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА

Изобретение относится к огнеупор-, ной промышленности и может быть использовано для изготовления обжиговых огнеупорных изделий, применяемых в наиболее изнашиваемых элементах фу5 теровок плавильных агрегатов черной и цветной металлургии, например в футеровках фурменной зоны конверторов, в установках по вакуумированию стали, в шиберных затворах при бес10 стопорной разливке стали и т.д.

Известна огнеупорная масса, включающая оксид магния, диоксид циркония и хромшпинелид, Изделия,.изготовленные из этой массы предназна1S чены для футеровки плавильных агрегатов, в частности для конверторов черной и цветной металлургии (1 1.

Недостаток этих изделий -их низкая устойчивость к расплавленным конвертерным шлакам (коэффициент шлакоразъедания 22,4Ц .

Наиболее близким к изобретению является огнеупорная масса, включающая оксид магния, хромшпинелид, феррохром и диоксид циркония (2 1.

Иэделия из этой массы характеризуются более высокими прочностными свойствами, но имеют также пониженную устойчивость к конвертерным шлакам (коэффициент шлакоразъедания

17,,27). Основной причиной пониженной шлакоустойчивости известных масс является наличие в их составе хромшпинелида, который содержит оксиды железа, алюминия и кремния в количестве 20-25Х. Эти оксиды в процессе службы огнеупора взаимодействуют с реагентами расплавленного шлака с образованием легкоплавких соединений, вымываемых расплавом, что приводит к разрушению огнеупорной футеровки плавильного агрегата. Кроме того, присутствне значительного количества оксида железа, вносимого с хромсодержащими компонентами, приводит в процессе службы к многократным фазовым переходам магнезиовюстита в магне872512

При изготовлении изделий ПХХСМ

45 взаимодействует с зернами периклаза с образованием на их поверхности слоя вторичного хромшпинелида, предохраняющего периклаз от шлакораэъедания.

При введении IIXXCM менее 17. не происходит полного покрытия защитной плен-5О кой зерен оксида магния от воздействия шлака. Наряду с высокой шлакоустойчивостью, магнезиальнохромистая шпинель обладает недостаточно хорошей спекаемостью. Поэтому увеличение содержания в массе ПХХСМ свыше 157 нежелательно, так как повышается открытая пористость, снижается механизиоферрит и обратно. Переход сопровождается изменением объема до 24%, разрыхлением структуры изделия и увеличением площади контакта огнеупора с агрессивными шлаками, что приводит к усилению шлакоразъедания огнеупора.

Цель изобретения — разработка такой огнеупорной массы, изделия из которой обладали бы повьппенной шлакоустойчивостью. 1О

Поставленная цель достигается тем, что масса содержит оксид магния, диоксид циркония и дополнительно периклазохромитовый химический синтезированный материал, содержащий оксид хрома в пределах 30-757. при следующем .соотношении компонентов, вес.7.:

Диоксид пиркония 0,2-8,0

Периклаэохромитовый химически синтезиго рованный материал (содержание оксида хрома 30-75% ) 1,0-15,0

Оксид магния Остальное

Данное сочетание компонентов в массе обеспечивает интенсивное спекание изделий в процессе обжига с заметным снижением открытой пористости и размеров пор; позволяет получать в огнеупоре структуры с высоким развитием

"прямых связей", которые способствуют повышению шлакоустойчивости изделий. Повышение степени развития

"прямых связей" обусловлено наличием периклазохромитового химически синтезированного материала (ПХХСМ) с низ35 ким содержанием примесей оксидов кремния, железа и алюминия (1-2%). Cr<0@ в ПХХСМ присутствует только в виде магнезиальнохромистой шпинели Ид0 Х

40 х Сг,гО, которая является химически устойчивым соединением против воздействия шлаков. ческая прочность изделий, следовательно, и их шлакоустойчивость.

Оксид магния вводится в массу в виде плавленного или спеченного периклаза.

Диоксид циркония в массе оказывает при обжиге изделий минерализующее действие, позволяющее резко повышать спекание и снижать открытую пористость огнеупоров.

При этом в процессе обжига диффузия четырехвалентных катионов циркония в зерна периклаза способствует формированию прямых связей между этими зернами и улучшению структуры изделий. Повьппение содержания диоксида циркония свыше 8% не оказывает существенного влияния на свойства изделий, поэтому дальнейшее увеличение

его содержания в массе нецелесообразно.

Изделия из предлагаемой-массы изготавливают с использованием известных технологических приемов и оборудования. Зернистый оксид магния загружают в специальные бегуны, увлажняют сульфитно-спиртовой бардой, добавляют тонкомолотую составляющую, представленную смесью ПХХСМ и диоксида циркония. Массу перемещивают, после чего иэ нее прессуют

2 при удельном давлении 1500 кг/см цилиндрические образцы и тигли для определения шлакоустойчивости. Отпрессованные иэделия обжигают при !800+ о

+20 С с выдержкой при максимальной температуре в течение 4 ч. Определяют коэффициент шлакораэъедания, открытую пористость и предел прочности при сжатии согласно ГОСТов (устойчивость образцов к файялитовому шлаку определяют тигельным методом).

Результаты исследований образцов из предлагаемой и известной масс приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что иэделия из предложенной массы имеют значительно лучшие показатели по шлакоустойчивости и высокие механическую прочность и плотность.

Преимуществами предлагаемого технического решения является также простота технологии изготовления. Ее осуществление не требует дополнительного оборудования в условиях огнеупорных заводов, производящих периклазохромитовые огнеупоры.

Использование изделий из предлагаемой массы при бесстопорной разлив5 872512 б ке 40 млн. т стали позволит получить вертерах цветных металлов и их спла" экономический эффект около 600 тыс.р. вов эа счет повышенной стойкости и 300 тыс. р. при выплавке в кон- футеровки.

13,6-14,8 710-820

l7,2

0,2

10,8-11,6 1150-1230 8,8

Плавленый r оксид маг84,8 ния

Плавленый: оксид маг82 ния

10,4-10,9 1240-1380 9, .4

Плавленый оксид магния

) О, 7-11, 2 1230-1350 9, 9

0,2 ),),-1),9 1070-1220 8,0

Плавленый оксид маг84,8

10 ния

11,3-11,9 13)0-1440 8,5

) 680-1 760 7, 8

11,0-1),5

Плавленый оксид маг90 ния

10,6-11,2 1220-1340 )0,1

Плавленый оксид маг97 ния

Известный

Предлага- ПХХСМ (Сг О 30<) емый

2 9

Диоксид циркония

ПХХСМ (Сг О ЗОж)

Диоксид циркония пххсм (Сг О 3OZ)

Диоксид циркония пххсм (Сг О 30 )

Диоксид циркония 2.03 5Ю

Диоксид циркония

IIXXCM (Cr О 50X)

Диоксид циркония

Плавленый оксид магния предлага- пххсм (Cr О 50X) емый

Диоксид циркония пххсм (Cr О 5ОХ)

Диоксид циркония

10 !

8 10 2 11 5 1090 1210 9 2

872512

9,3

0,2

84,8

1080-1!30

11, 7-12, 1

7,2

1320-1480

ll .2-11,8

91 ния

10 5-11,4

Дио

97 ния

11,3-12,0

0,2

11,7

960-1100 и

l0,,б-11, 7

8,9

980-1110

10,7-11,4

10,6-11,7

l2,2

820-940 ния

11,3-12,1

9,7

890-1010

0,2

84,8

1 ния

ПХХСМ (Cr 0 75%)

Диоксид циркония

Плавленый оксид магния

IIXXCM (Сг ОЗ 75%)

Диоксид циркония,Плавленый оксид магния

Предлага- ПХХСМ (Cr 0 75%)

2 емый

Диоксид циркония

Плавленный оксид маг—

ПХХСМ (Сг203 75%)

Диоксид циркония

Плавленый оксид магПХХСМ (Сг 0 30%)

Диоксид циркония

Спеченный оксид магния 84,8

ПХХСМ (СГ 0 30%)

2 3

Диоксид циркония

Спеченный оксид магния

ПХХСМ (Сг 0 > 30%)

Диоксид циркония

Спече ный оксид магния

ПХХСМ (Сr 0 30%)

Диоксид циркония

Спеченный оксид магПХХСМ (Сг 0 50%)

Диоксид циркония

Спеченный оксид маг1 1, 3-1 1, 9- 1 090-1 180

1180 †12 8,5!

040-1120 l0,4

872512

IIXXCM (Cr 0 50X)

Диоксид циркония

10,8-12,0

I l 0

860-940

82 9,4

910-1080

)1,2-12,2

10,7

11,6-12,5

790-920

11,9-12,4

730-990

0,2

84,8

ПХХСМ (С;0 75X)

Диоксид циркония

l0,5

760-975

l 1,0-12,0

l0. 82

ПХХСМ (Сг,О 757)

Диоксид циркдния

l0,Î

950-1100

1),7-12,2

ПХХСМ (Сг О 75X)

Диоксид циркония

10,0

SI0-1020

l0,8-11,7

Спеченный оксид магния

ПХХСМ (Сг 0 5OX)

Диоксид циркония

Спеченный оксид магния

ПХХСМ (Cr О 50X)

Диоксид циркония

Спеченный оксид магния

Предла-v ПХХСМ (Сг О З 75X) гаемый

Диоксид циркония

Спеченный оксид магния

Спеченный оксид магния

Спеченный оксид магния

Спеченный оксид маг" ния

Формула изббретения

Огнеупорная масса, содержащая оксид магния и диоксид циркония, отличающаяся тем, что, с целью повышения шлакоустойчивости, она дополнительно содержит перикла" зохромитовый химически синтезированный материал с содержанием оксида хрома 30-75Х при следующем соотношении компонентов, вес.Х:

872512

Составитель Л. Булгакова

Редактор С.Лыжова Техред М.Рейвес Корректор Г Решетник

Заказ 8941 39 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Диоксид циркония 0,2-8,0

Периклазохромита-. вый материал 1,0-15,0 (, v °

Оксид магния Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ф 330139, кл, С 04 B 35/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 481573, кл. С 04 В 35/04, 1973.