Состав покрытия на футеровке вращающейся печи и способ его получения

 

О П И С А Н И Е ()881079

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.79 (21) 2781411/29 — ЗЗ с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15 11 81. Бюллетень ве 42

Дата опубликования описания 15.11.81 (51)м. Кл.

С 04 В 41/06

Гесударстввкный кеиктвт

СССР ло делам изобретений к открытий (53) УДК 666 763.

3(088.8) (72) Авторы изобретения

Я. И. Вадыд, Э. М. Сардак,.В. В. Кодада»"В: Ик@ Вод

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского „,, (71) Заявитель (54) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ НА ФУТЕРОВКЕ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ

ПЕЧИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к силикатной промыш ленности, в частности к способу полученИя защитного покрытия на огнеупорной футеровке вращающихся эмалеплавильных, печей в процессе их эксплуатации.

Для зашиты огнеупорной футеровки вращающихся печей применяются покрытия, изолирующие поверхность огнеупоров от непосредственного контакта с эмалевым расплавом и способствующие упрочнению поверхностного слоя огнеупоров за счет дополнительного образования муллита (1).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является состав покрытия для футеровки, включающий, вес.%: Si02 38, А1 О 47, MgO 15, Температура наплавления составляет 1580 С, температура конца оплавления — l 620 С.

Данное покрытие получают путем приготовления шихты, засыпки в печь, предварительно разогретую до 1400 — 1450 С, нагрева до расплавления, равномерного распределения расплава по поверхности путем вращения печи и термообработки с изотермическими выдержками (2), Условия работы вращающихся эмалеплавильных печей довольно жесткие" наряду с коррозионным и эрозионным действием расплавов эмалей, продуктов термической диссоциаций шихты и горения топлива на футеровку, имеют место термические удары, вызываемые цериодической работой печи. В этих условиях защитное покрытие должно обладать, прежде всего, пониженным значением линейного коэффициента термического расширения (ЛКТР), высокой тер мической и эмалеустойчивостью.

Известный состав и способ не решает задачи получения мелкокристаллического защитного покрытия, с низким линейным коэффициентом термического расширения, образование которого зависит от скорости снижения температуры до области температур начала размягчения,. выдержки при указанной температуре для получения максимального количества центров кристаллизации и ступенчатого подъема температуры с выдержкой при специально заданных ее значениях, для выделения, кристаллических

881079 фаз, определяющих необходимые свойства защитного покрытия.

Цель изобретения — уменьшение линейного коэффициента термического расширения.

Поставленная цель достигается тем, что состав покрытия на футеровке вращающейся печи, включающий SiO„A1 0, М90, дополнительно содержит СаЕр, йа A1F,, СаО, ЕерО при следующем- соотношении компонентов, мас.%:

StOk 49,0-51,5

А1 Оь 33,0 — 34,8 9О 10,8 — 12,0

CaFð 0,5- 2,5

0,5- 2,5

СаО 0,5- 1,5

ЕерОз 02- 06

Причем в способе получения покрытия на футеровке вращающейся печи путем приготовления шихты, засыпки в печь, предварительно о

Таблица 1

Компоненты шихты

Песок кварцевый

Глинозем технический

50,1

47,7

50,8

33,4

32,3

33,5

Порошок магнезитовый

Криолнт

Плавиковый шлат

11,8

13,4

12,6

1,6

0,5

2,5

2,5

0.8

0,5

1,7

3,2

Доломит ная температура находится в пределах температуры начала размягчения для предлагаемых составов покрытий в стеклообразном состоянии и соответствует максимальной скорости образования центров кристаллизации. С целью образования максимального количества центров кристаллизации производит нзотермическую выдержку печи в указанном интервале темлературы в течение 1,5 — 2 ч. Затем температуру

5О лечи вновь повышают со скоростью 5 — 10 С/мин до 1150+10 С, которая соответствует оптимальным условиям образования в защитном покрытии кордиеритовой фазы, понижающей его

ЛКТР и соответственно повышающей термичес55 кую устойчивость. Согласно заданному режиму, покрытие выдерживают при указанной температур в течение 2,0 — 3 ч, после чего температуру лечи вновь поднимают со скоростью

Подъем температуры до 1540 — 1560 С, при которой получается расплав, осуществляют при периодических поворотах печи на 30 С в течение 1 — 3 ч. После этого расплавленную . массу выдерживают при указанной температуре в течение 1 — 3 ч до достижения жидко — текучего состояния. К концу этого периода в расплавв допускается наличие непроплавленных компо.нентов шихты размером до 0,25 мм и газовых пузырьков. Далее при прекращении подачи топ лива и воздуха в печь, при ее постоянном вращении в течение 20-50 мии, наносят расплав равномерным слоем на футеровку. После распределения pecnJIBBR по поверхности футеровки печи и потере- его подвижности при 1380— 1420 С подают холодный воздух, в результате чего температура в печи резко снижается (со скоростью 10 — 20 С/мин) до 900-1000 С. Дан4 разогретую до 1400 — 1450 С, нагрева до расплавления, равномерного распределения расплава по поверхности, путем вращения печи и термообработки с изотермическими выдержками, шнхту нагревают до 1530-1560 С, распределение расплава проводят в течение 20 — 50 мнн с одновременным охлаждением до 1380 — 1420 С, затем температуру снижают до 900 — 1000 С со скоростью 10 — 20 С/мин и проводят первую изотермическую выдержку в течение 1,5 — 2 ч, после чего повышают температуру сначала до

1150+10 С со скоростью 5-104/Mèí, проводят вторую изотермическую выдержку в течение

2 — 3 ч, а затем повышают до 1250 — 1300 С со скоростью 5 — 10 С/мин, и выдерживают при этой температуре 1 — 2 ч.

Для приготовления покрытия смешивают ис исходные компоненты в определенных соотношениях (см. табл. 1) и засылают в печь, разогретую до 1400 — 1450 С.

5 881079 6

5 10 С

5-10 С/ мин до рабочей 1250 — 1300 С с последу- ющего повышенную — ышенную химическую устойчивост1ь ющеи изотермической выдержкой в течение 1- защитному слою.

2 ч для завершения процесса кристаллизации Составы получ получаемых покрытий риведеиы и дополнительного вьщеления муллита, прида- в табл. 2. Таблица 2

Наименование компо11ентов

Состав

1предлагаемый

1 3 известный

10,8 12,0 11,3

Mg0 т5

А1 03

34,2 33,0 34,3

51,0 51;5 49,0

SiO2

2,5 0,8

0,5 1,6

0,8 0,5

0,5

1ча А11=

2;5

СаО

1,5

0 2 0 6

Fe,O

0,4 защитного покрытия представлены в табл. 3.

Параметры предлагаемого способа получения

Таблнна 3

Контролируемые параметры

Примеры числовых значений параметров

Температура достижения расплавом жидкотекучего состояния (температура нагрева шняты), С

1540

) 560

1 530

Время распределения расплава по поверхности огнеупорной футеровки печи, мин

S0

Температура потери поджидкостн расплава, C

1 380 1400

1430

Скорость снижения температуры от температуры потери подвижности до 900-1000 С, С/мнн

0 ю

Температура первой юотермической выдержки, C

950

100

Ю5

I3-0

Время выдержки. мин

Скорость повышения температуры от

900 — 1000 Ñ до 1150т10 С, t/èÿí

7.5 ю

Температура второй юотермнческой выдержки, С

1150

1155! 145

Время выдержки, мнн

150

180

120

Скорость повышения температурм. C/мин

7.5

1 75

1 300

I 35O

Температура выдержки, C

Время выдержки, мин

130

881079

Таблица 4

Показатели по примерам

I э

Свойства

1 (2 известный

18,3 17,8 17,7 24,1 23,6 24,9

47,5

Составитель Р, Малькова

Техред Э.Фечо

Корректор В. Синицкая

Редактор М. Келемеш

Заказ 9863/40 Тираж 663

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сопоставительные свойства защитных покрытий, изготовленных по предлагаеЭмалеразъеданне, % потери площади 18,7 18,4 17,8 18,5 17,5 17,9

ЛКТР, 10 /град 24,3 25,1 25,4 24,1 22,3 23,7

Как видно из табл. 4 покрытия, изгото яенные предлагаемым способом обладают более низким ЛКТР, нежели известное покрытие, что обеспечивает и более высокую тер- эп мостойкость покрытий.

Формула изобретения

1. Состав покрытия на футеровке вращаю- 25 щейся печи, включающий Sio, А1,0,, Mgo, отличающийся тем, что, с целью уменьшения линейного коэффициента термического расширения, он дополнительно содержит СаО, СаР, йа А1Е, Fe,Оз при следующем 3р соотношении компонентов, мас.%:

sio, 49,0-51,5

А1 О 33,0 — 34,8

Mg0 10,8 — 12,0

CaF 0,5- 2,5

МзА1Ев 0,5- 2,5

СаО 0,5-1,5

Fe O 0,2 — 0,6

2. Способ получения покрытия на футеровке вращающейся печи путем приготовления ших- о мому и известному способам приведены в табл. 4. печь, предварительно разогретую до, агрева до расплавления, равномерного распредвнеыщ расплава по поверхности, путем вращения печи и термообрабо*ки с изо.термическими выдержками, о т л и ч а ющ н и с я тем, что шихту нагревают до о

1530 — 1560 С, распределение расплава проводят в течение 20 — 50 мин с одновременным охлаждением до,1380 — 1420 С, затем температуру снижают до 900 — 1000 C со скоростью 10—

20 С/мин и проводят первую иэотермическую выдержку в течение 1,5 — 2 ч, после чегоповышают температуру сначала до 11504-10 С со. скоростью 5 — 10 С/мин, проводят вторую изотермическую выдержку в течение 2 — 3 ч, а затем повышают до 1250 — 1300 С со скоростью 5—

10 С/мин и выдерживают при этой температуре 1 — 2ч.

Источники информашки, принятые во внимание при экспертизе

1. Варгин В. В. Эмалирование металлических изделий, Л., "Машиностроение", 1972, с.43.

2. Авторское свидетельство СССР Р 123382, кл. С 23 0 1/00, 1958 (прототип).