Способ получения плавленых огнеупоров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социаписткческик

Республик 893966 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 26.05.80 (2 I ) 2930534/29 33 с присоединением заявки ¹ (28) Приоритет (5! )М. Кл.

С 04 В 35/60

3Ъоудоротаеиимй комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.81 (53) УДК 666.92 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б, А. Брянцев, М. Е. Кононов, Г. П. Бурдо и А. Н. Соколов

C с

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала AH СССР (7I ) Заявит ель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНЫХ

ОГНЕУПОРОВ

Изобретение относится к производству огнеупоров и может быть использовано при изготовлении огнеупоров, например, стаканов — дозаторов стали, вкладышей шиберных затворов и огнеупоров для высокотемпературных агрегатов.

Известны способы изготовления огнеупорного материала на основе двуокиси циркония и стабилизирующей добавки путем смешения компонентов с последующим плавлением при

2400 — 2800 С (12 °

Известен также способ получения плавленых огнеупоров плавкой бадделеитового концентрата и стабилизирующей добавки, в качестве которой используют двуокись циркония, путем подачи шнхты в зону действия электродугового

tS разряда при одновременном вертикальном пере мещении электродов по мере наплавления, блока (2) .

Недостатком известных способов является невысокая механическая прочность и плотность

20 получаемых материалов и большие энергозатраты на дробление крупнотонажных наплавленных блоков.

Цель изобретения — повышение механической прочности и плотности плавленого материала и обеспечение самодробления наплавленного блока.

Поставленная цель достигается тем, что готовят шихту из бадцелеитового концентрата, содержащего двуокись циркония 80 — 99 мас.%, н шихту из бадделеитового концентрата в смеси со стабилизирующей добавкой, например известняком, в количестве 8 — 13 мас.% по окиси кальция. Шихту подают в зону действия электродугового разряда поочередно в виде порций, содержащих и не содержащих стабилизирующую добавку при весовом соотношении порций (1:1) (1:5). По мере образования блока электроды перемещают в вертикальном направлении.

Блок плавленого материала. полученный и результате такого способа рлектроплавкн, по высоте имеет равный химический и фазовый состав и различную величину термического расширения, в результате чего при охлаждении происходит саморасслаивание блока на отдельные куски, которые можно подвергать механизированной переработке, например, в щековых

893966 4 честве стабилизирующей добавки используют известняк Угловского месторождения с содержанием окиси кальция около 54 мас,%.

Химический состав исходных материалов представлен в табл. 1, дробилках. Эффект самодробления блока наблюдается при разнице содержания стабилизирующей добавки в шихтах от 1 мас.% и выше.

Пример. Исходным материалом для нлавки служит бадделеитовый концентрат. В каТаблица 1

Содержание компонентов, мас.%

T Fe2Op SiO2 А12 Оз СаО MgO

ZrO2 R2 Î Р2 О П.П.П.

Материал

Бадделеитовый концентрат

94,0 — 98,0 0,2 — 0,3 0,4 — 0,8 0,2 — 0,3 0,6 — 3,0 0,2 — 0,3 0,1-0,15 0,1 — 0,3 0.2 — 0,5

01 24 05 535 08 01

Известняк

42,7

При серии опытных плавок и непрерывном послойном наплавлении блоков используют две шихты — исходный бадцел4итовый концентрат и бадделеитовый концентрат в смеси с из вестняком с содержанием окиси кальция 8—

13 мас.%, которые после пуска (розжига) электродуговой печи мощностью 300 кВА загружались в весовом соотношении от 1:1 до

1:5. Толщина слоев составляет соответственно

300 :и 300, 100 и 50G мм, При большем соотношении, чем 1:5, эффект самодробления не наблюдается. Во всех плавках с оптимальным соотношением шихт наблюдался эффект само. дробления блоков и практически полная стабиТаблица 2

Плавленый материал

Компоненты и свойства

Сплав

Известный с добавкой и вестняка без добавки известняка

94,05

95,85

60 — 87,5

0,20

0,25

0,85

0,75

0,35

0,30

5 — 21

4,60

2,75

Менее 2,5

СаО

0,25

0,20

>gO

0,15

0.08

Менее 2,5

1 — 3,5.

R2Os

0,04

0,05

ZrO 2

Fe 202

8102

А1 202 лизация бадделеита при высокой плотности и механической прочности полученного материала.

Аналогичные результаты получают при электроплавке шихт при соотношении 3:4 и близких толщинах слоев (300 и 400 мм): наблюдают эффект самодробления, полная стабилизация бадделеита в виде кубического твердого раствора, высокая плотность и прочность продукта плавки.

ЗО В табл. 2 приведены химический состав и технологические свойства полученного плавленого материала.

893966

Продолжение табл, 2

Компоненты и свойства

Плавленый материал

Известный

Сплав без добавки известняка с добавкой .известняка

1 — 15

СгОэ

Кажущаяся плотность, г/см

5,70

4,40-4,70

5,50

Открытая пористость, %

2,90

1,37

Предел прочности при сжатии, МПа

100-250

Более 2000

510

516

Огнеупорность, С

Более 2000

Более 2000

Составитель Л. Булгакова

Техред А. Бабинец

Корректор С. Щомак

Редактор С. Крупенина

Заказ 11389/41 Тираж 663

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Анализ результатов табл. 2 свидетельс;вует о у5 том, что предлагаемый способ получения плавленого огнеупорного материала на основе бадделеитового концентрата с эффектом самодробления выплавленного блока и существенным повышением механической прочности и плотности мо- Эв жет быть использован для изготовления высококачественных огнеупоров, превышающих характеристики известных плавленых материалов по основным техническим свойствам.

Кроме того, применение бадделеитового

55 концентрата расширяет сырьевую базу огнеупорного производства, позволяет заменить дорогостоящую техническую двуокись циркония и снизить расходы на трудоемкой операции дробления блока плавленого материала.

4О

Формула изобретения

1. Способ получения плавленых огнеупоров плавкой бадделеитового концентрата и стабили-.

45 зивиощей добавки путем подачи шихты в зону действия электродугового разряда при одновременном вертикальном перемещении электродов по мере наплавления блока, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью повышения механической прочности и плотности материала и обеспечения самодробления полученного блока при охлаждении, готовят шихты на основе бадделеитового концентрата со стабилизирующей добавкой СаО и без нее и подают их в зону действия электродугового разряда поочередно, при весовом соотношении порций шихт (1:1) (1:5).

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве стабилизирующей добавки вводят известняк в количестве 8—

l3 мас.% в пересчете на окись кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 320466, кл. С 04 В 35/48, 1969.

2. Патент США N" 3519448, кл. 106 — 57, опублик, 1970 (прототип) .