Огнеупорная масса

 

Г.А. Воловик, В. Н. Ковшов, И. И. Дышлевич,, (54) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к производству огнеупорных материалов для футеровки главных желобов доменных печей.

Известны огнеупорные массы для Футеровки главных желобов доменных печей, состоящие из пластификатора, углеродсопержащего компонента, каменноугольного пека и огнеупорных добавок (1).

1Π— 14

Пек каменноугольный фракция 0,001 — 3 мм 8 — 12

Графит чешуйчатый 8 — 12

Песок кварцевый 17-23

Недостатками известной огнеупорной массы является низкая стойкость изделий, высокое шлакоразъеданйе за счет размывания шлаком кремнеземистой связки и,черезмерного окисления углерода.

Целью изобретения является повышение

Недостатками известных составов масс явля- 10 прочности и коррозионной стойкости футеровки. ются невысокая стойкость в главных желобах доменных печей и повышенный износ вследствие . Поставленная цель достигается, ог контакта с расплавленными металлом и шлаком неупорная масса для футеровки желобов домен

Наиболее близкой к изобретению по техни- ных печей, включающая шамот ческой сущности и достигаемому результату Ц ный пек, пластификатор и углеродсодержапую является огнеупорная масса (2J, содержащая добавку, содержит в качестве пластнфикатора шамот, пластификатор, каменноугольный.пек, каолин, а в качестве углеродсодержащей доб углеродсодержащую добавку и кварцевый, ки кокс фракции 0001 — 3 мм и дополшгге н песок при следующем соотношении компонен.- Ферросилиция и сульфитно-спиртовую б р тов, вес.%.

20 следующем соотношении компонентов, вес.%:

Шамот фракции 0001 — 3 мм 40 — 50 Шамот 29-36

Глина огнеупорная Каменноугольный фракция 0,001 — 2 мм 13-17 пек

952820

Содержание компонентов, вес.%

Свойства

Шлак оразъедание

Состав

Кокс фракции

0,001—

3 мм

Ферр силиций

Сульфи но-спир овая осле

400 С амот Каменно- Каолин ,1 угольный пек

После

500 С

Преде прочн и при жатии кгс/см

Предел прочности при сжатии, гс/см арда. Предлагаемый

15 32 1 7

17 26 3 4

62 76 27

65 84 - 25

32 12

36 14

Каолин 17 — 19

Кокс фракции 0,001 — 3 мм 26-30

Ферросилиций 3 — 6

Сульфитно-спиртовая барда 4 — 6 5

Граничные значения содержания в огнеупорной массе вновь введенных компонентов обоснованы следующим.

Каменноугольный пек и каолин служат для связки крупных обломков кокса. Вследствие пластичности каолина и расплава пека происходит связывание обломков кокса и лучшее их уплотнение. Введение каолина выше 19% нецелесообразно ввиду сильной усадки массы, что отражается на стойкости футеровки в службе, 15 так как чугун, проникая в трещины, увеличивает поверхностный контакт металла с огнеупором. При снижении содержания каолина ниже

17% нельзя получить достаточную пластичность массы. Каолин фракции менее 0,088 мм, вве- э0 денный в предлагаемом количестве, служит для предотвращения выгорания коксика, так как в процессе эксплуатации футеровки главных желобов частицы каолина обволакивают зерна кокса, создавая при этом защитную 25 пленку, которая предохраняет кокс от газовокислителей.

Замена графита на металлургический кокс интенсифицирует процесс карбидообразования.

Образующийся карбид кремния является своего рода связкой, которая упрочняет структуру в прсцессе службы футеровки. Связывание части углерода в карбиды уменьшает его потерю при температурах службы, повышая шлакоустойчивость массы.

Количество коксика ниже 26% не позволя35 ет улучшить огневые свойства массы и обеспечить несмачиваемость футеровки расплавленными металлом и шлаком, а повышенное содержание его, выше 30%, резко снижает механическую прочность футеровки после сушки, что может привести к интенсивному ее размагничиванию, несмотря на повышенные огневые свойства.

Ферросилиций применяется в качестве специальной противовыгорающей добавки, защищающей углерод от окисления. Комбинированная добавка ферросилиция и каолина способствует хорошей защите кокса от окисления.

При введении ферросилиция в количестве 3—

6% возрастают прочностные свойства массы, увеличивается ее плотность и шлакоустойчивость. Введение ферросилиция ниже 3% не обеспечивает достаточную защиту углерода от окисления. а повышенное содержание более 6% приводит к усадочным явлениям, снижению шлакоустойчизости и экономически невыгодно.

В качестве упрочняющей связки используется сульфитно-спиртовая барда. Добавка ее ниже 4% не позволяет получить массу с достаточной влажностью, а более 6% приводит к снижению шлакоустойчивости.

В заводских условиях приготовление массы осуществляется в следующем порядке, Кокс фракции 0,001 — 3 мм загружают в бегуны и измельчают. Затем добавляются шамот, каолин и ферросилиций, тщательно перемешивают и измельчают. После этого загружают каменноугольный пек и процесс смешения и измельчения продолжают 30 мин, потом вводят сульфитно — спиртовую барду и хорошо перемешивают. Из приготовленной массы можно формировать блоки с последующей сушкой и укладкой в главный желоб либо футеровать желоб набивным способом, сушить до влажности 1,5 — 2%.

Для сопоставления свойств предлагаемой массы и известной в лаборатории кафедры металлургии чугуна в идентичных условиях были проведены следующие лабораторные испытания.

При получении огнеупорной массы, используемой для футеровки, готовят смесь вышеуказанных компонентов.

Образцы из полученной смеси сушат при

120 С, затем производят их термообработку при 400 С и обжигают при 1500 С. Определяют следующие свойства масс: предел прочности при сжатии и шлакоразъедание, Конкретные составы масс и их физико-механических свойств в сравнении с известной приведены в таблице.

Продолжение таблицы

5 . 952820

Состав

Содержание компонентов, вес.%

Каоли

Кокс фрак. ции

0,0013 мм

Шлакоразъедание

Ферроменноольный силн- н цнй

32,5 12

29 10

ЗЗ 12

18 28 45 5

19 30 6 6

22 24 7 2

70 88

68 85

60 79

59 76

30

Известный

26 — 30

3 — 6

Составитель В. Соколова

Техред М. Надь Корректор М. Демчик

Редактор Н, Джуган

Заказ 6197/36 Тираж 641

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

Из таблицы следует, что оптимальным явля ется состав, вес. %: шамот 32,5, каменноугольный пек 12,0, каолин 180, коксик 28,0, фер- 15 росилиций 4,5, сульфитно-спиртовая барда 5,0.

Применение предлагаемой массы позволит снизить тихие хода доменных печей, связанных с подготовкой главных желобов доменных печей на 025%, снизить потери металла с вы- 36 шедшей из строя футеровкой на 0,5%, увеличить стойкость главных желобов доменных печей в 2,5 раза.

Формула изобретения ь

Огнеупорная масса дпя футеровки желобов доменных печей, включающая шамот, каменноугольный пек, пластификатор и углеродсодер ащую добавку, отличающаяся

-тем, что, с целью повышения прочности и коррозионной стойкости футеровки, она содержит в качестве пластификатора каолин, а в качестве углеродсодержащей добавки кокс фракции

0,00! — 3 мм и дополнительно ферросилиций и сульфитно — спиртовую барду при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Шамот 29 — 36

Каменноугольный пек l0 14

Каолин 17 — 19

Кокс фракции

0,001 — 3 мм

Ферросилиций

Сулъфитно — спиртовая барда 4 — 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 11е 622846, кл. С 04 В 35/68, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР У 220812, кл. С 04 В 33/22, 1967 (прототип).