Футеровка отражательной печи для плавки алюминия и его сплавов

 

ОП ИСАНИ.Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социапистическик

Республик (li) 953403 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 01. 81 (21) 3230971/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23. 08 ° 82 ° Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 23. 08. 82 (5! )М. Кл.

F 27 В 3/14

Ркударстмнный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 66. 043, .1:62I.745 33 (088.8) А.И. Снегирев, Г.А.Таксис, Н.А. Геращенко, В.Н.Безденежных и С.А.Поспелов (72) Авторы изобретения

Восточный научно-исследовательский и проектный - -":-(11ФЯ институт огнеупорной промышленностй ; "". 1.4ТЖТНО

j ь (71) Заявитель

" - ÔÁËÈÎTÅ I А (54) ФУТЕРОВКА ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ПЛАВКИ

АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ ранства 1).

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к футеровкам плавильных отражательных печей.

Известна футеровка отражательной печи, включающая кирпичную кладку

5 шамотного огнеупора и обмазку. Обмазка на основе оксида бора выполнена со стороны плавильного прост1О

К недостаткам такой футеровки относится то, что оксид бора образует легкоплавкие химически неустойчивые стекла.

Механизм разрушения такого покры15 тия заключается в следующем.

При частичном окислении расплава алюминия появляется его оксид, в присутствии которого количество тетраэдров ВО4, трехмерно связанных в пространственную сетку, резко уменьшается, что ведет к расслоению защитной обмазки и последующему разрушению ее в процессе плавки металла. Обнажившийся шамотный огнеупор в контакте с расплавом алюминия интенсивно взаимодействует. На поверхности футеровки образуются шлаковые настыли состава: корунд, шпинель

Mg0. А1 О, сцементированные металлическим алюминием, кремнием, железом.

Настыли затрудняют чистку ванны.

Расплав загрязняется неметаллическими включениями и кремнием.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является футеровка отражательной печи, включающая кирпичную кладку из шамотного огнеупора и облицовку ванны плавильной печи, выполненную из химически стойких в расплавах алюминия корундовых изделий (21.

Недостатком известной футеровки является слабая устойчивость к пропитке расплавом металла. Это объясняется тем, что пресованные и обож953

Свойств женные корундовые изделия имеют до

804 эффективных пор от общей открытой пористости, которые обуславливают проникновение расплава в огнеупор. 5

Так, например, если взять корундовый кирпич после 4 месяцев службы в подине печи под слоем алюминия, то вес его увеличивается на 600 г, так как кирпич пропитывается ме- 10 таллом. 1 м корундовой кладки поглощает в год 100-120 кг алюминия.

При площади в 40 я внутренней поверхности сорокапятитонной ванны отражательной печи потери составля- 1$ ют около 5 т металла. Кроме того, глубокая пропитка огнеупоров металлом приводит к необратимому повыше-

1нию теплопроводности футеровки, увели чивая непроизводительные энергетичес- 2о кие затраты на поддержание теплового режима агрегата, а также приводит к износу огнеупоров и снижению эксплуатационных показателей печи.

Цель изобретения - повышение ме- 2s таллоустайчивости облицовки, что обеспечивает увеличение срока службы футеровки.

Поставленная цель достигается тем, что футеровка отражвтельной печи для зо плавки алюминия и его сплавов, включающая кирпичную кладку иэ огнеупора и облицовку плавильной ванны материалом, химически стойким в расплавах алюминия, выполнена из термообработанных изделий с замкнутой (тупико" вой) пористостью, предпочтительно из асбестоцементных изделий.

Преимущество такой облицовки заключается в том, что изделия с замкнутой пористостью не пропитываются расплавом металла, что способствует . не только снижению потерь металла, но и уменьшению износа шамотной футеровки. 45

403 4 ,ранства имеются заглубления 2 для крепления шпилек 3. Шпильки 3 с якорным окончанием забиты в отверстия и укреплены шамотным мертелем.

Концы шпилек имеют нарезку под гайку 4 и предназначены для крепления облицовочных термообработанных асбес. тоцементных изделий 5, .имеющих сквоз. ные отверстия 6.Внутренний слой облицовочных асбестоцементных изделий крепится шамотным мертелем к основной футеровке.

Внешний слой укреплен на шпильках под гайку, которые закрыты всбестоцементными пробками 7. Асбестоцементные пробки образуют компенсационный зазор с торцом шпильки, предусматривающий свободное термическое расширение шпильки.

Асбестоцементные изделия, отвечающие ГОСТ 4248-78, подвергаются термообработке при температуре

650+30 С. Скорость подъема темпера туры не первышает 3 град/мин. Сущ" ность основных изменений, происходящих в изделиях, заключается в следующем.

При температуре 420-500 C происходит дегидратация гидрата оксида кальция с образованием свободного оксида кальция, а при 600 1; - дегид ратация минерального волокна и составляющих цемента. При этом происходит некоторое раэупрочнение материала, но как видно из приведенной таблицы, изделия удовлетворяют необходимым требованиям по прочности.

В таблице приведены свойства асбестоцементных изделий после термообработки.

Кажущаяся плотность

3 г/см

1,75

Предел прочности при сжатии

12,5

ИПа

Предел прочности при изгибе

ИПа I2,0

Ударная вязкость кгс.см 3 см:

При этом повышается стабильность теплофизических свойств футеровки, экономится расход энергетических ресурсов на поддержание необходимого

50 температурного режима плавки, увели" чивается срок службы теплового агрегата, т.е. повышается эффективность футеровки и агрегата в целом.

На чертеже изображен участок фу" теровки стенки плавильной ванны. футеров ка содержит кирпичную клад. ку из шамотного огнеупора 1, в кото рой со стороны плавильного прост953403 6 службы теплового агрегата. Кроме того, положительный эффект обеспечивается за счет снижения потерь металла, расхода топлива на плавку, 5

Продолжение таблицы

Линейная усадка

Нет

Термический коэффициент линейного расширения при 900 С

8,75xl0

Термостойкость (800 Своздух) Теплосмены

Коррозионный износ (при

800 С выдержка 6 ч) 20

Нет

Проведенные стендовые испытания металлоустойчивости термообработанных асбестоцементных издеЛий в режиме : 25 плавки алюминия подтвердили отсутствие химического взаимодействия и пропитки.

° Таким образом, предлагаемая футеровка отражательной печи является ме" зв таллоустойчивой, что повышает срок формула изобретения футеровка отражательной печи для плавки алюминия и его сплавов, включающая кирпичную кладку из огнеупора и облицовку плавильной ванны материалом, химически стойким в расплавах алюминия, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы футеровки за счет повышения металлоустойчивости облицовки, она выполнена из термообработанных изделий с замкнутой (тупиковой) пористостью, предпочтительно из асбестоцементных изделий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент США N 2890879,кл.106-62, опублик. 1959.

2. Разработка и внедрение мероприятий по повышению стойкости футеров" ки печей при плавке алюминиевых плавов. Отчет по НИР. Регистрационный N 72026317, 1974, с. 167- 179 и с. 185-193.

8НИИПИ Заказ 6254/65

Тираж 645 Подписное

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