Шихта и способ изготовления огнеупоров

Шихта и способ изготовления огнеупоров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Шихта для изготовления огнеупоров , содержащая электрокорунд, графит, кремний и связку, отличающаяся тем, что, с целью повьашения термостойкости и шлако устойчивости, она дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связки - смесь высокотемпературного каменноугольного пека и этилсиликата при следующем соотношении KONmoHeHTOB, мас.%: Графит18-22 Кремний7-11 Карбид кремния2-6 Высокотемпературный каменноугольный пек16-18 Этилсиликат в пересчете на S Oj2-6 ЭлектрокорундОстальное 2. Способ изготовления огнеупоров путем смешения комотонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига , отличающийся тем, что, с целью повышешя термостойкоссл ти и шлакоустойчивости, сначала производят смешение ко.мпонентов шихты с пеком в бегунах, затем увлажняют частью этилсиликата, прибавляют остаток этилсиликата, снова перемешивают в смесителе и после формования нагревают до 480-520 С-со ско .ррстью подъема температуры 1520 град/ч, после чего пропитывают ю . жидким натриевым стеклом, а обжиг про водят при 1360-1390°С. 00 о: 4

„.SU„„2 640 А

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Д) С 04 В 35/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHO5AV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2-6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3318613/29-33 (22) 21. 07. 81 (46) 15, 07. 83. Бюл. Р 26 (72) Г.Д. Семченко, A. В. Дуников, Л.Г. Сточек, A.È. Григорьев, Б.Г.Маркелов, В.И. Хохлов и Н.Д. Карпов (71) Харьковский ордена Ленина по-.. литехнический институт им. В.И.Ленина (53) 666. 762(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 342846, кл. С 04 В 35/10, 1968.

2. Патент Японии 9 52-10128, кл. 20(3) с. 21, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 541821, кл. C 04 В 35/10, 1970 прототип).

54) ШИХТА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОГНЕУПОРОВ. (57) 1. Шихта для изготовления огнеупоров, содержащая электрокорунд, графит, кремний и связку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термостойкостн и шлакоустойчивости, она дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связки — смесь высокотеьпературного каменноугольного пека и этилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Графит 18-22

Кремний 7-11

Карбид кремния 2-6

Высокотемпературный каменноугольный пек 16-18

Этилсиликат в пересчете на

s-o

Электро. корунд Остальное

2. Способ изготовления огнеупоров путем смешения компонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и шлакоустойчивости, сначала про- gg} изводят смешение компонентов шихты с пеком в бегунах,,затем увлажняют С частью этилсилнката, прибавляют остаток этилсиликата, снова переме- с шивают в смесителе и после формования нагревают до 480-520сС со скоростью подъема температуры 1520 град/ч, после чего пропитывают жидким натриевым стеклом,.а обжиг про Ю водят при 1360-1390 С.

1028640

Изобретение относится к огнеупо- рам, а именно к шихтам и способам изготовления корундографитовых изделий, которые можно использовать в качестве огнеупорного сталеразливочного припаса, для набивки и ремонта 5 футеровок и других целей в металлургической промышленности.

Известна шихта, которая помимо шамота, глины и графита содержит !

Карбид кремния электрокорунд и фос- 0

Фатное связующее Q1 5.

Однако изделия иэ указанной шихты из-за невысокого содержания углерода 10-20% имеют пониженную шлакои металлоустойчивость, а также теря.ют механическую прочность при высокой температуре в службе вследствие разложения присутствующего в них фосфатного связующего. Введение добавки карбида кремния не дает в данном случае повышения, а в про- 20 цессе службы - сохранения механической прочности изделий.

Известен также состав материала для футеровки промежуточного разливочного ковша, содержащий, зес.В: 25

Яе О 40-85, углерод 10-40, карбид кремния 5-20, 5 О до 30 и антиокислитель — натриевое стекло Г2 l

Недостатком данного состава материала является высокое содержание

SiO2 совместно с жидким натриевым стеклом, что значительно снижает огнеупорные свойства материала.

Наиболее близкой к изобретению является шихта для изготовления огне упорного материала, содержащая,Ъ: чешуйчатый графит 25-35, кремний

8-10, глинистое связующее 10-15, жидкое натриевое стекло 0,1-0,7 и электрокорунд. Материал готовят смешиванием компонентов, формованием,40 сушкой и обжигом (31.

Однако вследствие того, что в шихте содержится много глинистых компонентов, иэделия имеют недостаточную термостойкость и механи- 45 ческую прочность, а это накладывает ограничения на воэможность широкого использования их в металлургии, особенно при непрерывной разливке стали, а отсутствие операции пропитки не позволяет получать изделия с низкой окисляемостью.

Целью изобретения является повышение термостойкости и шлакоустойчивости.

Цель достигается тем, что шихта для изготовления огнеупоров, содержащая электрокорунд, графит, кремний и связку, дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связующего — смесь высокотемпературного 60 каменноугольного пека и этилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Графит 18-22

Кремний 7-11 65

16-18

Карбид кремния 2-6

Высокотемпературный каменноугольный пек

Этилсили кат (в пересчете на 5 02)

2-6

Электрокорунд Остальное

Кроме того, согласно способу изготовления огнеупоров путем смешения компонентов шихты, увлажнения, формования,„ сушки и обжига, сначала производят смешение компонентов шихты с пеком в.бегунах, заteM увлажняют частью этилсиликата, прибавляют оСтаток этилсиликата, снова перемешивают в смесителе и после формования нагревают до

480-520 С со скоростью подъема температуры 15-20 град/ч, пропитывают жидким натриевым стеклом, а обжиг проводят при 1360-1390ОС.

Введение в состав шихты смеси высокотемпературного каменноугольного пека и этилсиликата приводит. к тому, что образовавшийся в них после термообработки кокс и аморфный кремнезем, взаимодействуя между собой и кремнием, образуют при последующем обжиге прочную карбид-кремниевую связку, что способствует .значительному увеличению прочности и термостойкости изделий.

Применение высокотемпературного каменноугольного пека позволяет также повысить выход коксового остатка пека после термообработки, а также проводить его сухой помол, в ходе которого не происходит налипания его на рабочие части бегунков, что наблюдается в случае использования низко- и среднетемпературного каменноугольного пека. Поэтому использование высокотемпературного каменноугольного пека позволяет проводить сухое смешение его с компонентами шихты беэ нагрева пека или наполнителя перед смешением, что улучшает условия труда и исключает вредное воздействие летучих компонентов пека в случае его расплавления перед смешением.

Смешение компонентов шихты производят в бегунках в течение 40-60 мин, что более экономично по сравнению с использованием шаровой мельницы, увлажнение, например, в 2 -образном смесителе - в теченние 40-50 мин. .Это значительно удешевляет процесс производства, приводит к уменьшению энергозатрат.

Термбобработка до 480-520 С проводится с целью удаления летучих компонентов пека и выкоксовывания пека обязательно в окислитель1028640 ной среде, так как в окислительнои среде выход кокса повышается почти

I вдвое. Скорость подъема температуры в ходе термообработки (15- 20 С/ч ) предполагает оптимальную скорость выхода летучих компонентов пека, не вызывающую растрескивання изделий.

Термообработка ниже 480ОC не приводит к завершению процесса выхода летучих компонентов пека, что увеличивает вероятность растрескивания изделий в ходе последующего обжига.

Термообработка в окислительной среде при температуре выше 520 С приводит к выгоранию пекового кокса, что отри, цательно сказывается на получении высоких прочностных свойств обожженных изделий.

Пропитывание жидким натриевым стеклом корундографитовых изделий позволяет обжигать их в карбидкремниевых капселях без коксовой засыпки, что значительно повышает экономичность предлагаемого способа производства корундографитовых огне-. упоров.

Пример. 45% электрокорунда смешивают в бегунках с 20% графита, 9% металлического кремния, 4% карбида кремния, 17% высокотемпературного пека в течение 60.мин. Далее массу увлажняют 2% (в пересчете на 5 02) этилсиликата, перемешивают, масса поступает s 2 -образный смеситель, где ее доувлажняют

3% (по 5102 )этилсиликата и в течение .50 мин тщательно перемешивают.

Из полученной смеси формуют изделия по способу изостатического прессования при давлении 700. атм.

Сформованные изделия нагревают до500 С со скоростью 15ОC/÷, пропитыва ют жидким стеклом плотностью

1,28 г/см и обжигают при 1380 С..

Готовые изделия имеют предел прочности при сжатии 45 ИПа, термостойкость (до появления трещин ) составляет 31 термосмену 1200с вода.

5 Составы шихты для изготовления огнеупоров приведены в табл. 1.

Параметры технологического npomecca приведены в табл. 2.

Свойства иэделий в зависимости от состава и способа приведены в табл. 3 °

Экономичность предлагаемого способа заключается в -том, что при вве дении пропитки заготовок жидким натриевым стеклом исключается трудоемкий процесс — обеспечения дорогостоящей коксовой засыпки изделий

20 в капселях, что может дать экономию заводу-изготовителю порядка 10 тыс. руб. в год.

Кроме того, применение термообработки иэделий до 480-520 С со

25 скоростью подъема температуры 1520оград/ч позволяет затем обжигать изделия по ускоренному режиму, а именно:

20-400 С вЂ” 50 град/ч — 8 ч, З0 400-600 C - 100 град/ч — 2 ч, 600-900 С вЂ” 150 град/ч - 2 ч, 900-1200оС - 100 град/ч — 3 ч, 1200-1300 С вЂ” 50 град/ч — 2 ч, 1300-1380 С - 40 град/ч — 2 ч, 5 выдержка при .1380 С - 3 ч, Итого: 22 часа вместо 45 по стандартной технологии.

Увеличение термостойкости и шла-. коустойчивости изделий из данной шихты в.сравнении с базовым объек40 том позволяет увеличить срок службы изделий, а экономический эффект составит около 100 тыс. руб. в год.

1028640

Та блиц а 1

1 4 5 6 7

Компоненты

45

43

20

22

20

Этилсиликат (на 5 Ог}

Карбид кремния

17

16

13

Таблица2

Составы

Параметры

Смещение в бегунах, мин 60

50

TepMoo6pa6o ТКа, С 500 о

490

480

Подъем температуры, град/ч

16

20 15

15 19

Температура обжига, ОС

1390 1370 1360

1360 1370

1380 1360

Т а б л и ц а 3

Предлагаемые составы

Прототип

Свойства

40,0 42,0 )7,0 26,0 26,5 25,5

Предел прочности при сжатии, МПа

45,0

26 21

28 26

26

31 до полного разрушения

28 29 30

41 35

43

Шпакопросачивание, мм

4,0

1,8 2,1

2,0

Электрокорунд

Графит

Кремний

Каменноуголь-. ный высокотемпературный пек

Термостойкость, (теплосмен )

1300 С вЂ” вода: до появления трещин

Составы, мас.Ф

) 2 (3 T

1 2 3 4 . 5

60 40

520 490

Т

3 4

60 60

480 500

1028640

Продолжение табл, 3

Предлагаемые состава

Прототип

Свойства

I б 7

Термостойкость, теплосмена 1300 С— вада:. до появления трещин

23

20 до полного разрушения

30 32

Составитель Д. Иванов.

Редактор М. Бандура Техред В.далекорей

Корректор A.Èëüèí

Заказ 4886/20 Тираж 622

ВНИИПИ- Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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