Способ изготовления периклазоуглеродистого огнеупора — SU 1335552 (original) (raw)
(19) (1) 1) 4 С 04 В 35/04 НЫЙ НОМИТЕТ СССРБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИ РЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗГО УГЛЕРОДИСТОГО ОГ (57) Изобретение бам изготовления ВЛЕНИЯ ПЕРИКЛАЗОУПОРАтносится к спосоериклазоуглеродиселью изобретения(71) Восточный научно-исслекий и проектный институт огпромышленности(56) Заявка Японии Р 56-179кл, С 04 В 35/00, С 04 В 35Авторское свидетельствоУ 510456, кл, С 04 В 35/20,овательсеупорной тых огнеупоров. является повышени упора в службе за сти огненижения ст стои счет лицын,гнеупования ерода м дози зовог смолы выгорания тавливают ивЕ, Г,Крек- ский из ор шивания перикла итовой спели и овремень выгора134,5 ом смесителе, Ст 6, 00 6,16, 1981,ССР1976,а составляетвыдержке притабл. ния углеродмг/см при в теч ие 5 ч,Ю35552 45 50 55 13Изобретение относится к огнеупорной прЬмышленности и может быть использовано в черной и цветной металлургии для изготовления футеровок тепловых агрегатов, например конвертеров, электросталеплавильных печей и других.Цель изобретения - повышение стойкости огнеупора в службе за счет снижения степени выгорания углерода.Графитовая спель представляет собой отход производства образующийся, например, при переливе чугуна, вследствие его охлаждения и выделе-ния растворенного в нем углерода, в, виде чешуек графита совместно с частицами чугуна и шлака, Химический состав графитовой спели следующий,7.: углерод в виде графита 50-80, железо и его различные оксиды до 30; диоксид кремния 3-5; оксиды кальция и примеси марганца, никеля и хрома 1-5. По фазовому составу графитовая спель представляет собой сросток частиц графита с включениями железа, его различных оксидов, микрочастиц шлака, представленного сростком стекла и минералов группы мелилита.Механизм формирования периклазоуглеродистого огнеупора предлагаемого состава заключается в смачивании смолой графитовой спели, полимеризации смолы при низких температурах и образования тем самым прочного каркаса между зернами периклазового порошка и графитовой спели, С повышением температуры в условиях службыоогнеупора до 520-640 С происходит удаление летучих веществ из смолы и периклазового порошка, Дальнейшее повышение температуры приводит к окис лению графитовой спели с образованием оксидов углерода и железа. Первые образуют восстановительную среду, препятствующую дальнейшему окислению графитовой спели, а вторые реагируют с периклазом с образованием высоко- огнеупорных соединений - магнезиовюстита и магнезиоферрита по реакциям2 С + О2 СО;2 СО + 0 - 2 СО2 Ге + О, 2 ЕеО;4 ГеО + Ог 2 Ге 0МцО + РеО МоО РеОМуО + Гегй, М 90 ГегОэРеакция образования магнезиовюстита и магнезиоферрита сопровождается увеличением объема примерно на 77.,5 10 15 20 25 30 35 40 что приводит к уплотнению структуры периклазоуглеродистых изделий,препятствует тем самым диффузии в нихкислорода, При высоких температурахв изделиях существует восстановительная среда, зерна периклаза связанывысокоогнеупорными магнезиальножелезистыми соединениями, препятствующими выгоранию углерода, Сохранение углерода при температуре службы периклазоуглеродистого огнеупора за счетуплотнения его структуры являетсяосновой повышения его стойкости вфутеровках тепловых агрегатов, например конвертеров и электросталеплавильных печей.Преимущество одновременногосмешения всех компонентов в одномсмесителе заключается в том, чтовведение графитовой спели совместнос крупнозернистым и тонкомолотым периклазовым порошком, а также со смолой приводит к одновременному покрытию зерен всех компонентов и частиц смолы графитовой спелью. Этообуславливает уменьшение коэффициентавнутреннего трения оцновременно всехзерен, что приводит к повышению пластичности и гомогенности массы.Периклазоуглеродистый огнеупорполучают следующим образом.Все компоненты дозируют и одновременно смешивают в одном смесителев течение 5-15 мин,Полученную массу подают на формование изделий методами прессования,трамбования или вибрации при температуре не более 120 С, Изделия безсушки или после сушки в восстановительной среде при 170-300 С в течение 1-2 сут) отгружают потребителям, Изделия без сушки имеют достаточные прочность и плотность. Поэтому целесообразность сушки изделийопределяется только стсутствием условий коксования футеровок тепловыхагрегатов из периклазоуглеродистыхогнеупоров, Например, для конвертеров и сталеразливочных ковшей сушитьпериклазоуглеродистые огнеупоры нецелесообразно ввиду наличия условийдля их коксования, в электросталеплавильных печах возможно организовать их коксование, а для сводов истен мартеновских печей, нагревательных плит необходимо использовать периклазоуглеродистые огнеупоры толькопосле их сушки, 313355В качестве периклазового порошкаможно использовать плавленый периклаз, его недоплав (корку) и периклазоизвестковые порошки, соответствующиеГОСТУ. Смолы можно использовать раз-,личного вида; каменноугольные, нефтяные, Фенолформальдегидные и др.Для изготовления контрольных образцов по предлагаемому способу и известному используют спеченный периклазовый порошок Фракций 3,01,0 мм и менее 0,06 мм, изготовляемых и применяемых для производствапериклазовых, периклазохромитовых 15и хромитопериклазовых изделий, раствор сульфитно-спиртовой барды (лигносульфонатная смола) пл. 1,22 г/смчешуйчатый графит, каменноугольнуюпрепарированную смолу коксохимического производства, соответствующуюТУ, фенолформальдегидную смолу - жидкий бакелит, алюмофосфат и графитовуюспель конвертерного цеха,П р и м е р 1 (известный). Массу 25для периклазоуглеродистых образцовприготовляют последовательным смешением 60 мас,% спеченного периклазового порошка фракции 3-1 мм с 3 мас,7связки (линосульфонатная смола и 30алюмофосфат 1:1) в течение 3-5 мин,добавляют 5 мас.7 графита, смешивают3-5 мин, добавляют 32 мас,% тонкомолотого периклазового порошка Фракциименее 0,06 мм, Массу перемешивают3-5 мин и из этой массы прессуют образцы высотой и диаметром по 50 ммпри удельном давлении 125 МПа, Оборазцы обжигают при 1600 С (5 ч выдержки) в воздушной среде и по величине потери массы до и после обжигаопределяют степень выгорания углерода:п 1 = С/5 где Ь п 1 - степень выгорания углеро 45сда, мг/смЬС - уменьшение массы углерода после обжига, мг;5 - площадь выгорания, см50П р и м е р 2 (контрольная шихта).Массу для периклазоуглеродистых образцов приготовляют одновременным смешением следующих компонентов, мас,7:спеченный периклазовый порошок фракции 3-1 мм и менее 0,06 мм 79 чешуйчатый графит 15; каменноугольная смола б, одновременно в одном смесителе в течение 10-15 мин, Из этой массы прессуют образцы высотой и диаметром по 50 мм при удельном давлении 125 МПа . Образцы обжигают при 1600 С (5 ч выдержки) в воздушной среде и аналогично примеру 1 определяют степень выгорания углерода,П р и м е р 3, Массу для периклазоуглеродистых образцов приготовляют одновременным смешением следующих. компонентов, мас,7: спеченный периклазовый порошок фракции 3-1 мм и менее 0,06 мм 94; графитовая спель 3, каменноугольная смола 3 в одном смесителе 10-15 мин, Из этой массы прессуют образцы высотой и диаметром по 50 мм при удельном давлении 125 МПа. Образцы обжигают при 1600 С (5 ч выдержки) в воздушной среде и аналогично примеру 1 определяют степень выгорания углерода,Составы масс и свойства образцов, изготовленных из них по предлагаемому способу и известному (технология изготовления образцов в примерах 4-7 аналогична примеру 3) приведены в табл,1,Как видно из табл,1, в изделиях,полученных по предлагаемому способу,степень выгорания углерода в среднемв 3-8 раз меньше, чем в известном,Свойства периклазоуглеродистых изделий, полученных по двум технологиям, после 1 сут, хранения (без сушки) приведены в табл,2,Периклазоуглеродистые изделия, изготовленные по технологии одновременного смешения компонентов, имеют более высокую прочность, меньшую гористость и повышенную кажущуюся плотность по сравнению с изделиями, изготовленными по технологии последовательного смешения компонентов.формула изобретенияСпособ изготовления периклазоуглеродистого огнеупора путем дозирования, смешивания периклазового порошка, графитсодержащего компонента и смолы и Формования смеси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его стойкости в службе за счет снижения степени выгорания уг70-94 3-20 3-10 Таблица 1 Содержание компонентов, мас,% Состав КаменноГрафитовая Спеченный пеугольнаясмола спель риклазовый порошок Чешуйчатый гра фит 15 Известный 1 448,7 Предлагаемый2 45,2 94 134,5 16,9 15 79 10 38,2 20 70 29,2 80 Таблица 2 Показатели по технологиисмешения компонентов Свойства одновременного последовательного Предел прочностипри сжатии, МПа.39, 7 31,6 Открытая пористость, % 5,4 7,6 Кажущаяся плотность г/см3 2,83 2,78 ВНИИПИ Заказ 4016/21 Тираж 587 Подписное Произв.-попигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1335552 Мерода,. в качестве графитсодержащего компонента используют графитовую спель, а смешивание ведут одновременно в одном смесителе при следующем5 содержании компонентов, мас.%: ПериклазовыйпорошокГрафитоваяспельСмола фенолформальдегидная смола5 Степень выгорания углерода при1600 С (5 чвыдержки),мг/см