CS208266B1 - Žárovzdorný uhlíkatý materiál - Google Patents

Description

Vynález se týká žárovzdorného, vůči otěru a oxidaci odolného uhlíkatého materiálu pro žéromonolity a konstrukční prvky průmyslových pecí a tepelných zařízeni zejména žlabů, výpustí a pecí průmyslu černé a barevné metalurgie.

Dosud známé a používané uhlíkaté žárovzdorné materiály, jejichž součástí vedle čisté uhlíkové zložky a pojivá je i jedna nebo více neuhlíkových komponent, mají keramickou, jílovou vazbu nebo vazbu chemickou. Účinek těchto vazeb je podmíněn přítomnosti polární tekutiny, kterou ve většině případů je voda. Tyto materiály se proto mísí a zpracovávají s vodou. Hmoty tohoto typu v různých variantách lze použít především v černé metalurgii zejména v odtokových cestách vysokých peci. Jejich výhodou je dobrá a snadná zpracovatelnost při instalaci žéromonolitu a vysoká trvanlivost v podmínkách, kde žárovzdorná vrstva z nich zhotovená není nadměrné namáhána erosí. Citlivé jsou však na otěr, zejména při jejich uplatnění na odpichových vysokopecních žlabech, kde se erose obvykle rozhodujícím způsobem podílí na opotřebení monolitické vystýlky.

Podstatně odolnější vůči erosi jsou známé a v průmyslu užívané uhlíkové hmoty, které sestávají z čisté uhlíkové složky a nepolárního uhlíkového pojivá, tj. dehtu nebo tekuté smoly. Tyto materiály slouží a jedinečnými výsledky všude tam, kde se nemůže škodlivé projevit jejich citlivost vůči oxidaci, zejména oxidaci kyslíkem, kysličníkem uhličitým, případně vodní parou. Ve styku se vzdušným kyslíkem či a jinými oxidačně působícími medii při obvyklých provozních teplotách se však rychle oxidují a znehodnocují.

Zmíněné nevýhody žárovzdorných uhlíkových a uhlíkatých materiálů se podstatně zmírní a výrazně lepších technických a ekonomických účinků ae dosáhne se žárovzdorným uhlíkatým materiálem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že hmotově obsahuje 1-40 % kalcinovaného antracitu a/nebo termoantracitu, 3-35 % organického pojivá a 25-96 % neuhlíkové výplně, přičemž tento materiál může obsahovat do 60 % uhlíkové doplňkové přísady ve formě grafitu, tuhy, karbidu křemíku, sazí, kamenouhelného či smolného naftového koksu, uhlí či uhelného letku nebo jejich kombinací.

Kalcinovaným antracitem a termoantracitem se rozumí tepelně zpracovaný antracit, u něhož obsah prchavých látek nepřesahuje 2 % hm. Organickým pojivém jsou jednotlivá nebo kombinovaná pojivá bitumenová přírodního původu či získaná destilací uhlí a ropy, především dehty, smoly a asfalty.

Neuhlíkovou výplň tvoří křemičité suroviny, hlinitokřemičité složky zejména kalcinované jíly, pálené šamotové lupky, suroviny sillimanitového, mullitového a bauxitového typu, tabulární korund či elektrokorund, zirkonsilikátové substance, slinutý nebo elektrotavený magnezit, chromové ruda, slinutý či elektrotavený spinel a to jednotlivě nebo v kombinacích.

Základními složkami jsou kalcinovaný antracit či termoantracit., organické pojivo a neuhlíková výplň. Pro úpravu vlastností hmoty nebo z ekonomických důvodů lze k těmto základním složkám přimísit uhlíkovou doplňkovou přísadu.

Popsaný žárovzdorný uhlíkatý materiál je určen především pro zhotovení a opravy žáromonolitických vystýlek a konstrukčních prvků průmyslových pecí a tepelných zařízení v čer208 200 né a barevné metalurgii, aejména pro vystýlky odtokových eeet vysokých peci a výplň jejich výpustí.

Jeho složení umožňuje dosáhnout zvlášť vysoké otěruvzdornoeti současně s vysokou odolností vůči oxidaci při značně snížené emáčivoati tekutými kovy a etruskami a při dokonalé nepropuatnosti i pro ne jzabíhavější tekuté a přehřáté kovy.

Materiálu těchto vlastností lze a velmi dobrými technickými i ekonomickými účinky využít přpdevším ve výpustích a ve vystýlkách železových a struskových odpichových žlabů vysokých peci. Ve srovnáni se známými a zavedenými uhlíkovými hmotami a uhlíkovým nepolárním pojivém a známými a užívanými uhlíkatými hmotami s vazbou jílovou nebo chemickou, umožňuje jednaapůlnásobné až trojnásobné zvýšení odolnosti a trvanlivosti žáromonolltických vystýlek odpichových vysokopeeních žlabů, tj. dosažení trvanlivosti nad 30 000. t prolitého surového železa.

příklady složení žárovzdorného uhlíkatého materiálu dle vynálezu v hmotových procentech;

1. 35 % kalcinovaného antracitu v zrnitosti 0-10 mm, 15 % kamenouhelné smoly, 50 % kalcinovaného šamotového lupku 0-1 mm.

2. 33 % kalcinovaného antracitu v zrnitosti 0-3 mm, 32 % kamenouheIného dehtu, 33 % mullitové výplně 0 - 4 cm.

3. 15 % termoantracitu v zrnitosti 0-4 ca, 13 % přírodního asfaltu, 47 % mullitového ostřiva 0 - 4 cm a 25 % korundové moučky 0-0,2 mm.

4. 10 % kalcinovaného antracitu 0 - 3 mm, 18 % surového kamenouhelného dehtu, 72 % chromové rudy 0-0,2 mm.

5. 5 % kalcinovaného antracitu 0-5 mm, 20 % ropného asfaltu, 70 % páleného Samotového lupku, 5 % sazi.

6. 10 % kalcinovaného antracitu 0 - 3 mm, 10 % kamenouhelné smoly, 30 % korundu 0 - 4 mm, 50 % grafitu.

Materiál dle příkladu 1, zabudovaný v železovém odpichovém žlabu vysoké pece, prokázal při provozu vysokou otěruvzdornost a vysokou odolnost. Opotřebení výdusky z něho zhotovené, nepřesahuje 1 mm/1000 t surového železa, zatím co opotřebení standardních stávajících žáromonolitů činí běžně 2-2,5 mm/1000 t surového železa. Za provozu zůstává monolit celistvý, neporušený trhlinami, nedochází k destrukcím a k odplavení bloků výdusky. Opotřebení je podstatně pomalejSi a rovnoměrnější, žlab ei dlouhodobě zachovává požadovaný tvar, proudící kov a etruská klidný laminární tok.

Vedle výpustí a odpichových žlabů vysokých pecí lze tohoto materiálu využít m. j. i v pecích a tepelných zařízeních pro výrobu a dopravu tekutých ferroslitin, pro výrobu slévárenského železa, zejména v kuplovnách a v pecích pro výrobu eynthetických strusek a tavidel.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Žárovzdorný uhlíkatý materiál pro žáromonolity a konstrukční prvky průmyslových pecí a tepelných zařízení, odolný vůči otěru a oxidaci, vyznačený tím, že obsahuje hmotové

   1 - 40 % kalcinovaného antracitu a/nebo termoantracitu, 3 - 35 % organického pojivá a 25 - 96 % neuhlíkové výplně.
2. 2. Žárovzdorný uhlíkatý materiál podle bodu 1. vyznačený tím, že hmotově obsahuje do 60 % uhlíkové přísady jako je grafit, tuha, karbid křemíku, saze, kamenouhelný či smolný, resp. naftový koks, uhlí či uhelný letek samotné nebo v kombinaci.
3. 3. Žárovzdorný uhlíkatý materiál podle bodu 1 až 2 vyznačený tím, že organickým pojivém je bitumenové pojivo průmyslového nebo přírodního původu, zejména dehet, smola a asfalt a to jednotlivě nebo v kombinacích.
4. 4. Žárovzdorný uhlíkatý materiál podle bodu 1 až 2 vyznačený tím, že néuhlíkovou výplft tvoří křemičité, hlinitokřemičité, vysocehlinité, korundové, zirkonsilikátové komponenty, slinutý nebo elektrotavený magnezit, chromová ruda, slinutý či elektrotavený spinel a to jednotlivě nebo v kombinacích.