CS251728B1

CS251728B1 - Refractory alkaline mass for high-density refractory lining

Info

Publication number: CS251728B1
Application number: CS855601A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Skovajsa; Karel Ovcari
Original assignee: Ladislav Skovajsa; Karel Ovcari
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS560185A1

Abstract

Předmětem řešeni je žárovzdorná zásaditá hmota vysocehutné žáromonolitické v^stýlk^ zejména ocelářských peci na bázi zásaditých surovin typu magnezit - spinel - chromová ruda, obsahujíc! zrnitou bazickou složku s velikosti zrn v hranicích 0,5 až 30 mm a jemnozrnnou pojivovou složku, která se skládá z velmi jemné bazické moučky v zrnitosti pod 0,04 mm, alkalických polyfosforečnanu a sulfitového výluhu a jejíž objemový obsah ve hmotě se řídí podle blíže specifikovaných údajů mezerovitostí zrnité složky.The subject of the solution is a refractory alkaline material of high-density refractory monolithic lining, especially for steel furnaces, based on alkaline raw materials of the magnesite - spinel - chrome ore type, containing a granular basic component with a grain size in the range of 0.5 to 30 mm and a fine-grained binder component, which consists of very fine basic flour with a grain size below 0.04 mm, alkaline polyphosphate and sulfite leachate, and whose volume content in the material is governed by more specifically specified data on the interstices of the granular component.

Description

Vynález se týká žárovzdorné zásaditá hmoty pro vysooehutné žáromonolitické vystýlky a žárotechnické stavební prvky průmyslových zejména ocelářských pecí na bázi zásaditých surovin typu magnezit - spinel * chromová ruda.The invention relates to a refractory alkaline material for high-density refractory lining and refractory structural elements of industrial, in particular steel furnaces, based on basic magnesite-spinel * chrome ores.

Odolnost a trvanlivost bazických žáromonolitů zejména těch, které jsou vystaveny extrémním teplotním podmínkám novodobých ocelářských procesů, je v rozhodující míře závislá na jejich hutnotě» Na rozdíl od tvarových bazických staviv, které jsou lisovány běžně při měrných tlacích 100 až 150 MPa, tedy s nasazením vysoké zhutňovací energie, jsou možnosti technických prostředků a zařízení využitelných při zhutňování žáromonolitů v žáromonolitiokém díle podstatně omezené. Zhutňovací energie nejúčinnějších pneumatických, resp.elektrických pechů odpovídá běžně tlaku 10 až 20 MPa, při vibračním či volném lití je zhutňovací energie ještě podstatně menší.The resistance and durability of basic refractory bases, especially those exposed to extreme temperature conditions of modern steelmaking processes, is crucially dependent on their density »Unlike shaped basic building materials, which are normally pressed at specific pressures of 100 to 150 MPa, ie with high deployment compaction energy, the possibilities of technical means and equipment useful for compaction of refractory casts in refractory casts are substantially limited. The compaction energy of the most efficient pneumatic or electric pusher compressors usually corresponds to a pressure of 10 to 20 MPa, in the case of vibration or free casting, the compaction energy is considerably lower.

Za těchto podmínek nabývá dobrá zpracovatelnost žáromonolitických hmot, -^j. především jejich dobrá zhutnitelnost zcela mimořádného významu.Under these conditions, the good workability of the refractory materials becomes good. first of all, their good compactability of utmost importance.

U dosavadních monolitických směsí se zlepšení zhutnitelnosti podporuje volbou pojivových chemikálií, které jsou ve zpracovací vodě dobře rozpustné, a které po vysušení jakožto konstituČní složka z části vyplňují v žáromonolitů póry zaplněné vlhkostí. Daleko nejlepších výsledků lze v tomto směru dosáhnout při použití oxidu chromového CrQ-j. Širšímu uplatnění bazických hmot tohoto typu však brání skutečnost, že GrO^ je deficitní, relativně drahý a zejména pak, že je vysoce toxický a zdraví nebezpečný. Při použití jiných pojivových chemikálií při dosavadní skladbě hmot zhutnění tak vysokého nelze dosáhnout.In the prior art monolithic mixtures, the improvement of compactability is supported by the choice of binder chemicals which are well soluble in the process water and which, after drying as a constituent component, partially fill the pores filled with moisture in the refractory monoliths. The best results in this respect are achieved with CrQ-1 chromium oxide. However, the widespread application of bases of this type is hampered by the fact that GrO4 is deficient, relatively expensive and, in particular, that it is highly toxic and hazardous to health. If other binder chemicals are used in the current composition of compaction materials, such a high level cannot be achieved.

Vysoké hutnoty a vysoké odolnosti a trvanlivosti bazických žáromonolitů bez vedlejších toxických účinků se dosáhne se žárovzdornou zásaditou hmotou pro vysooehutné žáromonolitické vystýliy a žárotechnické stavební prvky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 45 až 80 % zrnité bazické složky se zrnem v hranicích 0,5 až 30 mm a 20 až 55 % jemné pojivové složky, která hmotově sestává z 2,5 až 30 % alkalických póly fosforečnanů se zřetězenými molekulami typu přiThe high densities and high durability and durability of basic refractory castables without toxic side effects are achieved with a refractory alkaline composition for the high density refractory refractory linings and refractory structural elements of the present invention which comprises 45-80% of a grained basic constituent with grain within 0 , 5 to 30 mm, and 20 to 55% of a fine binder component, consisting, by weight, of 2.5 to 30% of alkali poles of the chained molecules of the type at

251 728251 728

- 2 η « 3 až 100, 05 až 10 % sulfitového výluhu a 60 až 97 % velmi jemné bazioké moučky v zrnitosti pod 0,04 mm a jejíž hmotový obsah ve hmotě se řídí mezerovítostí, tj* velikostí mezizrnného prostoru zrnité složky.- 2 η 3 3 to 100, 05 to 10% of the sulphite liquor and 60 to 97% of very fine basic flour with a grain size below 0.04 mm and whose mass content in the mass is controlled by the intergridness, ie the size of the intergranular space of the granular component.

K zamezení prašnosti při manipulaci s hmotou u výrobce i spotřebitele může tato sm«s obsahovat přísadu nepolární organické kapaliny ve výši do 3 % hm®&.In order to prevent dust handling during the production of both the manufacturer and the consumer, this mixture may contain up to 3% by weight of non-polar organic liquid.

Bazickou složkou zrnitou se rozumí slinutý nebo elektrotavený železitý nebo bezželezitý magnezit, slinutý nebo elektrotavený ohromitý nebo hlinitý spinelitioký produkt a chromová rud$ a to jednotlivé nebo v kombinaci při zrnitosti v rozpětí od 0,5 mm až do 30 mm. Uvedené bazické suroviny tvoří i jemnozrnnou bazickou složku 0,04 mm, která je na rozdíl od dosud používaných velmi jemná a u níž podíl nad 40 mikrometrů nepřesahuje 20 % hmot.A grained basic component is understood to mean sintered or electro-molten ferric or non-ferrous magnesite, sintered or electro-molten magnesium or aluminum spinelithium product and chromium ore, individually or in combination with a grain size ranging from 0.5 mm to 30 mm. Said basic raw materials also form a fine-grained basic component of 0.04 mm, which, unlike the hitherto used, is very fine and in which the proportion above 40 micrometers does not exceed 20% by weight.

Z polyfosforednanů vyhovujících podmínce M_n+2P_n0_3n+1 při n » 3 až 100 přichází v úvahu zejména základní tržní druhy · tripolyfosforečnan sodný a hexametafosforečnan sodný samotné nebo ve vzájemné kombinaci. V roli sulfitového výluhu lze použít standardní pevný práškový, příp. tekutý sulfitový louh, příp. jiné obchodně dostupné preparáty na bázi sulfitovýoh výluhů.Among the polyphosphates satisfying the condition M _{n + 2} P _n O _{3 n + 1} at n »3 to 100, in particular the basic market types sodium tripolyphosphate and sodium hexametaphosphate alone or in combination are suitable. In the role of sulphite liquor, standard solid powders can be used. liquid sulphite lye, resp. other commercially available preparations based on sulphite leaches.

Ve funkci nepolární organické kapaliny k potlačení prašnosti hmoty lze použít tekuté látky ropného nebo bitumenového typu, zejm. olej, naftu, petrolej apod.In the function of a non-polar organic liquid to suppress the dustiness of the mass, it is possible to use liquid substances of petroleum or bitumen type, especially oil, diesel, kerosene and the like.

K docílení maximální hutnoty žáromonolitu objemový obsah jemné složky není konstantní, nýbrž se citlivě řídí podle mezerovitosti konkrétní dané zrnité složky, a to tak, že při masérovi tos ti zrnité složky 30 až 35 % je obsah jemné pojivové složky ve hmotě 20 až 25 %, při mezerovítosti 35 až 40 % je obsah 25 až 31 %, při mezerovitosti 40 až 45 % obsah 31 až 37 %, při mezerovitosti 45 až 50 % obsah 37 až 43 %, při mezerovitosti 50 až 55 % obsah 43 až 49 % a při mezerovitosti 55 až 60 % obsah 49 až 55 %.In order to achieve maximum refractory density, the volume content of the fine component is not constant, but is sensitively controlled according to the voids content of the particular granular component, such that a 30 to 35% fine binder component has a fine binder content of 20 to 25%. with a void content of 35 to 40%, a content of 25 to 31%, a void of 40 to 45% a content of 31 to 37%, a void of 45 to 50% a content of 37 to 43%, a void of 50 to 55% a content of 43 to 49%; voids content 55 to 60% content 49 to 55%.

Popsaná žárovzéorná zásaditá hmota umožňuje při použití, ty, při hotovení bazických žáromonolitů ve stavebním díle zaThe described refractory alkaline material allows, in use, those, when the basic refractory

251 728 ~ 3 použití běžných zhutňovacích nástrojů dosažení mimořádné hutnoty, a tím i mimořádné odolnosti a trvanlivosti. Při dusání běžnými pneumatickými pechy lze dosáhnout stejné hutnoty jako u tvarových kamenů strojně lisovaných měrnými tlaky 100 až 150 MPa. Vyjádřeno celkovou mezerovitostí směsi, lze spolehlivě dosáhnout mezizrnného prostoru 10 až 14 % jako u jakostních hydraulicky vytvářených staviv; za stejných podmínek se dosahu je u bazických monolitických hmot s pojivém CrO^ mezerovitostí 14 až 16 % a u bazických hmot dosavadního typu 16 až 22 %.251 728 ~ 3 use of conventional compaction tools to achieve extra density and thus extraordinary durability and durability. When ramming with conventional pneumatic rammers, the same density can be achieved as with shaped stones machine-pressed by specific pressures of 100 to 150 MPa. Expressed by the overall void content of the mixture, an intergranular space of 10 to 14% can be reliably achieved, as with high-quality hydraulically formed building materials; under the same conditions, the range is 14-16% in the case of basic monolithic masses with a CrO2 binder and 16 to 22% in the case of basic types of the prior art.

V důsledku toho se pronikavě zlepšují vlastnosti žáromonolitu, zejména veškeré druhy pevností, otěruvzdornost a odolnost vůči korozi struskou, objemová stálost a odolnost vůči teplotním změnám. Tak se např. mechanické pevnosti zvyšují na více než dvojnásobek. U dusacích bazických hmot lze takto dosáhnout pevností v tlaku za studená nad 40 MPa, u licích bazic kých hmot lze dosáhnout pevností 30 až 70 MPa. V souvislosti s tím výrazně vzrůstá odolnost a trvanlivost zhotovených žáromonolitů a zhotovených žárotechnických stavebních prvků.As a result, refractory properties, in particular all kinds of strength, abrasion resistance and resistance to slag corrosion, bulk stability and resistance to temperature changes are markedly improved. Thus, for example, mechanical strengths are more than doubled. In the case of ramming bases, a cold compressive strength of over 40 MPa can be achieved, and in the case of casting bases a strength of 30 to 70 MPa can be achieved. In connection with this, the resistance and durability of manufactured refractory casts and manufactured refractory building elements increases significantly.

Toto zlepšení jakosti a trvanlivosti je podmíněno racionálně řízenou zrnitostí a podstatně zvýšenou zhutnitelností jemné bazické složky zrnitosti pod 40 mikrometrů, vyvolanou intenzívním ztekuoujícím účinkem v systému velmi jemný matrix polyfosforečnan - sulfitový louh - voda a adhezními silami vel mi jemné složky, která adheruje i ve zcela suchém stavu na zrnité hrubozrnné složce, rovnoměrně ji obaluje, zamezuje jejímu odměšování a vytváří i při velkém rozpětí zrnitosti hrubé slož k.y zcela homogenní, neodmísené, dobře ztekucující a zhutňujíoí se žárovzdorné bazické směsi₀ This improvement in quality and durability is conditioned by a rationally controlled grain size and a substantially increased compactability of the fine basic grain size below 40 microns, due to the intense flow effect in the ultra fine polyphosphate-sulphite lye-water matrix and the very fine adhesion adhesion properties. dry state on the coarse-grained coarse component, evenly envelops it, avoids its segregation and, even with a large coarse grain size range, creates a completely homogeneous, unmixed, well liquefied and compacted refractory base mixture ₀

Příklady složení žárovzdorné zásadité hmoty y4le vynálezu:Examples of refractory alkaline compositions according to the invention:

1) 65 % železitý slinutý magnezit2«? 10 mm s mezerovitostí zrni té složky 43 %, 35 % jemné pojivové složky o hmotovém sloze ní 10 % tripolyfosfát sodný, 4 % pevný sulfitový louh, 86 % jemnozrnné magnezitové moučky 0,04 mm,1) 65% ferric sintered magnesite2 «? 10 mm with a grain-size gap of 43%, 35% of fine binder component of 10% by weight sodium tripolyphosphate, 4% solid sulphite lye, 86% fine-grained magnesite meal 0.04 mm,

2) 75 % slinutý chromspinel 15 mm s mezerovitostí zrnité složky 35 %, 25 % jemné pojivové složky o hmotovém složení 4 % hexametafosfát sodný, 2 % sulfitový louh, 64 % jemnozrn2) 75% sintered chromspinel 15 mm with a granularity of 35%, 25% fine binder component with 4% sodium hexametaphosphate, 2% sulphite lye, 64% fine-grained

- 4 251 728 ná chromspinelitická moučka 0,04 mm, 30 % jemnozrnná magnezit ová moučka 0,04 mm; oelá směs olejována přídavkem + 2 % hmat lehkého topného oleje,- 4,251,728 chromospinelite flour 0.04 mm, 30% fine-grained magnesite flour 0.04 mm; oily mixture oiled by adding + 2% light fuel oil tactile,

3) 23 % chromová ruda1,0«ž 4 mm a 40 % slinutý železitý magnezit 0,5 & 6 mm s mezerovitostí zrnité složky 45 %, 37 % jemná pojivová složka o složení 14 % hexametafosfát sodný, 6 % pevný sulfitový louh, 30 % jemnozrnná magnezitovó moučka 0,04 mm a 50 % jemnozrnná chromová ruda pod 0,04 mm,3) 23% chromium ore 1.0 «ž 4 mm and 40% sintered ferric magnesite 0.5 & 6 mm with a 45% granular void, 37% fine binder component of 14% sodium hexametaphosphate, 6% solid sulfite lye, 30 % fine-grained magnesite meal 0,04 mm and 50% fine-grained chromium ore below 0,04 mm,

4) 51 % elektrotavený magnezitiei6 mm s mezerovitostí zrnité složky 55 %, 49 % jemné pojivové složky o složení 10 % tripolyfosfát, 15 % hexametfosfát, 8 % sulfitový louh, 67 % jemné moučky z elektrotaveného magnezitu 0,04 mm; celá směs zpracována s přídavkem +1,5 % petroleje.4) 51% electro-melted magnesite 16 mm with a grain-size gap of 55%, 49% fine binder component of 10% tripolyphosphate, 15% hexametaphosphate, 8% sulphite lye, 67% fine electro-melt magnesite 0.04 mm; the whole mixture treated with the addition of + 1.5% kerosene.

Popsané žárovzdorné zásadité směsipwlle vynálezu jsou určeny pro hotovení žáromonolitickýoh vystýlek a pro žárotechnické stavební prvky průmyslových, zejména ocelářských pecí a zařízení.The described refractory alkaline mixtures according to the invention are intended for the completion of refractory linings and for refractory building elements of industrial, in particular steel furnaces and equipment.

Jde zejména o použití ve vyzdívkách ocelářských kyslíkových konvertorů, elektrických obloukových pecí, ocelářských pánvích, nístějových ocelářských pecích tandemových, SM a MB pecích, a to ve formě žáromonolitů hotovených pneumatickým či ručním dusáním, /These are mainly used in linings of steel oxygen converters, electric arc furnaces, steel pans, tandem steel hearth furnaces, SM and MB furnaces, in the form of refractory molten and manual ramming, /

litím a vibrováním nebo ve formě prefabrikátů či obdobných tvarových prvků.casting and vibrating or in the form of prefabricated elements or similar shaped elements.

Vhodné jsou však i k použití v žáromonolitickýoh uzlech vyzdívek pecí barevné metalurgie, pecí cementářských, pecí pro výpal vápna Či stavební keramiky a pecí sklářských.However, they are also suitable for use in the refractory nodes of lining of colored metallurgy furnaces, cement kilns, lime kilns or building ceramics and glass furnaces.

Při přiměřeně pečlivém pneumatickém dusání se s popsanými žárovzdornými zásaditými směsemi podle uvedených příkladů 1 až 4 dosahuje celkové mezerovitostí 10 až 14 %, běžně 11 & 13 % a pevnosti v tlaku za studená po vysušení 40 až 80 MPa, tj. hod-, not, jaké se dosahují u tvarových chemicky vázaných staviv lisováním na hydraulických lisech měrnými tlaky 100 až 150 MPa.With reasonably careful pneumatic ramming, with the refractory alkaline compositions described in Examples 1 to 4, a total void of 10-14%, typically 11 & 13%, and a cold compressive strength after drying of 40 to 80 MPa, i.e. which are achieved in shape chemically bonded building materials by pressing on hydraulic presses at specific pressures of 100 to 150 MPa.

Při vibračním zhutňování těchto směsí se pohybuje celková raezerovitost zhotovených žáromonolitů v hranicích 13 až 16 % a pevnosti v tlaku za studená po vysušení 30 až 70 MPa. U volně odlévaných směsí dosahuje celková mezerovitost natorkretovanýčh žáromonolitů 16^¾ 20 % a pevnosti v tlaku za studená po vysušení 30 až 50 MPa.In the vibratory compaction of these mixtures, the total resistivity of the refractory products produced is between 13 and 16% and the cold compressive strength after drying is from 30 to 70 MPa. For free-flowing mixtures, the total void content of the shotcreted refractory castings reaches 16 ¾ 20% and the cold compressive strength after drying 30 to 50 MPa.

Claims

1. Refractory alkaline mass for high-density refractory linings and refractory structural elements of industrial, in particular steel furnaces, based on alkaline materials of the magnesia type - spinel - chrome ore, characterized in that it contains 45 to 80% grained basic constituents with a grain boundary of 0,5 to 30 20 to 55% of a fine binder component consisting of 2.5 to 30% by weight of alkaline polyphosphates, 0.5 to 10% of sulphite liquor and 60 to 97% of fine-grained basic meal with a grain size below 0.04 mm.

Refractory alkaline mass according to claim 1, characterized in that the grained basic component with a grain in the range of 0.5 to 30 mm and a fine-grained basic meal in the grain size below 0.04 mm is sintered or electro-fused magnesite, sintered or electro-fused chromspinel, chromium ore. * alone or in mixtures.

3. A refractory base composition according to claim 1, wherein the alkaline polyphosphate is in particular sodium tripolyphosphate and sodium hexametaphosphate alone or a mixture thereof.

4. The refractory base composition of claim 1 wherein the fine-grained basic meal comprises at least 80% of the fraction below 40 microns.

5. The refractory basic mass according to items 1 to 5 >

by containing up to 3% non-polar non-reactive <organic liquids such as oil, diesel, kerosene and the like to reduce dustiness.