PL185750B1 - Sposób wytwarzania wyrobów ogniotrwałych odpornych na działanie ciekłych soli i żużli metalurgicznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wyrobów ogniotrwałych odpornych na działanie ciekłych soli i żużli metalurgicznych, znamienny tym, że 40-75% wag. frakcji korundu ouziarnieniu poniżej 7 mm, zawierającej nie mniej niż 15%o frakcji o uziarnieniu 3-5 mm, w odniesieniu do całkowitej zawartości ziarnistych frakcji korundu, nawilża się roztworem ługu posiarczynowego lub żywicą syntetyczną w ilości 1,5-5% wag., dodaje 2-20% wag. grafitu płatkowego o uziarnieniu poniżej 2,5 mm i po wymieszaniu, dodaje 23-60% zhomogenizowanego zestawu, zawierającego 23-80% wag. α-ALO3, o uziarnieniu poniżej 100 pm, korzystnie poniżej 20 pm, 5-20% wag. ZrO2 o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10-40% wag. kompleksowego antyutleniacza składającego się z SiC oraz Si, w którym proporcje składników mieszczą się w granicach od 3:1 do 1:3, powtórnie miesza i z gotowej mieszanki formuje się ciśnieniowe wyroby i wypala w atmosferze nieutleniającej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów ogniotrwałych odpornych na działanie ciekłych soli i żużli metalurgicznych.

W niektórych urządzeniach cieplnych, szczególnie w konwertorach miedziowych, występuje niebezpieczny rodzaj korozji spowodowany występowaniem niskotopliwych połączeń metali kolorowych oraz żużli o niskiej lepkości w zakresie temperatur 900 - 1400°C.

W znanych rozwiązaniach w obszarach wyłożeń ogniotrwałych narażonych na tego typu korozję stosuje się wyroby zasadowe o wysokiej zawartości C2O3. Czynnikiem decydującym o odporności na tego typu korozję są: zwartość tekstury oraz niska zwilżalność.

Według sposobu znanego z polskiego opisu patentowego nr 165857 dotyczącego płyt ślizgowych do zamknięć suwakowych - wyroby formuje się z masy zawierającej korund o uziarnieniu powyżej 3 mm w ilości 40-90% wag., spinel magnezjowo-glinowy w ilości 045% wag., grafit o uziarnieniu poniżej 0,1 mm w ilości 4-10% wag., oraz 5-9,5% wag. dodatków w formie krzemu krystalicznego i/lub azotków krzemu, tlenoazotków krzemu i glinu o uziarnieniu poniżej 0,06 mm.

Gotowe płyty poddaje się szlifowaniu po ewentualnym nasyceniu mieszanką smołowopakową.

Z polskiego opisu patentowego nr 157563, dotyczącego kształtek korundowo-grafitowych do ciągłego odlewania stali znany jest sposób produkcji polegający na formowaniu izostatycznym wyrobów z masy o składzie: 50-80% wag. korundu o uziarnieniu poniżej 0,5 mm, 10-30% wag. grafitu o uziarnieniu poniżej 0,5 mm, 2-5% wag. Si o uziarnieniu poniżej 0,06 mm, 0-15% wag. kaolinu o uziarnieniu poniżej 0,1 mm, 0,5-1% wag. roztworu wodnego ługu posiarczynowego lub 1-3% wag. żywicy fenolowo-formaldehydowej, przy czym ciśnienie

185 750 uzyskiwane w komorze prasy izostatycznej jest nie niższe niż 150 MPa, a wyroby po wyformowaniu wypala się w temperaturze 1400-1500°C w atmosferze azotu lub w zasypce węglowej.

Pożądane cechy wyrobów uzyskano dla tworzywa korundowo-grafitowego w sposób odmienny od znanych rozwiązań.

40-75% wag. frakcji korundu o uziarnieniu poniżej 7 mm zawierającej nie mniej niż 15% wag. frakcji o uziarnieniu 3-5 mm w odniesieniu do całkowitej zawartości ziarnistych frakcji korundu, nawilża się roztworem ługu podulfitowego lub żywicą syntetyczną w ilości 1,5-5% wag. dodaje 2-20% wag. grafitu płatkowego o uziarnieniu poniżej 2,5 mm i po wymieszaniu wprowadza się 23-60% wag. zhomogenizowanego zestawu zawierającego 23-80% wag. α-Al 2O3, o uziarnieniu poniżej 100 pm, korzystnie poniżej 20 pm, 5-20% wag. ZrO2 o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10-40% wag. kompleksowego antyutleniacza składającego się z SiC oraz Si, w którym proporcje składników mieszczą się w granicach od 3:1 do 1:3.

Grafit może być ewentualnie wprowadzony jako składnik zhomogenizowanego zestawu o następującym składzie: 23-75% wag. α-Al2O3 o uziarnieniu poniżej 100 pm, korzystnie poniżej 20 pm, 10-30% wag. grafitu płatkowego o uziarnieniu poniżej 2,5 mm, 5-20% wag. ZrO 2 o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10-30% wag. kompleksowego antyutleniacza, składającego się z SiC oraz Si, w którym proporcje składników mieszczą się w granicach od 3:1 do 1:3.

Ilość dodawanego zhomogenizowanego zestawu wynosi 23-60% wag.

Z gotowej mieszanki formuje się ciśnieniowe wyroby i wypala w atmosferze utleniającej.

Wypalone wyroby poddaje się nasyceniu próżniowo-ciśnieniowemu olejowym roztworem mieszaniny węglowodorów alifatycznych i aromatycznych oraz ewentualnie ogrzaniu ulepszającemu w temperaturze 180-600°C w atmosferze utleniającej.

Przykład 1

Przygotowano masę złożoną w 60% wagowych z kruszywa korundowego, zawierającą:

-17% korundu o uziarnieniu 3-5 mm,

-16% 2,4-3 mm,

-17% 1,7-2,4 mm,

-17% 1,2-1,4 mm,

-16% 0,8 mm,

-17% 0,62 mm, które to kruszywo nawilżono roztworem ługu posiarczynowego w ilości 2,5% wagowych, w przeliczeniu na 100% masy i wymieszano w ciągu 3 min. w mieszadle krążnikowym, po czym wprowadzono na nie jako drugi składnik masy; zhomogenizowany zestaw pyłowy w ilości 40%, złożony w 60% wagowych z a-Al2O3, pon. 20 pm, w 15% z grafitu płatkowego poniżej 0,5 mm, w 10% z SiC pon. 20 pm, z 10% z Si pon. 20 pm i z 5% ZrO2 o uziarnieniu poniżej 0,5 mm i całość mieszano przez dalszych 5 min.

Ze świeżo wymieszanej masy wyformowano wyroby na prasie hydraulicznej, pod ciśnieniem 100 MPa i wypalono je w piecu elektrycznym w atmosferze argonu. Po wypaleniu wyroby przycięto do wymaganych formatów.

Przykład 2

Przygotowano masę złożoną w 50% wagowych z frakcji ziarnistych korundu, zawierającą:

- 25% wagowych korundu o uziarnieniu 3-5 mm

-25% 1,2-3 mm

-25% 0,8-1,2 mm

- 25% 0,62-0,8 mm.

Ziarniste frakcje korundu wsypano do mieszadła krążnikowego, nawilżono je żywicą nowolakową w ilości 4% wag. w przeliczeniu na 100% wag. masy i wymieszano w ciągu 2 min, dodano grafit płatkowy o uziarnieniu poniżej 2,5 mm w ilości 7% wag. w przeliczeniu na 100% wag. masy, mieszano przez 3 min. po czym wprowadzono zhomogenizowany zestaw w ilości 43% wag., złożony z 60% wag. z α-Al 2O3 o uziarnieniu poniżej 10 pm, w 16% wag. z SiC o uziarnieniu poniżej 10 pm w 13% wag. z Si o uziarnieniu poniżej 10 pm i w 11 % wag. z ZrO 2 o uziarnieniu poniżej 0,1 mm i całość mieszano przez dalszych 9 min.

185 750

Z masy wyformowano wyroby na prasie hydraulicznej pod ciśnieniem 120 MPa i wypalono w piecu gazowym w kesonach, w atmosferze redukcyjnej. Po wypaleniu wyroby poddano próżniowo-ciśnieniowym nasyceniu olejowym roztworem mieszaniny węglowodorów alifatycznych i aromatycznych i ogrzewaniu ulepszającym w temperaturze 200°C w atmosferze nieutleniającej i następnie oczyszczaniu wyrobów.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wyrobów ogniotrwałych odpornych na działanie ciekłych soli i żużli metalurgicznych, znamienny tym, że 40-75% wag. frakcji korundu o uziarnieniu poniżej 7 mm, zawierającej nie mniej niż 15% frakcji o uziarnieniu 3-5 mm, w odniesieniu do całkowitej zawartości ziarnistych frakcji korundu, nawilża się roztworem ługu posiarczynowego lub żywicą syntetyczną w ilości 1,5-5% wag., dodaje 2-20% wag. grafitu płatkowego o uziarnieniu poniżej 2,5 mm i po wymieszaniu, dodaje 23-60% zhomogenizowanego zestawu, zawierającego 23-80% wag. α-Ab O3, o uziarnieniu poniżej 100 pm, korzystnie poniżej 20 pm, 5-20% wag. Z1O2 o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10-40% wag. kompleksowego antyutleniacza składającego się z SiC oraz Si, w którym proporcje składników mieszczą się w granicach od 3:1 do 1:3, powtórnie miesza i z gotowej mieszanki formuje się ciśnieniowe wyroby i wypala w atmosferze nieutleniającej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że grafit wprowadza się jako składnik zhomogenizowanego zestawu o następującym składzie: 23-75% wag. a-Ab03, o uziarnieniu poniżej 100 pm, korzystnie poniżej 20 pm, 10-30% wag. grafitu płatkowego poniżej 2,5 mm,

   5-20% wag. ZrO2 o uziarnieniu poniżej 0,5 mm oraz 10-30% wag. kompleksowego antyutleniacza składającego się z SiC oraz Si, w którym proporcje składników mieszczą się w granicach od 3:1 do 1:3, ilość dodawanego zhomogenizowanego zestawu wynosi 23-60% wag.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że wypalone wyroby poddaje się nasyceniu próżniowo-ciśnieniowemu olejowym roztworem mieszaniny węglowodorów alifatycznych i aromatycznych oraz ewentualnie ogrzewaniu ulepszającemu w temperaturze 180600°C w atmosferze nieutleniającej.