PL45743B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano jbua 12 marca 1962 r.S7 m3m -< 5|B.BIBLIOTEKA (Urzedu Potentawegol POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45743 KI. lfl u, H/gg VEB Nickelhutte St. Egidien*) St. Egidien, Niemiecka Republika Demokratyczna Materialy ogniotrwale na wykladziny pieców metalurgicznych Patent trwa od dnia 21 stycznia 1961 r.Wynalazek dotyczy przedluzenia okresu kam¬ panii ptieoów metalurgicznych, zwlaszcza pie¬ ców obrotowych, do wytwarzania lup zelaznycli lub niklowych, wedlug metody Kruppa wytwai- rzania zelaza gabczastego przez zastosowanie nowego materialu ogniotrwalego1, który zosta¬ nie wykonany wedlug znanych sposobów cera¬ miki szlachetnej. Nowy ogniotrwaly material moze byc zastosowany takze w innych ptiecach metalurgicznych, np. w piecach szybowych na wykladziny szybu i wszedzie tam, gdzie przy wysokiej temperaburze obok silnej korozji che¬ micznej spowodowanej przez ciekly zuzel albo gazy wystepuja silne naprezenia mechaniczne.Z powodu silnych chemicznych i fizycznych obciazen obmurzai przez zuzel zelaza gabczaste- go zawierajacy FeO i przez popiól z paleniska wegla brunatnego, trwalosc obmiurza pieców obrotowych do zelaza gabczastego jest niezado^ walajaca. Przecietna' trwalosc pieca wynosi na *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa prof. inz. Wolfgang Kuntschner i dr inz. Johann Schleier. przyklad w urzadzeniach pracujacych metoda Kruppa huty „Max" w roku 1954 do 1959 wlacz¬ nie przy zastosowaniu wykladzin z róznych ga»- tuinków szamotu srednio tylko 34 dlni. Poniewaz czas wykonania nowej wykladziny trwa od 28 dó 30 dni, obciazenie pieców do zelaza gabczar stego jest nieznaiczne. Nieznaczna trwalosc pie¬ ców, dlugotrwala i kosztowna naprawa pieca odbijaja sie bairdzo niekorzystnie na wytwa¬ rzanym produkcie.Czesto przy zachowaniu korzystnych wairun- ków produkcji pracujacych metoda Kruppa u- rzadzen, okres kampanii pieca wynosi rzeczy¬ wiscie do' siedmiu miesiecy. Wpróbowanie wy¬ korzystywanych za granica materialów w urza¬ dzeniu pracujacym metoda Kruppa w hucie „Max4* przy tamtejszych warunkach eksploatacji, nie dalo 0'czekiwanych wyników. Poza tym zostaly takze wypróbowane róznoirodhe krajowe i zar graniczne materialy ogniotrwale, przy czym nie zostaly osiagniete zadawalajace rezultaty trwa¬ losci pieców.Ponizsze zestawienie przedstawia wynikiprób przeprowadzonych w normalnych warun¬ kach eksploatacji.W kolumnie pierwszej sa uwidocznione waz¬ niejsze materialy uzyte do prób. W kolumnie drugiej jest uwidocznione dzienne zuzycie oto- murza, W ostatniej kolumnie jest podana wy¬ liczona osiagalna trwalosc pieca przy- wyloze- nfiru^ strefy zelgrudy (w piecu Kruppa) obmu- rzem o grubosci 360 mm. 'Dla porównania w ostatnim wierszu jest przedstawiony wynik p?:ó- by przeprowadzony przy zastosowaniu nowego ogniotrwalego materialu.Oczekiwana Dzienne zuzycie trwalosc pdeca ]Vlaterial cbmurza w strefie przy obmiurzu ogniotrwaly zelgrudy o< grubosci 360 mm 1. 2. 3.Zostalo^ ustalone, ze wykorzystywany ognic^ trwaly material na wykladziny pieców metalur¬ gicznych do wytwarzania zelaza gabczastego1 me¬ toda Kruppa musi spelniac nastepujace warunki: Cigniotrwialcsc do 1350°; odpornosc chemiczna na zrace dzialanie kwa¬ sów i zuzel zawierajacy duze ilosci FeO; odpornosc chemiczna na zrace dzialanie alkalii i popiolu z wegla brunatnego, zawierajacy me¬ tale ziem alkalicznyeh; wysoka wytrzymalosc mechaniczna na sciska¬ nie i scieranie; minimalna porowatosc i przenikliwosc gazowa; wystarczajaca odpornosc na nagle zmiany tem¬ peratury; nieznaczna cene.Stan techniki jest o tyle niedoskonaly, ze do¬ tychczas nie znany jest material ogniotrwaly, który spelnialby wszystkie te wymagania. Istnie¬ je wiec potrzeba, odkrycia nowego materialu ogniotrwalej, fetory spelnialby postawione wy¬ magania mozliwie jak najlepiej.Korozja chemiczna zuzla bogatego w tlenki metali na ogniotrwale wykladziny jest tym sil¬ niejsza/, im bardziej porowaty jest material.Wszystkie materialy ogniotrwale wytworzone wedlug sposobu uzywanego przy produkcji ce¬ ramiki budowlanej wykazuja z reguly porowa¬ tosc calkowita ponad 15%. W wyjatkowych przypadkach porowatosc calkowita" moze byc obnizona do 12% za pomoca specjalnych srod¬ ków. Próby praktyczne wykazaly jednak, ze po¬ rowatosc calkowita materialów ogniotrwalych, które beda uzyte na obmurowanie stref zelgrudy w piecach metalurgicznych pracujacych sposo¬ bem Kruppa, winna wynosic ponizej 12%, jezeli dyfuzja FeO do wykladziny ma byc jak najbar¬ dziej ograniczona.Dalej mozna. osiagnac mozliwie scisla struk^ ture i wysoka wytrzymalosc mechaniczna mar terialu ogniotrwalego przez topienie uzywanych do wytwarzania! surowców w piecu elektrycz¬ nym i odlewanie w odpowiednich formach.Wedlug tego sposobu zostaly wytworzne zna¬ ne cegly Corharta. Materialy ogniotrwale odla¬ ne w stanie roztopionym wykazuja bowiem do¬ bra trwalosc, sa jednak bardzo drogie i dlatego sa nie wszedzie oplacalne.Zgodnie z ponizszym opisem., zostal wynale¬ ziony nowy ogniotrwaly material bez potrzeby topienia surowców wyjsciowych przy jego wy¬ twarzaniu, który spelnia w zasadzie wymagania wymienione w punktach od a do g, przy czym Brandds Eisenberg Bad Freienwalde Korund Freienwalde Wyrób krzemionkowy Bad Lausick Szamot twardy Rietschen, ME 433 Magnezyt, Aken 13 BLU (CSR) Didier MO 2 Lupp.(NRF) Brohltal H 25 (NRF) Brandis ES Hettenleidelheim (NRF) Cr — magnezyt Aken Ksztaltki roztopionego' korundu 11,0 min 11,0 „ 11,0 „ 10,0 „ 10,0 „ 8,0 „ 6,5 „ 6,0 „ 5,0 „ 4,5 „ 4,0 ., 3,6 „ 3,5 ?. (90% AlfOs) Pieszeritz 3,0 „ szamot porcelanowy cegly odlane z rozto¬ pionego' korundu — Zschórnewitz (93% - A1203) cegly z ceramiki szla¬ 3,0 „ 2,3 „ chetnej wytrzymalosc na sciskanie w stanie zimnym ponad 2000 kg/cm? calkowita porowa^ tosc 6% 1,0 „ 33 dni 33 „ 33 „ 36 „ 36 „ 45 „ 55 „ 60 „ 70 „ 80 „ 90 „ •00 „ 100 „ 120 „ 120 „ 360 „ - 2 -porowatosc jego jest mimmalna i wysoka wy¬ trzymalosc mechanizirnu.Aby zabezpieczyc tworzenie sie zwiazku eute- ktycznego miedzy materialem ogniotrwalym i zuzlem, sklad chemiczny materialu ogniotrwa¬ lego musi zostac dopasowany do< korodujacego zuzlai. Poniewaz skladniki glówne zozla z wy¬ twarzania zelaza gabczastego z wielkiego pieca i w wiekszosci zuzli metalurgicznych sa zlozo¬ ne z Si02 i A1203, ogniotrwaly material do tych celów musi byc wykonany na bazie SiO i Al2Os.Stosunek Al2Os do SiO ustala sde od kazdorazo¬ wej temperatury pracy, przy czym ze wzrostem temperatury zawartosc A1203 musi zostac pod¬ wyzszona. Na przyklad material na wykladziny do pieców pracujacych sposobem Kruppa musi zawierac przynajmniej 25% A1203 i moze byc podwyzszona w zaleznosci od temperatury pracy do 35%. Zawartosc Si02 wynosi dla wymienio¬ nego przypadku od 65 do 75%. Na wykladziny wielkich pieców zawartosc A120:] odpowiednio do zadanej ogntioodpornosai zawiera: sie w gra¬ nicach od 35 do 45%. Dla jeszcze wyzszych temr peraitur zawartosc Ai203 moze byc dalej pod¬ wyzszona a aawartosc Si02 odpowiednio obni¬ zona, przy czym przebiega zakres skladu soli manilo z okolo 45 dlo 65% Al2Os, miulito z Okolo 65 do 75% M2Os, i korundu z 75 do 95% az do czystego zuzla tlenku glinowego.Przez dopasowanie &l*Os tlenku glinowego do skladu zuzla i kazdorazowej temperatury moga tyc wytworzone materialy wysoko ognio¬ trwale, które moga pracowac w temperaturze do 18(MrX:.W odróznieniu od sposobów ceramiki budo¬ wlanej, poszczególne surowce zostana zastoso¬ wane do wyrobu cegiel w postaci drcibnoziam stej, podobnie jak w ceramice szlachetnej, przy czym dla csiaigniecia okreslonej lorowatcsci uzdamienie musi byc wybrane wieksze jak w co ramice szlachetnej, tym samym w produiitcie gotowym calkowita- porowatosc wynosi od 6 do 12%. Calkowita porowatosc w zaleznosci cd kazdorazowego celu zastosowania muisi byc tak wybrana, aby z jednej strony nie mogla nastepo¬ wac dyfuzja tlenków metaili z zuzla do materia- hi ogniotrwalego, a z drugiej strony aby byla Eaigwarantowana dostateczna odpornosc na zmia¬ ny temperatury.Wyroby -ogniotrwale ceramiki szlachetnej od¬ znaczaja sde nadzwyczaj drobnoziarnista struk¬ tura i nadzwyczaj nieznaczna calkowita poro¬ watoscia.Z tyeh- powodów sa one bardzo czule nai zmia¬ ny temperatury i sa nieprzydatne. na wykladzie ny pieców metalurgicznych. Nowy material o^ niotrwaly wypelnia tym samym istniejaca dc^ tychczas luke miedzy wyrobami ceramiki budo¬ wlanej i ceramiki szlachetnej, przy czym do¬ datnie wlasnosci obydwóch tworzyw, jak na przyklad dobra ognictrwalcsc, odpornosc che¬ miczna na zuzel wskutek nieznacznej porowa¬ tosci, duza wytrzymalosc mechaniczna li wy¬ starczajajda trwaloisc na zmiany temperatury zostana zespolone. Wypróbowane dotychczas w praktyce cegly doswiadczalne wykazaly za»- dzawiajace wyniki.Dotychczas nie udlaloi sie w kraju ani za gr&r nica znalezc material ogniooidporny, który wy¬ kazywalby w strerie zelgrudy pieca metalurgicz¬ nego lepsze wlasciwosci. Nowy material ognio^ trwaly wykazywal zawsze wielokrotnie wieksza trwalosc w stosunku do innych doswiadczalnych materialów. Wyniki przeprowadzanych prób 6a widoczne z wymienionego zestawienia.Wytwarzanie nowych materialów ogniotrwa^ lych nastepuje przez mielenie poszczgólnych su¬ rowców do odpowiedniej wielkosci zdarn i dalsza obróbke wedlug znanych sposobów ceramiki szlachetnej.Jako surowce sluza w zaleznosci od wymagar nej zawartosci Al2Oa kaolin, kwarc, skalenie, sylimanit, andaluzyt, cyjamid itd. Wedlug wy^ nalazfcu trwalosc pieców metalurgicznych np. pieców pracujacych sposobem Kruppa, wielkich pieców, mieszalników surówki itd. zostanie kil¬ kakrotnie zwiekszona przez zastosowanie nowe¬ go materialu ogniotrwalego, który w odróznie¬ niu od materialów ogniotrwalych ceramika bu¬ dowlanej zostanie wykonany z drobnoziarnisr tych materialów wedlug znanego sposobu ce¬ ramiki szlachetnej, przy czym w przeciwieli¬ stwie do wyrobów ceramiki szlachetnej, wiel¬ kosc ziarn musi byc tak okreslona, aby poro¬ watosc calkowita wyrobu nie byla mniejsza, ód 6% i nie przekroczyla 12%. Sklad materialów ogniotrwalych "zostanie dopasowany do wyma¬ ganej ogniotrwalosci i skladu chemicznego ko^ rcduijacych zuzli. Przy zuzlach kwasnych jest sto¬ sowany material o malej zawartosci tlenku gli- nowiego, & przy obojetnych lub zasadowych zuzlach material boigaty w tlenek glinowy, przy czym nalezy miec na wzgledzie, ze ze wzrostem zawartosci A1203 wzrasta ogniotrwalosc. - 3 - PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Materialy ogniotrwale na wykladziny pieców metalurgicznych, zwlaszcza pieców pracujacych . sposobem Kruppa, znamienny tym, ze skladniki zmielonych materialów uzywanych do ich pro¬ dukcji maja takie uziarnienie, aiby przy ich dal¬ szej przeróbce znanymi sposobami stosowanymi w ceramice szlachetnej, ogniotrwaly wyrób wy¬ kazywal porowatosc calkowita mniejsza od 6%, ale nie wieksza od 12%. V E B N i c k e 1 h u. 11 e S t. E g i d i e n Zastepca: mgr Józef Kaminski, rzecznik patentowy 325 RSW „Prasa", Kielce. PL