RU2129535C1 - Magnesia-carbon refractory material - Google Patents
Magnesia-carbon refractory material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2129535C1 RU2129535C1 RU98108470A RU98108470A RU2129535C1 RU 2129535 C1 RU2129535 C1 RU 2129535C1 RU 98108470 A RU98108470 A RU 98108470A RU 98108470 A RU98108470 A RU 98108470A RU 2129535 C1 RU2129535 C1 RU 2129535C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- magnesium alloy
- aluminum
- magnesite
- magnesia
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности, к производству магнезиально-углеродистых огнеупоров для футеровки сталеплавильных, сталеразливочных и других металлургических агрегатов. The invention relates to the refractory industry, in particular, to the production of magnesia-carbon refractories for lining steelmaking, steel-casting and other metallurgical units.
Известен магнезито-углеродистый огнеупор, содержащий: 8-30% высокочистого углерода (>98%С); 0,1-1% антиокислителя - металлического алюминия, металлического магния или их смесей, остальное - магнезит с содержанием Mg0 не менее 98%. Кроме того, огнеупор содержит углеродистое связующее 1,5-6 мас.%. (Международная заявка N 91/14661, МКИ 5 С 04 В 35/04, 22.03.90.)
Указанный огнеупор вследствие высокой химической чистоты характеризуется высокой стойкостью в службе при работе в безокислительной среде. Однако в реальных условиях эксплуатации футеровок металлургических агрегатов, когда на огнеупорную футеровку воздействуют попеременно восстановительная и окислительная среды, рабочий слой огнеупора сравнительно быстро обезуглероживается, вследствие трудной спекаемости теряет прочность и быстро разрушается, что связано с недостаточным содержанием в его составе антиокислителей - металлических добавок.Known magnesite-carbon refractory containing: 8-30% high purity carbon (> 98% C); 0.1-1% of the antioxidant - metallic aluminum, metallic magnesium or mixtures thereof, the rest is magnesite with a Mg0 content of at least 98%. In addition, the refractory contains a carbon binder of 1.5-6 wt.%. (International application N 91/14661, MKI 5 C 04
The specified refractory due to its high chemical purity is characterized by high durability in service when working in an oxygen-free environment. However, in the actual operating conditions of the linings of metallurgical units, when the reducing lining is exposed to alternating reducing and oxidizing media, the working layer of the refractory decarburizes relatively quickly, due to difficult sintering it loses strength and quickly collapses, which is associated with the insufficient content of antioxidants - metal additives.
Известен магнезиально-углеродистый огнеупор с повышенным содержанием антиокислителя, включающий (мас.%):
- 60-95 огнеупорной основы (намертво обоженного доломита, шпинельного клинкера);
- 5-40 чешуйчатого графита;
- 1-10 алюминиево-магниевого сплава с размером частиц не более 100 меш. (0,15 мм.);
- 2-6 связки в виде пека, фенольной или фурановой смол.Known magnesia-carbon refractory with a high content of antioxidant, including (wt.%):
- 60-95 refractory base (tightly calcined dolomite, spinel clinker);
- 5-40 flake graphite;
- 1-10 aluminum-magnesium alloy with a particle size of not more than 100 mesh. (0.15 mm.);
- 2-6 ligaments in the form of pitch, phenolic or furan resins.
Указанные компоненты перемешиваются, из приготовленной массы формуются изделия, которые в зависимости от вида связки отверждаются или обжигаются в восстановительной среде при 1000-1500oC (Заявка 2311352 Япония, МКИ 5 С 04 В 35/00, 35/02, 26.05.89).These components are mixed, products are molded from the prepared mass, which, depending on the type of binder, are cured or fired in a reducing medium at 1000-1500 o C (Application 2311352 Japan, MKI 5 C 04
Достаточно высокое содержание эффективного антиокислителя - алюминиево-магниевого сплава - повышает стойкость этого огнеупора к окислению. A sufficiently high content of an effective antioxidant, an aluminum-magnesium alloy, increases the oxidation resistance of this refractory.
Однако для обеспечения на должном уровне взрывобезопасности изготовления огнеупора принимаются дорогостоящие меры по аппаратурному оформлению процесса и используется укрупненный (0,15 мм.) порошок алюминиево-магниевого сплава. Последнее существенно снижает эффективность этой металлодобавки как антиокислителя. However, to ensure a high level of explosion safety of the production of refractory, expensive measures are taken to hardware design the process and an enlarged (0.15 mm.) Powder of aluminum-magnesium alloy is used. The latter significantly reduces the effectiveness of this metal additive as an antioxidant.
Наиболее близким по составу к предлагаемому магнезиально- углеродистому огнеупору является огнеупор следующего состава (мас.%):
Графит, предпочтительно кристаллический - 5-25
Тонкомолотая смесь не менее чем 60% намертво обоженного, предпочтительно содержащего не менее 95% MgO, магнезита с алюминиево-магниевым сплавом - 7,5-12,5
Фенольное связующее - 4-6
Намертво обоженный и/или плавленый магнезит фракции 5-0 мм с содержанием Mg0 не менее 90%, предпочтительно не менее 95% - Остальное
После смешения компонентов в указанном соотношении из приготовленной массы формуются изделия, которые затем отверждаются в процессе термообработки при 125-250oC. (US 5438026, С 04 В 35/52, 01.08.95).The closest in composition to the proposed magnesia-carbon refractory is a refractory of the following composition (wt.%):
Graphite, preferably crystalline - 5-25
Fine-milled mixture of not less than 60% tightly calcined, preferably containing not less than 95% MgO, magnesite with aluminum-magnesium alloy - 7.5-12.5
Phenolic Binder - 4-6
Deadly calcined and / or fused magnesite of a fraction of 5-0 mm with a Mg0 content of at least 90%, preferably at least 95% - The rest
After mixing the components in the indicated ratio, products are formed from the prepared mass, which are then cured during the heat treatment at 125-250 o C. (US 5438026, C 04
Введение в состав известного магнезито-углеродистого огнеупора алюминиево-магниевого сплава в виде тонкомолотой смеси с магнезитом повышает устойчивость его к окислению и растрескиванию при термических ударах, снижает температурный коэффициент линейного расширения и, как следствие этого, повышает стойкость готовых изделий в службе. Однако достигаемые при этом показатели огнеупоров не в полной мере отвечают современным требованиям службы футеровок металлургических агрегатов. Introduction to the composition of the known magnesite-carbon refractory aluminum-magnesium alloy in the form of a finely ground mixture with magnesite increases its resistance to oxidation and cracking during thermal shock, reduces the temperature coefficient of linear expansion and, as a result, increases the durability of finished products in service. However, the performance of refractories achieved in this case does not fully meet the modern requirements of the service of linings of metallurgical units.
Использование в производстве тонкомолотой смеси алюминиево-магниевого сплава, с не менее чем 60 мас.% намертво обоженного магнезита, обеспечивает достаточную взрывобезопасность технологии, начиная от передела помола. В то же время вопросы обеспечения надлежащей взрывобезопасности процесса при приеме, хранении и транспортировки алюминиево-магниевого сплава до момента осуществления его помола с магнезитом вызывают затруднения и требуют применения дорогостоящего оборудования во взрывобезопасном исполнении. The use in the production of a finely ground mixture of aluminum-magnesium alloy, with at least 60 wt.% Tightly calcined magnesite, provides sufficient explosion-proof technology, starting from the grinding stage. At the same time, the issues of ensuring proper explosion safety of the process during reception, storage and transportation of aluminum-magnesium alloy until it is ground with magnesite are difficult and require the use of expensive equipment in explosion-proof performance.
Задачей, которую необходимо было решить, является повышение износоустойчивости огнеупора за счет снижения скорости окисления его углеродистой составляющей, а также повышение безопасности процесса изготовления огнеупора. The task that needed to be solved is to increase the wear resistance of the refractory by reducing the rate of oxidation of its carbon component, as well as increasing the safety of the process of manufacturing a refractory.
Для достижения указанных технических результатов предлагаемый магнезиально-углеродистый огнеупор, включающий огнеупорную основу - обожженный магнезит, плавленый магнезит или их смеси, графит, тонкодисперсный антиокислитель и фенольное связующее, - содержит в качестве антиокислителя алюминиево-магниевый сплав эвтектического состава (51 мас.% Al+49 мac.% Mg), пассивированный кремнийорганическим покрытием, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Тонкодисперсный алюминиево-магниевый сплав эвтектического состава, пассивированный кремнийорганическим покрытием - 2-4
Кристаллический графит - 7-20
Органическое связующее - 5-7
Огнеупорная основа - обожженный магнезит и/или плавленый магнезит - Остальное
В связи с тем, что ранее не проводились исследования по изучению влияния состава алюминиево-магниевого сплава, вводимого в состав магнезиально-углеродистых огнеупоров на их свойства, были опробованы упомянутые сплавы, содержащие 10,30,49% магния (последний состав - эвтектический). Сплавы, содержащие более 49% Mg, характеризуются слишком высокой взрывоопасностью и поэтому не рассматривались в качестве антиокислительной добавки.To achieve these technical results, the proposed magnesia-carbon refractory, including a refractory base — calcined magnesite, fused magnesite or mixtures thereof, graphite, a finely divided antioxidant and phenolic binder — contains an eutectic aluminum-magnesium alloy as an antioxidant (51 wt.% Al + 49 wt.% Mg), passivated with an organosilicon coating, in the following ratio of components (wt.%):
Fine-dispersed aluminum-magnesium alloy of eutectic composition, passivated by silicone coating - 2-4
Crystalline Graphite - 7-20
Organic Binder - 5-7
Refractory base - calcined magnesite and / or fused magnesite - Else
Due to the fact that no studies have been previously conducted to study the effect of the composition of aluminum-magnesium alloy introduced into the composition of magnesia-carbon refractories on their properties, the mentioned alloys containing 10.30.49% magnesium (the last composition is eutectic) were tested. Alloys containing more than 49% Mg are characterized by too high explosiveness and therefore were not considered as an antioxidant additive.
В результате проведенных экспериментов было установлено, что тонкодисперсный алюминиевый сплав эвтектического состава, характеризующийся субмикронными размерами кристаллов Al и Mg и вследствие этого обладающий чрезвычайно развитой удельной поверхностью, введенный в состав предлагаемого огнеупора в необходимом и достаточном количестве, снижает скорость обезуглероживания последнего (см. таблицу 2, сравнить составы 1; 2 с составом 5). Данный эффект достигается за счет происходящего в службе при высоких температурах быстрого упрочнения внутренней структуры огнеупора путем образования карбидов, а затем шпинели, которое сопровождается возникновением вблизи рабочей поверхности огнеупора слоя, уплотненного MgO и MgO•Al2O3, и вследствие этого затрудняющего доступ внутрь огнеупора окисляющих реагентов (кислорода и шлака) из рабочего пространства агрегата.As a result of the experiments, it was found that a finely dispersed aluminum alloy of eutectic composition, characterized by submicron sizes of Al and Mg crystals and therefore having an extremely developed specific surface, introduced into the composition of the proposed refractory in the required and sufficient amount, reduces the decarburization rate of the latter (see table 2 , compare
Взрывоопасность эвтектического состава алюминиево-магниевого сплава подавляется наличием на его частицах пассивирующего кремнийорганического покрытия, обеспечивающего взрывобезопасность всего технологического процесса изготовления огнеупора, включая переделы, предшествующие переделу помола. Explosiveness of the eutectic composition of an aluminum-magnesium alloy is suppressed by the presence of a passivating silicone coating on its particles, which ensures the explosion safety of the entire technological process for the manufacture of refractory materials, including redistributions prior to grinding redistribution.
Помимо этого, использование тонкодисперсного пассивированного алюминиево-магниевого сплава позволяет создать на поверхности огнеупора стеклообразную силикатную пленку - продукт взаимодействия, образующегося при термической деструкции покрытия активного кремнезема с примесями огнеупорной основы. Такое покрытие дополнительно затрудняет диффузию окислителей внутрь огнеупора. In addition, the use of finely dispersed passivated aluminum-magnesium alloy makes it possible to create a glassy silicate film on the surface of the refractory, a product of the interaction formed upon thermal destruction of the coating of active silica with impurities of the refractory base. Such a coating further complicates the diffusion of oxidizing agents into the refractory.
Также было установлено, что использование тонкодисперсного пассивированного алюминиево-магниевого сплава позволяет добиться максимальной равномерности его распределения в структуре огнеупора и тем самым улучшить термостойкость последнего. It was also found that the use of finely dispersed passivated aluminum-magnesium alloy allows to achieve maximum uniformity of its distribution in the structure of the refractory and thereby improve the heat resistance of the latter.
Таким образом, совокупность вышеперечисленных факторов обеспечивает повышение основных технических характеристик огнеупора - стойкость к окислению, воздействию шлака и термическим ударам,- определяющих его стойкость в футеровке металлургических агрегатов. Thus, the combination of the above factors provides an increase in the main technical characteristics of the refractory - oxidation resistance, slag and thermal shock, which determine its resistance in the lining of metallurgical units.
Примеры
Предлагаемое изобретение реализуется при использовании в качестве огнеупорной основы обожженного магнезита с содержанием MgO не менее 95% и/или плавленого магнезита с содержанием MgO не менее 95%; графита кристаллического (ГОСТ 4596-75); в качестве антиокислителя - тонкодисперсного алюминиево-магниевого сплава эвтектического состава (ГОСТ 5393-76), в том числе, пассивированного покрытием из кремнийорганической жидкости (полиэтилсилоксановой (ГОСТ 13004-71) или полифенилгидросилановой (ТУ 6-02-807-78); в качестве органического связующего - связующего фенольного порошкообразного (ТУ 6-0575-1768-35-94) в сочетании с жидкими этиленгликолем (ГОСТ 19710-83) или фенолоформальдегидной смолой (ГОСТ 4959-78).Examples
The present invention is realized when fired magnesite with a MgO content of at least 95% and / or fused magnesite with a MgO content of at least 95% is used as a refractory base; crystalline graphite (GOST 4596-75); as an antioxidant - finely dispersed aluminum-magnesium alloy of eutectic composition (GOST 5393-76), including passivated coating of organosilicon liquid (polyethylsiloxane (GOST 13004-71) or polyphenylhydrosilane (TU 6-02-807-78); as organic binder - phenolic powder binder (TU 6-0575-1768-35-94) in combination with liquid ethylene glycol (GOST 19710-83) or phenol-formaldehyde resin (GOST 4959-78).
Приготовление опытных образцов предлагаемого огнеупора и прототипа осуществляют следующим образом. Массы готовят в лабораторном скребковом смесителе. В смеситель загружают зернистые фракции наполнителей и смешивают их с жидким связующим. Затем вводят в смеситель порошок антиокислителя и кристаллический графит. Перемешивают их с зернистыми наполнителями. После этого добавляют тонкодисперсную составляющую шихты, связующее фенольное порошкообразное и шихту перемешивают до гомогенного состояния. The preparation of prototypes of the proposed refractory and prototype is as follows. The masses are prepared in a laboratory scraper mixer. Granular fractions of fillers are loaded into the mixer and mixed with a liquid binder. Antioxidant powder and crystalline graphite are then introduced into the mixer. Mix them with granular fillers. After this, a finely divided component of the charge is added, a phenolic powder binder is added, and the mixture is mixed until a homogeneous state.
Из приготовленных масс формуют образцы необходимой формы для испытаний. Отпрессованные образцы термообрабатывают в воздушной среде при 200oC для отверждения связующего. Затем часть образцов подвергают обжигу в коксовой засыпке при 1000oC с целью перевода их в скоксованное состояние.Samples of the required test form are formed from the prepared masses. The pressed samples are heat treated in air at 200 ° C. to cure the binder. Then, part of the samples is fired in coke backfill at 1000 o C in order to transfer them to the coked state.
Предел прочности при изгибе скоксованных образцов определяют при 1400oC в воздушной среде.The bending strength of coked samples is determined at 1400 o C in air.
Окисляемость оценивают по глубине обезуглероженной зоны при нагреве образцов в окислительной (воздушной) среде при 1300oC с выдержкой 4 часа.Oxidation is evaluated by the depth of the decarburized zone when the samples are heated in an oxidizing (air) environment at 1300 o C with a holding time of 4 hours.
Стойкость к термоударам оценивают по величине потери механической прочности при сжатии образцов после 5-кратного термоциклирования их в интервале 1600-1000oC (в нейтральной среде).Resistance to thermal shock is evaluated by the value of the loss of mechanical strength during compression of the samples after 5-fold thermal cycling in the range 1600-1000 o C (in a neutral environment).
Шлакоразъедание оценивают по потере массы образцов после вращения их в расплаве металлургического шлака с основностью 3 при 1600oC (см. таблицу 1).Slag erosion is estimated by the weight loss of the samples after rotating them in a molten metallurgical slag with a basicity of 3 at 1600 o C (see table 1).
Как видно из данных таблицы 2, образцы с составами по предлагаемому изобретению превосходят прототип по показателям основных технических свойств окисляемости, способности к термоударам и шлакоразъеданию. Выход за пределы заявленного содержания антиокислителя приводит к ухудшению свойств образцов. Образцы по изобретению отличаются повышенной стойкостью к разъеданию основным шлаком, за счет повышенной стойкостью к окислению лучше выдерживают термические удары. As can be seen from the data in table 2, samples with compositions according to the invention superior to the prototype in terms of basic technical properties of oxidizability, ability to thermal shock and slag erosion. Going beyond the declared antioxidant content leads to deterioration of the properties of the samples. Samples according to the invention are characterized by increased resistance to corrosion by the main slag, due to the increased oxidation resistance they better withstand thermal shocks.
Указанное предопределяет повышенную износоустойчивость предлагаемого огнеупора по сравнению с прототипом в футеровке металлургических агрегатов. The above determines the increased wear resistance of the proposed refractory in comparison with the prototype in the lining of metallurgical units.
Claims (1)
Тонкодисперсный алюминиево-магниевый сплав эвтектического состава, пассивированный кремнийорганическим покрытием - 2 - 4
Кристаллический графит - 7 - 20
Огнеупорная основа - обожженный и/или плавленый магнезит - Остальное
Органическое связующее, сверх 100% - 5 - 7A magnesia-carbon refractory comprising a refractory base — calcined and / or fused magnesite, graphite, a finely divided antioxidant — an aluminum-magnesium alloy and an organic binder, characterized in that the refractory contains an aluminum-magnesium alloy of eutectic composition, passivated with an eutectic composition, with a passive cream the following ratio of components, wt.%:
Fine-dispersed aluminum-magnesium alloy of eutectic composition, passivated by silicone coating - 2 - 4
Crystalline graphite - 7 - 20
Refractory base - calcined and / or fused magnesite - Rest
Organic binder, in excess of 100% - 5 - 7
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98108470A RU2129535C1 (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Magnesia-carbon refractory material |
| UA98105270A UA25808C2 (en) | 1998-04-22 | 1998-10-06 | The magnesia-carbon refractory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98108470A RU2129535C1 (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Magnesia-carbon refractory material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2129535C1 true RU2129535C1 (en) | 1999-04-27 |
Family
ID=20205576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98108470A RU2129535C1 (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Magnesia-carbon refractory material |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2129535C1 (en) |
| UA (1) | UA25808C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781366C2 (en) * | 2017-12-19 | 2022-10-11 | Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг | Refractory mixture, method for production of non-molded ceramic refractory of this mixture, as well as non-molded ceramic refractory obtained by this method |
| US11905217B2 (en) | 2017-12-19 | 2024-02-20 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Refractory batch, a method for producing an unshaped refractory ceramic product from the batch and an unshaped refractory ceramic product obtained by the method |
-
1998
- 1998-04-22 RU RU98108470A patent/RU2129535C1/en active
- 1998-10-06 UA UA98105270A patent/UA25808C2/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781366C2 (en) * | 2017-12-19 | 2022-10-11 | Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг | Refractory mixture, method for production of non-molded ceramic refractory of this mixture, as well as non-molded ceramic refractory obtained by this method |
| US11905217B2 (en) | 2017-12-19 | 2024-02-20 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Refractory batch, a method for producing an unshaped refractory ceramic product from the batch and an unshaped refractory ceramic product obtained by the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA25808C2 (en) | 2000-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2897146C (en) | Magnesia carbon brick | |
| WO2009119683A1 (en) | Plate brick and manufacturing method therefor | |
| US3070449A (en) | Refractory practices | |
| AU2014213475A1 (en) | Magnesia carbon brick | |
| US4539301A (en) | Graphite-containing refractories | |
| KR100417510B1 (en) | Graphite-containing monolithic refractory material | |
| RU2129535C1 (en) | Magnesia-carbon refractory material | |
| US5002908A (en) | Resin bonded refractory shape and method of making | |
| JPS59501406A (en) | fireproof composition | |
| US5328879A (en) | Binding and plasticizing agent for preparing carbon-containing, refractory, ceramic materials and material prepared therewith | |
| RU2490229C2 (en) | Method of manufacturing carbon-containing grogs and composition of mass for carbon-containing grogs | |
| JPH05105506A (en) | Slide valve plate brick | |
| RU2130440C1 (en) | Spinel-containing refractory material with carbon binder | |
| JP3197680B2 (en) | Method for producing unburned MgO-C brick | |
| RU2214378C2 (en) | Method of preparation of mixture for manufacture of carbon-containing refractories | |
| JPS6212655A (en) | Carbon-containing refractory brick | |
| US5438026A (en) | Magnesite-carbon refractories and shapes made therefrom with improved thermal stress tolerance | |
| JP2004141899A (en) | Sliding nozzle plate for ladle | |
| JPS593069A (en) | Alumina-silicon carbide-carbon refractories | |
| JPS632911B2 (en) | ||
| RU2136633C1 (en) | Raw mix for manufacturing refractory products | |
| RU2672893C1 (en) | Composition of charge and method of manufacturing carbon-containing refractories | |
| JPH0925160A (en) | Production of carbon-containing refractory | |
| RU2110499C1 (en) | Carbon-containing refractory material | |
| RU2223247C2 (en) | Method of production of high-strength carbon- containing refractory material |