RU2243184C2

RU2243184C2 - Refractory mass

Info

Publication number: RU2243184C2
Application number: RU2003100866/03A
Authority: RU
Inventors: Е.М. Гришпун (RU); Е.М. Гришпун; Л.А. Карпец (RU); Л.А. Карпец; А.М. Гороховский (RU); А.М. Гороховский
Original assignee: ОАО "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР")
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: refractory industry, in particular refractory mass.

SUBSTANCE: claimed mass contains (mass %) carbon containing organic component 10.0-15.5; boric acid 0.5-0.9; sodium tripolyphosphate 1.5-2.0; carboxymethylcellulose 0.5-0.7; and balance: refractory filler (e.g. junks of carbon containing magnesia bodies). Mass of present invention is useful for repair metallurgic aggregate cladding, especially converter hot repair.

EFFECT: refractory mass with high flowability, improved adhesion, short backing time and increased resistance.

2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупоров для ремонта футеровки металлургических агрегатов.The invention relates to the refractory industry, in particular to the production of refractories for the repair of the lining of metallurgical units.

Известны огнеупорные массы, содержащие огнеупорный заполнитель и борсодержащий компоненты, например изобретения по а.с. СССР 709596, С 04 В 35/04, 1980 [1]; 1399294, С 04 В 35/04, 1988 г. [2]; 480214, С 04 В 35/04, 1975 [3]; патенту РФ 2152915, С 04 В 35/035, 2000 [4]; патенту DE 1471295, С 04 В 35/04, 1968 [5].Known refractory masses containing refractory aggregate and boron-containing components, for example, inventions according to.with. USSR 709596, C 04 V 35/04, 1980 [1]; 1399294, C 04 B 35/04, 1988 [2]; 480214, C 04 B 35/04, 1975 [3]; RF patent 2152915, C 04 B 35/035, 2000 [4]; DE 1471295, C 04 B 35/04, 1968 [5].

Так, огнеупорная масса по а.с. СССР 480214, С 04 В 35/04, 1975 содержит в качестве огнеупорного заполнителя магнезитовый порошок 85-95 мас.%, углерод 1-5 мас.%, борную кислоту 1-8 мас.%, углеродсодержащий органический компонент 2-8 мас.% в виде каменноугольной смолы.So, refractory mass according to A.S. USSR 480214, С 04 В 35/04, 1975 contains magnesite powder 85-95 wt.%, Carbon 1-5 wt.%, Boric acid 1-8 wt.%, Carbon-containing organic component 2-8 wt. % in the form of coal tar.

Недостатками массы являются малая растекаемость, слабая адгезия с футеровкой и невысокая стойкость в службе из-за недостатка углеродсодержащих компонентов и избытка легкоплавкой борной кислоты.The disadvantages of the mass are low spreadability, poor adhesion with the lining and low durability in the service due to the lack of carbon-containing components and an excess of fusible boric acid.

Наиболее близкой к патентуемой можно отнести огнеупорную массу по патенту DE 1471295, С 04 В 35/04, 1968 [5]. Она содержит периклазошпинельный огнеупорный заполнитель, углеродсодержащий органический компонент (пек), триполифосфат натрия, борсодержащий компонент, метилцеллюлозу, а также пластичную глину.Closest to patentable can be attributed the refractory mass according to patent DE 1471295, C 04 B 35/04, 1968 [5]. It contains periclase-spinel refractory aggregate, carbon-containing organic component (pitch), sodium tripolyphosphate, boron-containing component, methyl cellulose, as well as plastic clay.

Недостатками этой массы являются низкая растекаемость из-за недостаточного содержания в ней углеродсодержащих компонентов и невысокая стойкость в службе вследствие образования малого количества углеродной связки и наличия глины. Глина при спекании образует трещиноватую структуру, что снижает стойкость массы к размыванию металлом.The disadvantages of this mass are the low spreadability due to the insufficient content of carbon-containing components in it and the low durability in the service due to the formation of a small amount of carbon binder and the presence of clay. Clay forms a fractured structure during sintering, which reduces the resistance of the mass to erosion by metal.

Перечисленные недостатки не позволяют использовать известные массы (как по прототипу, так и по а.с. СССР 480214, С 04 В 35/04, 1975) для ремонта футеровок металлургических агрегатов в горячем состоянии методом наварки (горячего налива).These shortcomings do not allow the use of known masses (both according to the prototype and to the USSR AS 480214, C 04 V 35/04, 1975) for repairing linings of metallurgical units in the hot state by welding (hot filling).

Задачей настоящего изобретения является создание массы, обеспечивающей качественный горячий ремонт футеровки в минимально короткое время.The present invention is to create a mass that provides high-quality hot repair of the lining in a minimum short time.

Технический результат состоит в повышении растекаемости массы при быстром спекании, увеличении адгезии с футеровкой и повышении стойкости наварки в эксплуатации.The technical result consists in increasing the spreadability of the mass during rapid sintering, increasing adhesion to the lining and increasing the resistance of welding in operation.

Для достижения этого согласно п.1 формулы изобретения огнеупорная масса в качестве борсодержащего компонента содержит борную кислоту, в качестве метилцеллюлозы - карбоксиметилцеллюлозу, а в качестве огнеупорного заполнителя - лом магнезиальных углеродсодержащих изделий крупностью 0,5-20,0 мм и содержанием в нем графита 9-10 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve this, according to claim 1 of the invention, the refractory mass contains boric acid as a boron-containing component, carboxymethyl cellulose as methyl cellulose, and scrap of magnesian carbon-containing products with a particle size of 0.5-20.0 mm and graphite content 9 as a refractory filler -10 wt.%, In the following ratio of components, wt.%:

Триполифосфат натрия 1,5-2,0Sodium tripolyphosphate 1.5-2.0

Карбоксиметилцеллюлоза 0,5-0,7Carboxymethyl cellulose 0.5-0.7

Борная кислота 0,5-0,9Boric acid 0.5-0.9

Углеродсодержащий органическийCarbon Organic

компонент 10,0-15,5component 10.0-15.5

Огнеупорный заполнитель ОстальноеRefractory aggregate

Сущность изобретения состоит в том, что оптимальное введение в массу борной кислоты в сочетании с триполифосфатом натрия усиливает адгезию, обеспечивает быстрое спекание массы. Борная кислота как наиболее легкоплавкая из неорганических соединений бора позволяет получить первичное спекание массы при температуре 200-450°С, обеспечивая адгезию ее к футеровке и предотвращая смывание в период нанесения. Триполифосфат натрия, образуя более высокотемпературную жидкую фазу, чем борная кислота, завершает процесс спекания массы. При введении борной кислоты менее 0,5 мас.% не обеспечивается первичное спекание, а введение более 0,9 мас.% дает излишек легкоплавкой фазы, что в эксплуатации снижает стойкость наварки.The essence of the invention lies in the fact that the optimal introduction into the mass of boric acid in combination with sodium tripolyphosphate enhances adhesion, provides rapid sintering of the mass. Boric acid as the most fusible of the inorganic compounds of boron allows primary sintering of the mass to be obtained at a temperature of 200-450 ° C, ensuring its adhesion to the lining and preventing washing off during application. Sodium tripolyphosphate, forming a higher temperature liquid phase than boric acid, completes the sintering process of the mass. With the introduction of boric acid of less than 0.5 wt.%, Primary sintering is not provided, and the introduction of more than 0.9 wt.% Gives an excess of low-melting phase, which in operation reduces the resistance of welding.

Карбоксиметилцеллюлоза, обладающая высокой вязкостью и хорошими пленкообразующими свойствами, связывает компоненты массы в зерна на этапе приготовления массы, предотвращает ее расфракционирование, улучшает спекаемость за счет равномерного распределения тонких фракций триполифосфата, борной кислоты и углеродсодержащего органического компонента в огнеупорном заполнителе.Carboxymethyl cellulose, which has a high viscosity and good film-forming properties, binds mass components to grains at the stage of mass preparation, prevents its fragmentation, improves sintering due to the uniform distribution of fine fractions of tripolyphosphate, boric acid and a carbon-containing organic component in a refractory aggregate.

Введение карбоксиметилцеллюлозы менее 0,5 мас.% не обеспечивает защиту от расфракционирования, а введение ее более 0,7 мас. % ведет к образованию в массе комков.The introduction of carboxymethyl cellulose of less than 0.5 wt.% Does not provide protection against diffraction, and its introduction of more than 0.7 wt. % leads to the formation of a mass of lumps.

Содержащийся в предлагаемой массе углеродсодержащий органический компонент в количестве 10-15,5 мас.% и дополнительно введенный углерод с огнеупорным заполнителем, содержащим 9-10 мас.% графита, обеспечивают хорошую растекаемость массы при высокотемпературном воздействии и адгезию с футеровкой за счет образования достаточного количества углеродной связки при коксовании. В качестве углеродсодержащего органического компонента огнеупорная масса может содержать каменноугольный пек, каменноугольную смолу, нефтяной пек, углеродный концентрат и др.Contained in the proposed mass of carbon-containing organic component in an amount of 10-15.5 wt.% And additionally introduced carbon with a refractory filler containing 9-10 wt.% Graphite, provide good flowability of the mass during high temperature exposure and adhesion with lining due to the formation of a sufficient amount carbon binder during coking. As a carbon-containing organic component, the refractory mass may contain coal tar pitch, coal tar pitch, oil pitch, carbon concentrate, etc.

В соответствии с п.2 формулы изобретения в предлагаемой массе в качестве огнеупорного заполнителя используется лом магнезиальных углеродсодержащих изделий с содержанием MgO не менее 50 мас.%, а именно: лом периклазошпинельноуглеродистых или периклазоуглеродистых изделий или их смесь в любом соотношении, при этом крупность лома составляет 0,5-20,0 мм. Укрупненный зерновой состав повышает стойкость наварки и не вызывает пыления при нанесении. Дальнейшее увеличение крупности приведет к расфракционированию массы и снизит плотность укладки зерен. При содержании в ломе MgO менее 50 мас.% снижается износоустойчивость наварки.In accordance with paragraph 2 of the claims in the proposed mass as a refractory filler used scrap magnesia carbon-containing products with an MgO content of at least 50 wt.%, Namely: scrap periclase-spinel-carbon or periclase-carbon products or their mixture in any ratio, while the size of the scrap is 0.5-20.0 mm. The enlarged grain composition increases the resistance of welding and does not cause dusting during application. A further increase in particle size will lead to the refraction of the mass and reduce the density of the grain packing. When the MgO content in the scrap is less than 50 wt.%, The wear resistance of the weld is reduced.

При применении лома попутно решается задача утилизации отходов производства магнезиальных углеродсодержащих огнеупоров.When using scrap, the problem of recycling the production of magnesian carbon-containing refractories is simultaneously solved.

Примеры составов огнеупорной массы указаны в таблице 1. Применяемые материалы: триполифосфат натрия (ТУ 48-0328-25-94), карбоксиметилцеллюлоза (ТУ 2389-011-26289127-96), кислота борная (ГОСТ 18704-78), каменноугольный пек (ГОСТ 1038-75), лом магнезиальных углеродсодержащих изделий (ТТ 202-51-2000) фракции 0,5-20,0 мм. Для получения огнеупорной массы использовали указанные компоненты в количествах, приведенных в формуле изобретения.Examples of the compositions of the refractory mass are shown in Table 1. Materials used: sodium tripolyphosphate (TU 48-0328-25-94), carboxymethyl cellulose (TU 2389-011-26289127-96), boric acid (GOST 18704-78), coal tar pitch (GOST 1038-75), scrap magnesia carbon-containing products (TT 202-51-2000) fractions of 0.5-20.0 mm. To obtain a refractory mass, these components were used in the amounts given in the claims.

Компоненты дозируются, загружаются в смеситель, перемешиваются в сухом состоянии две минуты, затем добавляется вода в количестве 1-2 мас.% и перемешивание продолжается еще три минуты.The components are dosed, loaded into the mixer, mixed in the dry state for two minutes, then water is added in an amount of 1-2 wt.% And mixing continues for another three minutes.

Готовая масса выгружается из смесителя и расфасовывается в полиэтиленовые мешки по 5-7 кг.The finished mass is unloaded from the mixer and packaged in plastic bags of 5-7 kg.

Свойства огнеупорной массы приведены в таблице 2.The properties of the refractory mass are shown in table 2.

Как видно из таблицы, патентуемая масса обладает лучшей растекаемостью, достаточно коротким временем спекания и более высокой стойкостью.As can be seen from the table, the patented mass has better flowability, a sufficiently short sintering time and higher resistance.

Дополнительным преимуществом массы является простота ее нанесения, не требующая применения специального пневматического оборудования. Например, при горячем ремонте кислородного конвертера для производства стали масса в пакетах вручную забрасывается на поврежденный участок футеровки, где сразу начинает растекаться под воздействием температуры и привариваться к футеровке.An additional advantage of the mass is its ease of application, which does not require the use of special pneumatic equipment. For example, during a hot repair of an oxygen converter for steel production, the mass in bags is manually thrown onto the damaged area of the lining, where it immediately begins to spread out under the influence of temperature and is welded to the lining.

Определение показателей свойств огнеупорной массы проводили:The determination of the properties of the refractory mass was carried out:

- массовую долю MgO и Аl₂О₃ по ГОСТ 2642.0-97, ГОСТ 2642.8-97, ГОСТ 2642.4-97;- mass fraction of MgO and Al ₂ O ₃ according to GOST 2642.0-97, GOST 2642.8-97, GOST 2642.4-97;

- изменение массы при прокаливании по ГОСТ 2642.2-97.- mass change during calcination according to GOST 2642.2-97.

Время окончания спекания массы определяли визуально по исчезновению пламени от выгорания летучих компонентов каменноугольного пека и карбоксиметилцеллюлозы.The end time of sintering of the mass was determined visually by the disappearance of the flame from the burning of volatile components of coal tar pitch and carboxymethyl cellulose.

Таким образом, создана огнеупорная масса для ремонта тепловых агрегатов при температуре 1300-1400°С, имеющая короткое время спекания и хорошую стойкость, что подтвердили результаты промышленных испытаний.Thus, a refractory mass was created for the repair of thermal units at a temperature of 1300-1400 ° C, having a short sintering time and good resistance, which was confirmed by the results of industrial tests.

Источники информации:Sources of information:

1. А.с. СССР №709596, С 04 В 35/04, 1980.1. A.S. USSR No. 709596, C 04 V 35/04, 1980.

2. А.с. СССР №1399294, С 04 В 35/04, 1988.2. A.S. USSR No. 1399294, C 04 V 35/04, 1988.

3. Патент №480214, С 04 В 35/04, 1975.3. Patent No. 480214, C 04 B 35/04, 1975.

4. Патент РФ 2152915, С 04 В 35/035, 2000.4. RF patent 2152915, С 04 В 35/035, 2000.

5. Патент DE 1471295, С 04 В 35/04, 1968.5. Patent DE 1471295, C 04 B 35/04, 1968.

Claims

1. A refractory mass containing a refractory magnesia filler, a carbon-containing organic component, a boron-containing component, methyl cellulose and sodium tripolyphosphate, characterized in that it contains boric acid as a boron-containing component, carboxymethyl cellulose as methyl cellulose, and lignite as a fire-resistant filler products with a particle size of 0.5-20.0 mm and a graphite content of 9-10 wt.% in it with the following ratio of components, wt.%:

Sodium tripolyphosphate 1.5-2.0

Carboxymethyl cellulose 0.5-0.7

Boric acid 0.5-0.9

Carbon Organic

component 10.0-15.5

Refractory aggregate

2. The refractory mass according to claim 1, characterized in that the scrap of magnesian carbon-containing products contains MgO of at least 50 wt.%.