RU2255118C1 - Device for bottom blowing of metal with gas, method of manufacture of blowing monoblock unit and refractory material for manufacture of such monoblock unit - Google Patents
Device for bottom blowing of metal with gas, method of manufacture of blowing monoblock unit and refractory material for manufacture of such monoblock unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255118C1 RU2255118C1 RU2003135496/02A RU2003135496A RU2255118C1 RU 2255118 C1 RU2255118 C1 RU 2255118C1 RU 2003135496/02 A RU2003135496/02 A RU 2003135496/02A RU 2003135496 A RU2003135496 A RU 2003135496A RU 2255118 C1 RU2255118 C1 RU 2255118C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- purge
- metal
- filler
- working part
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для донной продувки инертными газами металла, к способу их изготовления в виде моноблока и огнеупорному материалу для изготовления моноблока.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for bottom purging with inert gases of a metal, to a method for their manufacture in the form of a monoblock and a refractory material for the manufacture of a monoblock.
Известна конструкция продувочного устройства для донной продувки металла в сталеразливочном ковше инертным газом, включающая два составных гнездовых блока - нижний и верхний с расположенной в них огнеупорной втулкой и пористой огнеупорной фурмой, имеющей форму усеченного конуса, заключенной в металлическую оболочку, имеющей со стороны большего основания приваренное к оболочке донышко с газоподводящей трубкой, при этом пористая фурма прикреплена к металлической оболочке посредством огнеупорного мертеля (ст. “Огнеупоры для подачи аргона в печь-ковш” Узберг Л.В. и др., Огнеупоры, 1991, №9, с.34-36, аналог).A known design of a blowing device for bottom blowing metal in a steel pouring ladle with inert gas, including two composite nesting blocks - the lower and upper ones with a refractory sleeve located in them and a porous refractory lance having a truncated cone shape enclosed in a metal shell having a welded-in side from a larger base to the shell of the bottom with a gas supply tube, while the porous lance is attached to the metal shell by means of a refractory mortar (Art. “Refractories for feeding arg it is in the ladle furnace ”Uzberg L.V. et al. Refractories, 1991, No. 9, p. 34-36, analogue).
Известно также устройство для донной продувки металла, содержащее огнеупорный гнездовой блок с расположенной в нем продувочной фурмой с направленными каналами, состоящей из коаксиально расположенных сформованных из огнеупорного материла элементов, наружный из которых имеет форму усеченного конуса и заключен в металлическую оболочку конической формы, имеющую со стороны большего основания составных элементов продувочной фурмы фланец, выполненный с отверстием для подачи инертного газа, причем между фланцем и составными элементами продувочной фурмы выполнена полость. Кроме этого, внутренние элементы выполнены, по крайней мере, в виде одной коаксиально расположенной детали в виде усеченного конуса или в виде усеченной многогранной пирамиды, а внутренняя поверхность наружного элемента имеет форму, адекватную форме внутреннего элемента, при этом металлическая оболочка с составными огнеупорными элементами продувочной фурмы прикреплена к гнездовому блоку посредством огнеупорного мертеля.It is also known a device for bottom purging of metal containing a refractory nest block with a purge lance located in it with directional channels, consisting of elements coaxially arranged formed from refractory material, the outer of which has the shape of a truncated cone and is enclosed in a conical metal shell having side a larger base of the components of the purge lance flange made with a hole for supplying inert gas, and between the flange and the components the blowing lance has a cavity. In addition, the internal elements are made of at least one coaxially located part in the form of a truncated cone or in the form of a truncated polyhedral pyramid, and the inner surface of the outer element has a shape adequate to the shape of the inner element, while the metal shell with composite refractory elements of the purge lances attached to the nest block by means of a refractory mortar.
Каналы продувочной фурмы выполнены с сечением в виде круга или многоугольника, или сегмента и расположены по плоскости контакта внутренней и наружной частей продувочной фурмы. Кроме этого, внутренний элемент продувочной фурмы в виде усеченной многогранной пирамиды может быть выполнен из спрессованных слоев, ориентированных по направлению движения инертного газа, при этом между слоями расположены каналы.The channels of the purge lance are made with a section in the form of a circle or a polygon, or a segment and are located along the plane of contact of the inner and outer parts of the purge lance. In addition, the internal element of the purge lance in the form of a truncated multifaceted pyramid can be made of compressed layers oriented in the direction of inert gas movement, while channels are located between the layers.
Формирование каналов в известном устройстве осуществляется в процессе обжига продувочного узла в результате выгорания каналообразующих элементов из органических или минеральных материалов, запрессованных в отдельные составные элементы продувочной фурмы (патент RU №2129165, 6 C 21 C 5/48, 1999 г., прототип).The formation of channels in the known device is carried out in the process of firing the purge unit as a result of the burning of channel-forming elements from organic or mineral materials, pressed into individual components of the purge lance (patent RU No. 2129165, 6 C 21
Основной недостаток известных технических решений - это использование при изготовлении фурм металлической защитной оболочки по всей высоте продувочного узла, которая приваривается к фланцу с газоподводящей трубой и выполняет в основном функцию герметизации технологического газового потока, обеспечивая сквозную подачу последнего по каналам фурмы в металлическую ванну ковша.The main disadvantage of the known technical solutions is the use in the manufacture of tuyeres of a metal protective shell over the entire height of the purge assembly, which is welded to the flange with a gas supply pipe and mainly performs the sealing function of the process gas stream, providing a through feed of the latter through the tuyere channels into the metal bucket bath.
При высокотемпературном процессе обработки металла в ковше (до 1700°С) металлическая оболочка в приповерхностном слое продувочного узла оплавляется и постепенно в процессе эксплуатации выгорает на 2/3-3/4 части своей исходной высоты, что предопределяет проникновение металла под действием ферростатического давления в шов, образующийся по всему периметру сопряжения продувочной фурмы с гнездовым блоком. Отмеченное, с точки зрения увеличения толщины шва, усугубляется вымыванием огнеупорного мертеля, скрепляющего фурму с гнездовым блоком, под эрозионным воздействием металла, перемешиваемого во время его продувки через донные фурмы. Проход металла по шву в жестких условиях эксплуатации ковша при резких циклических изменениях температур поверхности футеровки днища от 1700°С (температура процесса) до 600-800°С (охлаждение, связанное с заменой шиберов после каждой плавки) обуславливает появление дополнительных механических напряжений на боковые поверхности фурмы и гнездового блока, инициирующих их сколы рабочей поверхности. Это предопределяет повышенный износ продувочного устройства. При глубоком проникновении металла в шов вполне вероятно проседание продувочного узла под ферростатическим давлением металла с отделением его от гнездового блока, что создает аварийные ситуации.During the high-temperature process of metal processing in the ladle (up to 1700 ° С), the metal shell in the near-surface layer of the purge assembly melts and gradually burns out during
Кроме того, к недостаткам продувочного устройства с пористой фурмой следует отнести повышенную пористость последней, которая обуславливает высокую скорость износа продувочного узла и инфильтрацию стали, а также изменение продувочных характеристик фурмы по мере ее износа.In addition, the disadvantages of the blowing device with a porous lance include the increased porosity of the latter, which leads to a high wear rate of the blowing unit and steel infiltration, as well as a change in the blowing characteristics of the lance as it wears.
Известное из прототипа устройство для донной продувки металла газом с направленными каналами обеспечивает более эффективное перемешивание металла в ковше, однако это устройство также характеризуется недостаточно высоким сроком службы в результате закупоривания каналов продувочной фурмы металлом. Это обусловлено довольно большим диаметром круглых каналов (min 0,15 мм) или большой толщиной щелей (min 0,1 мм), которые не препятствуют инфильтрации стали внутрь фурмы под действием ферростатического давления металла. Получить каналы с меньшим диаметром или меньшей толщиной щели по технологии изготовления фурм по прототипу, предусматривающей использование в качестве каналообразователей органические или минеральные материалы, не представляется возможным.Known from the prototype, a device for bottom purging of metal gas with directional channels provides more efficient mixing of the metal in the bucket, however, this device is also characterized by an insufficiently high service life as a result of clogging of the channels of the purge lance with metal. This is due to the rather large diameter of the round channels (min 0.15 mm) or the large thickness of the slots (min 0.1 mm), which do not impede the infiltration of steel into the tuyeres under the influence of ferrostatic pressure of the metal. It is not possible to obtain channels with a smaller diameter or a smaller slit thickness using the technology of manufacturing tuyeres according to the prototype, which provides for the use of organic or mineral materials as channel formers.
Кроме того, при изготовлении продувочного устройства по отмеченной технологии проблематично получать фурмы со стабильными продувочными характеристиками из-за углеродосодержащих отложений на стенках каналов, которые образуются при выгорании каналообразователей в процессе термической обработки фурм.In addition, in the manufacture of a purge device using the aforementioned technology, it is problematic to obtain tuyeres with stable purge characteristics due to carbon-containing deposits on the walls of the channels that are formed when channel formers burn out during heat treatment of the tuyeres.
Кроме того, известный из прототипа способ изготовления устройства для донной продувки металла газами, предусматривающий сопряжение внешней поверхности продувочной фурмы, собранной из составных огнеупорных элементов, заключенных в металлическую оболочку, с внутренней поверхностью прессованного гнездового блока с применением огнеупорного мертеля не обеспечивает, как это было отмечено выше, их надежного скрепления, что не исключает вероятность отделения продувочной фурмы от гнездового блока в службе под ферростатическим давлением металла с последующим проходом последнего в образующуюся щель между сопряженными частями гнездового блока и продувочного устройства.In addition, the method of manufacturing a device for bottom metal purging with gases, known from the prototype, involving pairing the outer surface of the purge lance, assembled from composite refractory elements enclosed in a metal shell, with the inner surface of the pressed nesting block using a refractory mortar, does not provide, as noted above, their reliable fastening, which does not exclude the possibility of separation of the purge lance from the nest block in the service under ferrostatic pressure alla, followed by passage of the latter in the gap formed between the mating portions of the socket unit and a blower.
Внедрение в производство отечественной металлургической промышленности процесса непрерывной разливки стали привело к необходимости увеличения емкости как сталеплавильных агрегатов, так и сталеразливочных ковшей, что в свою очередь обусловило конструктивные изменения футеровки днища ковша в сторону утолщения ее рабочего слоя. В связи с этим на металлургических предприятиях произошла переориентация на все большее использование в футеровках днищ ковшей более крупногабаритных по высоте продувочных устройств от 450 до 500 мм.The introduction of the continuous casting process into the domestic metallurgical industry led to the need to increase the capacity of both steelmaking units and steel pouring ladles, which in turn led to structural changes in the lining of the bottom of the bucket in the direction of thickening of its working layer. In this regard, at metallurgical enterprises, there was a reorientation to the increasing use in the lining of the bottoms of buckets of larger blowing devices with a height of from 450 to 500 mm.
Известный же из прототипа способ изготовления устройства для донной продувки металла газами, в основе которого заложена технология прессования составных элементов продувочного устройства из огнеупорных масс, не обеспечивает при формовании крупногабаритных гнездовых блоков получение равноплотных по высоте, свыше 250 мм, прессовок. С увеличением высоты изделий, сформованных известными методами прессованием или виброформованием, разноплотность гнездовых блоков возрастает и приводит к уменьшению их износоустойчивости в службе. Поэтому из известных литературных источников рекомендуется в этом случае использовать составные гнездовые блоки (“Устройство для продувки металла инертными газами” В.А.Кононов, В.К.Стурман, “Огнеупоры и техническая керамика”, №7, 1998 г., с 40-43).The well-known from the prototype method of manufacturing a device for bottom blowing metal with gases, which is based on the technology of pressing the constituent elements of the blowing device from refractory masses, does not provide moldings of equal density in height, over 250 mm, when molding large nesting blocks. With an increase in the height of products molded by known methods of pressing or vibroforming, the density of the nested blocks increases and leads to a decrease in their wear resistance in the service. Therefore, from well-known literature it is recommended in this case to use composite nesting blocks (“Device for purging metal with inert gases” V.A. Kononov, V.K. Sturman, “Refractories and technical ceramics”, No. 7, 1998, from 40 -43).
К недостаткам составных гнездовых блоков следует отнести их недостаточно высокую надежность в службе из-за всплытия неотработанной части верхнего гнездового блока при частичном его износе в процессе эксплуатации.The disadvantages of composite nesting units include their insufficiently high reliability in the service due to the ascent of the untreated part of the upper nesting unit with its partial wear during operation.
Поэтому для изготовления крупногабаритных гнездовых блоков применяется получившая в зарубежной практике широкое распространение бетонная технология. Однако изготовленные методом литья крупногабаритные гнездовые блоки также имеют существенный недостаток. В процессе эксплуатации в условиях резких циклических изменений температур в поверхностных слоях футеровки днища гнездовые блоки, изготовленные методом литья, склонны к трещинообразованию по плоскостям, параллельным их рабочей поверхности, что предопределяет повышенный износ огнеупора в результате скалывания.Therefore, for the manufacture of large-sized nesting blocks, concrete technology, widely used in foreign practice, is used. However, large-sized socket blocks made by casting also have a significant drawback. During operation under conditions of sharp cyclic temperature changes in the surface layers of the bottom lining, nesting blocks made by casting are prone to crack formation on planes parallel to their working surface, which determines increased wear of the refractory as a result of chipping.
Кроме того, известные из прототипа материалы (электрокорунд, обожженный глинозем, шпинель, периклаз и др.) не обеспечивают равномерный износ рабочих поверхностей гнездового блока и продувочной фурмы. Продувочная фурма, в сравнении с гнездовым блоком, испытывает более высокие напряжения при тепловых ударах и кавитационном воздействии потоков металла при продувке инертным газом, а также дополнительное эрозионное воздействие и механические напряжения при кислородной очистке горячей поверхности фурмы после выпуска из ковша стали, что приводит к ее локальному износу.In addition, materials known from the prototype (electrocorundum, calcined alumina, spinel, periclase, etc.) do not provide uniform wear on the working surfaces of the nest unit and the blowing lance. The blowing lance, in comparison with the nesting block, experiences higher stresses due to thermal shocks and cavitational effects of metal flows during inert gas purging, as well as additional erosion and mechanical stresses during oxygen cleaning of the hot surface of the lance after the steel is released from the bucket, which leads to its local wear.
Более высокими эксплуатационными показателями, в сравнении с материалами по прототипу, характеризуется углеродсодержащий материал, известный из патента Российской Федерации №2167206, МПК C 21 C 5/48, B 22 D 1/00, B 28 B 3/04, 2001 г. При этом для изготовления составных продувочных узлов предлагается корундоуглеродистая масса с соотношением компонентов, мас.%:A higher performance, in comparison with the materials of the prototype, is characterized by a carbon-containing material known from the patent of the Russian Federation No. 2167206, IPC C 21
зернистый наполнитель 53-64granular filler 53-64
молотый наполнитель 23-28ground filler 23-28
углеродсодержащий наполнитель 3-15carbon-containing filler 3-15
органическое связующее 3,5-6organic binder 3.5-6
антиоксидант при жестких условиях эксплуатацииharsh antioxidant
Изделия, изготовленные из этой шихты, отличаются более высокой устойчивостью к коррозии металлом и шлаком, а также высокой термостойкостью и достаточно высокой прочностью.Products made from this mixture are characterized by higher resistance to corrosion by metal and slag, as well as high heat resistance and sufficiently high strength.
Тем не менее, обладая высокими показателями отмеченных выше свойств, эти огнеупоры имеют весьма существенный недостаток - пониженную устойчивость к окислению углеродсодержащего материала при рабочих высокотемпературных условиях службы (1600-1700°С), что также предопределяет локальный износ продувочного узла в сравнении с гнездовым блоком периклазового, шпинельного или корундового составов.Nevertheless, having the high indices of the properties noted above, these refractories have a very significant drawback - reduced oxidation stability of the carbon-containing material under high-temperature operating conditions (1600-1700 ° C), which also determines the local wear of the purge assembly in comparison with the nesting block of periclase , spinel or corundum compounds.
Задачей, на решение которой направлена группа изобретений, связанных между собой единым изобретательским замыслом (устройство для донной продувки металла газом, способ изготовления продувочного моноблока и огнеупорный материал для изготовления моноблока), является создание устройства для донной продувки металла газом, обладающего высокими эксплуатационными свойствами, такими как надежность и безопасность в работе продувочного устройства, исключающие инфильтрацию металла в каналы продувочной фурмы и “проседание” последней с отделением ее от гнездового блока под ферростатическим давлением металла за счет жесткого крепления продувочного узла в гнездовом блоке, стабильность потока инертного газа на выходе из продувочной фурмы при длительном гарантированном сроке службы продувочного устройства, а также повышение срока службы продувочного устройства за счет обеспечения равностойкости продувочной фурмы и гнездового блока, сопряженных в монолитный моноблок. Для решения поставленной задачи с получением указанного выше технического результата в известном устройстве для донной продувки металла, содержащем гнездовой блок с расположенным в нем продувочным узлом, состоящим из коаксильно расположенных прессованных из огнеупорных материалов частей, выполненных в виде усеченного конуса или в виде усеченной пирамиды, сопряженных с образованием между ними каналов для подачи инертного газа, имеющим со стороны большего основания продувочного узла металлический фланец, выполненный с отверстием для подачи инертного газа, причем между фланцем и продувочным узлом выполнена полость, а продувочный узел комплектуется с гнездовым блоком, в заявленном устройстве продувочный узел дополнительно содержит цилиндрическую пористую огнеупорную вставку, расположенную между рабочей частью продувочного узла и металлическим фланцем, в центральной части нижнего основания которой выполнено сферическое углубление в виде шарового сегмента высотой h, равной 10-15 мм, для приема инертного газа, а в верхнем основании выполнены квадратные “гнезда”, образующие газораспределительную полость перед рабочей частью продувочного узла, сформированные взаимно перпендикулярными сферическими выступами на всей поверхности пористой вставки с радиусом r, равным 5-8 мм, и расстоянием l между выступами, равным 35-40 мм, и цилиндрическую металлическую оболочку, внутренний диаметр которой адекватен диаметру пористой вставки, имеющей не менее двух внешних реборд по окружности с радиусом сопряжения r1, равным 5-6 мм, расположенных друг от друга на расстоянии не менее 10 мм, или приваренных к оболочке металлических уголков из профиля 30×30 мм и длинной 10-20 мм, расположенных в направлении образующей через равные расстояния, составляющие 1/4 часть ее окружности, при этом металлическая оболочка высотой, составляющей 2/3-1/2 части высоты собранного продувочного узла, выполнена из листовой стали толщиной 0,8-2 мм и приварена к металлическому фланцу, диаметр Д которого составляет 1,3-1,5 диаметра Д1 нижнего основания рабочей части собранного продувочного узла, изготовленного в виде усеченного конуса, или 1,3-1,5 длины нижнего большего основания усеченной пирамиды, а каналы в рабочей части продувочного узла, ориентированные по направлению движения газа, получают за счет выступов по всей длине на одном из сопрягаемых усеченных конусных или трапециевидных составных элементов продувочного узла, формируемых при формовании задаваемым профилем пресс-оснастки.The task to which the group of inventions are connected, connected by a single inventive concept (a device for bottom purging gas with a gas, a method for manufacturing a purge monoblock and refractory material for manufacturing a monoblock), is to create a device for bottom purging a gas with high operational properties, such as reliability and safety in the operation of the purge device, excluding the infiltration of metal into the channels of the purge lance and “subsidence” of the latter from the department by removing it from the nesting unit under ferrostatic pressure of the metal due to the rigid fastening of the purge unit in the nesting unit, the stability of the inert gas flow at the outlet of the purge lance with a long guaranteed service life of the purge device, as well as increase the service life of the purge device by ensuring equal resistance of the purge lance and nested block mated in a monolithic monoblock. To solve the problem with obtaining the above technical result in a known device for bottom metal blowing, containing a nest block with a blowing unit located in it, consisting of parts coaxially arranged from refractory materials made in the form of a truncated cone or in the form of a truncated pyramid, conjugated with the formation between them of channels for supplying an inert gas, having from the side of the larger base of the purge assembly a metal flange made with an opening for inert gas supply, moreover, a cavity is made between the flange and the purge unit, and the purge unit is equipped with a socket unit, in the inventive device, the purge unit further comprises a cylindrical porous refractory insert located between the working part of the purge unit and a metal flange in the central part of the lower base of which a spherical depression in the form of a spherical segment with a height h of 10-15 mm for receiving inert gas, and square “nests” are made in the upper base, the image gas distribution cavity in front of the working part of the purge assembly, formed by mutually perpendicular spherical protrusions on the entire surface of the porous insert with a radius r of 5-8 mm and a distance l between protrusions of 35-40 mm, and a cylindrical metal shell whose inner diameter is adequate diameter porous inserts having at least two outer flanges circumferentially with fillet radius r 1 equal to 5-6 mm, spaced at least 10 mm, or welded to the shell metalliches their corners from the profile 30 × 30 mm and a length of 10-20 mm, located in the direction of the generator through equal distances, making up 1/4 of its circumference, with a metal shell with a height of 2 / 3-1 / 2 of the height of the assembled purge assembly , made of sheet steel with a thickness of 0.8-2 mm and welded to a metal flange, the diameter D of which is 1.3-1.5 of diameter D 1 of the lower base of the working part of the assembled purge assembly, made in the form of a truncated cone, or 1.3 -1.5 lengths of the lower larger base of the truncated pyramid, channels in the working part of the blowing assembly, oriented in the direction of travel of gas is obtained due to the projections along the entire length on one of the mating truncated cone or trapezoidal constituent elements purge assembly formed during molding predeterminable profile press tooling.
Кроме того, в рабочей части продувочного узла щелевые каналы в местах сопряжения составных элементов могут располагаться по окружности усеченного конуса или перпендикулярно боковым граням четырехугольной пирамиды и выполняться длиной не более 10 мм и задаваемой толщиной каналов в пределах 0,05-0,3 мм.In addition, in the working part of the purge assembly, slotted channels at the junctions of the component elements can be located around the circumference of a truncated cone or perpendicular to the side faces of the quadrangular pyramid and can be made with a length of not more than 10 mm and a specified channel thickness in the range of 0.05-0.3 mm.
Кроме того, в рабочей части продувочного узла типа усеченной пирамиды 10-12% ее каналов могут быть полностью перекрыты на высоту 25 мм и 10-12% на 50 мм от верхнего основания продувочного узла, обеспечиваемое необходимым профилем верхнего штемпеля пресс-оснастки при формовании составных элементов трапециевидной формы.In addition, in the working part of the purge unit, such as a truncated pyramid, 10-12% of its channels can be completely blocked to a height of 25 mm and 10-12% by 50 mm from the upper base of the purge unit, provided by the necessary profile of the upper stamp of the press tool during molding trapezoidal elements.
Это достигается также тем, что в известном способе изготовления устройства для донной продувки металла, включающем изготовление прессованием из огнеупорного материала гнездового блока и отдельных составных элементов продувочного узла, их термообработку, сборку продувочного узла и его установку в сопрягаемую поверхность гнездового блока, по изобретению, в качестве огнеупорного материала для изготовления гнездового блока и пористой вставки используют огнеупорную массу на минеральной связке, а при изготовлении рабочей части продувочного узла - углеродсодержащую массу на органической связке, при этом составные элементы рабочей части продувочного узла перед сборкой проходят двухстадийную термическую обработку - низкотемпературную при 200-400°С в окислительной среде и последующую высокотемпературную при 1100-1600°С в восстановительной среде, а формирование гнездового блока с продувочным узлом в моноблок производят прессованием гнездового блока в пресс-оснастке разборной конструкции в комплекте с продувочным узлом, установленным в основание формовочной коробки на опорную плиту по ее центру, при этом прессование гнездового блока производят с комплексным использованием многостадийного ручного пневмотрамбования на начальной стадии формования и автоматического виброформования на заключительном этапе прессования, обеспечивающие получение большемерных продувочных устройств с высотой до 500 мм, с последующей термообработкой сформованного моноблока при температуре 200-400°С.This is also achieved by the fact that in the known method of manufacturing a device for bottom purging of metal, which includes fabricating by pressing from a refractory material the nesting unit and the individual constituent elements of the purging unit, their heat treatment, assembling the purging unit and installing it in the mating surface of the nesting unit, according to the invention, as a refractory material for the manufacture of the nest block and the porous insert, a mineral-bonded refractory mass is used, and in the manufacture of the working part, the purge of the second node is a carbon-containing mass on an organic binder, while the components of the working part of the purge node before assembly are subjected to two-stage heat treatment - low temperature at 200-400 ° C in an oxidizing medium and the subsequent high temperature at 1100-1600 ° C in a reducing environment, and the formation of a nest a block with a purge unit in a monoblock is produced by pressing the nest block in a press-tool of a collapsible design complete with a purge unit installed on the support of the base of the molding box the plate in its center, while pressing the nest block is carried out with the complex use of multi-stage manual pneumatic ramming at the initial stage of molding and automatic vibroforming at the final stage of pressing, providing large-sized blowing devices with a height of up to 500 mm, followed by heat treatment of the formed monoblock at a temperature of 200-400 ° C.
При этом при формовании составных элементов рабочей части продувочного узла и при последующем формировании продувочного моноблока в комплект с продувочным узлом используют мелкозернистую огнеупорную массу, обеспечивающую получение мелкопористой структуры прессовок после их термической обработки с максимальным диаметром канальных пор не более 50 мкм и газопроницаемостью в пределах от 0,5 до 10 мкм2.At the same time, when forming the constituent elements of the working part of the purge unit and during the subsequent formation of the purge monoblock, a fine-grained refractory mass is used to complete the purge unit, which provides a finely porous structure of the compacts after their heat treatment with a maximum channel pore diameter of not more than 50 μm and gas permeability ranging from 0 5 to 10 μm 2 .
Кроме того, формование составных элементов продувочного моноблока из огнеупорных материалов на минеральной связке производят после вылеживания приготовленных масс в течение не менее 24 часов.In addition, the molding of the components of the blowing monoblock from refractory materials on a mineral bond is carried out after aging the cooked masses for at least 24 hours.
Кроме того, плоские трапециевидные составные элементы продувочного узла после высокотемпературной термической обработки шлифуют, в т.ч. и щелевые каналы.In addition, the flat trapezoidal components of the purge assembly are grinded after high-temperature heat treatment, including and slotted channels.
Решение поставленной задачи с получением заданного технического результата достигается также тем, что известный углеродсодержащий огнеупорный материал на основе корунда для изготовления составных элементов рабочей части продувочного узла, включающий зернистый наполнитель, молотый наполнитель, углеродсодержащий наполнитель, органическое связующее, а также антиоксидант, дополнительно содержит в молотом наполнителе кремний и металлическую фазу из оксидов железа (FеО+Fе2О3), полученного совместным помолом зернистого наполнителя, кремния и металлической фазы, взятых в соотношении (50-88):(10-30):(2-20), до получения удельной поверхности более 2 м2/г, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The solution of the problem with obtaining the desired technical result is also achieved by the fact that the well-known carbon-containing refractory material based on corundum for the manufacture of the constituent elements of the working part of the purge assembly, including granular filler, ground filler, carbon-containing filler, an organic binder, as well as an antioxidant, additionally contains in the hammer silica filler and a metallic phase of iron oxides (FeO + Fe 2 O 3) obtained by co-milling the particulate filler kre Nia and metallic phases in the ratio (50-88) :( 10-30) :( 2-20), to obtain a specific surface area greater than 2 m 2 / g, with the following ratio of ingredients, wt.%:
зернистый наполнитель 53-64granular filler 53-64
молотый наполнитель 28-30ground filler 28-30
углеродсодержащий наполнитель 3-10carbon filler 3-10
антиоксидант 1-3antioxidant 1-3
органическое связующее 3,5-6organic binder 3.5-6
Кроме того, зернистый наполнитель, при этом, имеет полифракционный состав с предельным размером зерна, равным 2 мм.In addition, the granular filler, in this case, has a polyfraction composition with a limit grain size of 2 mm.
Поставленная задача достигается также тем, что известный корундового состава огнеупорный материал для изготовления гнездового блока, включающий зернистый наполнитель, молотый наполнитель и связку, дополнительно содержит стальную фрезерованную фибру, при этом в качестве связки используется минеральное связующее с содержанием физически связанной воды не более 15%, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The task is also achieved by the fact that the known corundum composition refractory material for the manufacture of the nest block, including a granular filler, ground filler and a binder, additionally contains milled steel fiber, while the binder uses a mineral binder with a content of physically bound water of not more than 15%, in the following ratio of ingredients, wt.%:
зернистый наполнитель 58-80granular filler 58-80
молотый наполнитель 15-35ground filler 15-35
металлическая фибра 0,5-1,5metal fiber 0.5-1.5
минеральное связующее 4-6mineral binder 4-6
Кроме того, зернистый наполнитель имеет полифракционный состав с предельным размером зерна, равным 2 мм.In addition, the granular filler has a multifractional composition with a grain size limit of 2 mm.
Кроме того, в качестве минерального связующего используют ортофосфорную кислоту или алюмохромфосфатное связующее.In addition, orthophosphoric acid or aluminochromophosphate binder is used as a mineral binder.
Это достигается также тем, что в известном огнеупорном корундовом материале для изготовления пористой вставки, включающем зернистый наполнитель, тонко молотый наполнитель и связку по изобретению, зернистый наполнитель имеет монофракционный состав с предельным размером зерна, равным 2,0 мм, а в качестве связки используют минеральное связующее с содержанием физически связанной воды не более 15% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:This is also achieved by the fact that in the known refractory corundum material for the manufacture of a porous insert comprising a granular filler, a finely ground filler and a binder according to the invention, the granular filler has a monofraction composition with a grain size limit of 2.0 mm, and mineral binder is used binder with a physically bound water content of not more than 15% in the following ratio of ingredients, wt.%:
зернистый наполнитель 70-85granular filler 70-85
тонкомолотый наполнитель 10-25fine filler 10-25
минеральное связующее 4-6mineral binder 4-6
При этом огнеупорный материал для изготовления пористой вставки содержит в качестве минерального связующего ортофосфорную кислоту или алюмохромфосфатное связующее.At the same time, the refractory material for the manufacture of the porous insert contains phosphoric acid or aluminochromophosphate binder as a mineral binder.
Указанные выше признаки описываемой группы изобретений являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата.The above features of the described group of inventions are essential and interconnected causally with the formation of a combination of essential features necessary and sufficient to achieve the specified technical result.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез продувочного устройства и вид его сверху, рабочая часть продувочного узла которого имеет один контур продувки и состоит из составных огнеупорных элементов типа усеченных конусов - одного центрального сплошного и одного внешнего пологого; на фиг.2 - продольный разрез устройства и вид его сверху, рабочая часть продувочного узла которого имеет два контура продувки, при этом внутренний контур продувочного узла выполнен с четырехконтактной поверхностью сопрягаемых конусов, а внешний - с восьмиконтактной поверхностью; на фиг.3 - продольный разрез устройства и вид его сверху с рабочей частью продувочного узла типа усеченной пирамиды, который состоит из комплекта составных огнеупорных пластин; на фиг.4 - сечение СС по фиг.3; на фиг.5 - вид сверху на продувочное устройство с продувочным узлом типа усеченной пирамиды с частично перекрытыми каналами в рабочей части продувочного узла (четыре центральных и четыре угловых канала); на фиг.6 - разрез Б-Г-Д-E-F-H по фиг.5. На фиг 7 изображен разрез продувочного устройства, нижнее основание продувочного узла которого в комплекте с газоподводящей трубкой расположено в самом гнездовом блоке.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a purge device and its top view, the working part of the purge assembly of which has one purge circuit and consists of composite refractory elements such as truncated cones - one central continuous and one external gentle; figure 2 is a longitudinal section of the device and its top view, the working part of the purge assembly of which has two purge circuits, while the inner circuit of the purge assembly is made with a four-contact surface of the mating cones, and the external one with an eight-contact surface; figure 3 is a longitudinal section of the device and its top view with the working part of the purge unit such as a truncated pyramid, which consists of a set of composite refractory plates; figure 4 is a cross section of the SS of figure 3; figure 5 is a top view of a purge device with a purge unit such as a truncated pyramid with partially blocked channels in the working part of the purge unit (four central and four corner channels); figure 6 is a section B-G-D-E-F-H in figure 5. Fig. 7 shows a section of a purge device, the lower base of the purge assembly of which, complete with a gas supply tube, is located in the socket unit itself.
Устройство для донной продувки металла газами состоит из гнездового блока А и продувочного узла Б, собранного из пористой предохранительной вставки 1 в комплекте с блоком прессованных составных конусных элементов рабочей части продувочного узла, включающим сплошной усеченный конус 3 и наружные полые усеченные конуса 4 (фиг.1 и 2), или с блоком прессованных огнеупорных пластин трапециевидной формы 2 (фиг.3).A device for bottom metal gas purging consists of a socket block A and a purge assembly B assembled from a
Комплект рабочей части продувочного узла, собранный из трапециевидных пластин 2 или конусных элементов 3 и 4, установлен по центру пористой вставки 1, которая, в свою очередь, установлена в газонепроницаемую металлическую оболочку цилиндрической формы 5, которая приварена к металлическому фланцу 6 с газоподводящей трубкой 7. При этом между фланцем и нижним основанием пористой вставки расположена полость для приема инертного газа 8, а между верхним основанием пористой вставки и рабочей частью продувочного узла - газораспределительная полость 9.The set of the working part of the purge assembly, assembled from
Устройство для донной продувки металла работает следующим образом.A device for bottom blowing metal works as follows.
Инертный газ по газоподводящей трубке 7 поступает в полость приема газа 8 продувочного узла и под давлением равномерно проникает через пористую вставку 1 в газораспределительную полость 9, откуда распределяется по каналам 12 между конусными поверхностями 3 и 4 или между трапециевидными поверхностями 2 сопрягаемых элементов рабочей части продувочного узла. На выходе из продувочного узла струи инертного газа проникают в жидкий металл и перемешивают его в сталеразливочном ковше.Inert gas through the
Устройство для донной продувки металла, предусматривающее плотную посадку непосредственно внешней поверхности собранных огнеупорных элементов продувочного узла во внутреннюю поверхность гнездового блока, а также конструкция профиля цилиндрической металлической оболочки с ребордами или уголками, жестко скрепленными с металлическим фланцем продувочного узла, обеспечивают монолитное крепление продувочного узла с гнездовым блоком, что гарантирует надежную и безопасную работу устройства для донной продувки металла. При этом полностью исключаются как проход металла по сопрягаемым поверхностям продувочного узла и гнездового блока в процессе эксплуатации, так и проседание продувочного узла с его отделением от блока под давлением металла, что повышает работоспособность устройства.A device for bottom purging of metal, which provides a tight fit directly on the outer surface of the assembled refractory elements of the purge unit in the inner surface of the nest block, as well as the profile design of the cylindrical metal shell with flanges or corners rigidly fastened to the metal flange of the purge unit, provide a monolithic fastening of the purge unit with a nest unit, which guarantees reliable and safe operation of the device for bottom purging of metal. This completely excludes both the passage of metal along the mating surfaces of the purge assembly and the nest unit during operation, and the subsidence of the purge assembly with its separation from the unit under metal pressure, which increases the operability of the device.
Для обеспечения гарантированной пропускной способности устройства для донной продувки металла в процессе эксплуатации ковша предлагается в рабочей части продувочного узла вида усеченной пирамиды 10-12% его каналов перекрыть полностью на расстояние 25 мм и 10-12% на 50 мм от верхнего ее основания. Предлагаемый вариант исполнения изображен на фиг.5 и 6 - четыре канала перекрыты в центральной зоне фурмы и четыре канала - в угловых ее зонах. Возможна и другая схема перекрытия каналов. При среднем износе фурменного узла, составляющего 1,5-2,0 мм/плавки, последовательное открытие новых каналов после 15-20 и 30-35 плавок будет компенсировать недостаток необходимого объема газа для продувки металла, обусловленный закупориванием щелей фурменного узла в процессе эксплуатации ковша.To ensure the guaranteed throughput of the device for bottom purging of metal during operation of the bucket, it is proposed in the working part of the purge unit of the form of a truncated pyramid of 10-12% of its channels to completely shut off to a distance of 25 mm and 10-12% by 50 mm from its upper base. The proposed embodiment is shown in FIGS. 5 and 6 - four channels are blocked in the central zone of the lance and four channels in its corner zones. Another scheme of overlapping channels is also possible. With an average wear of the tuyere assembly of 1.5-2.0 mm / melt, the consecutive opening of new channels after 15-20 and 30-35 heats will compensate for the lack of the necessary gas volume for purging the metal due to clogging of the cracks in the tuyere assembly during operation of the bucket .
Также, предлагается для исключения проникновения металла в щели продувочного узла под действием ферростатического давления металла оформление в продувочном узле каналов толщиной 0,05-0,1 мм и длиной не более 10 мм, получаемых за счет выступов по всей длине на одном из сопрягаемых усеченных конусных или трапециевидных составных элементов продувочного узла, обеспечиваемых при формировании задаваемым профилем пресс-оснастки.It is also proposed to exclude the penetration of metal into the slots of the purge unit under the influence of ferrostatic pressure of the metal, the design in the purge site of channels with a thickness of 0.05-0.1 mm and a length of not more than 10 mm, obtained by protrusions along the entire length of one of the mating truncated conical or trapezoidal constituent elements of the purge assembly provided when the press tool is configured with a preset profile.
Ниже приводится пример предварительной подготовки к сборке отдельных элементов продувочного устройства для донной продувки металла и способ сборки последнего.The following is an example of preliminary preparation for assembly of individual elements of a purge device for bottom purging of metal and a method for assembling the latter.
Известные способы изготовления фурм по бетонной технологии или по технологии формования составных огнеупорных элементов из полусухих масс базируются, как правило, на использовании закладных каналообразующих элементов из органического или минерального материалов, после выплавления которых формируются каналы необходимого профиля, ориентированные по направлению движения газа, подаваемого снизу в сталеплавильный ковш через донную фурму.Known methods for manufacturing tuyeres using concrete technology or the technology of forming composite refractory elements from semi-dry masses are based, as a rule, on the use of embedded channel-forming elements from organic or mineral materials, after melting of which channels of the required profile are formed, oriented in the direction of gas flow steelmaking bucket through the bottom tuyere.
Отмеченное обуславливает значительную технологическую сложность в изготовлении продувочных фурм.The aforementioned causes a significant technological complexity in the manufacture of purge tuyeres.
Каналы в продувочном узле заявляемого устройства для донной продувки металла формируются при сборке составных элементов продувочного узла за счет рельефной поверхности одной из сопрягаемых деталей, которая имеет углубления в виде пазов с задаваемой шириной не более 10 мм и глубиной в пределах от 0,05 до 0,3 мм, расположенных на заданном расстоянии друг от друга перпендикулярно основанию плоского изделия трапециевидной формы или по образующей в изделии конусного типа.Channels in the purge assembly of the inventive bottom metal purge device are formed during assembly of the constituent elements of the purge assembly due to the relief surface of one of the mating parts, which has recesses in the form of grooves with a specified width of not more than 10 mm and a depth ranging from 0.05 to 0, 3 mm located at a predetermined distance from each other perpendicular to the base of a trapezoidal flat product or along a generatrix in a conical type product.
Для получения на поверхности изделия трапециевидной формы заданного профиля верхний или нижний штемпель пресс-оснастки фрезеруют с выбором необходимой ширины и глубины паза и с установленным расстоянием между пазами. При этом для получения на поверхности формуемого изделия вполне определенного перекрытого канала выборку фрезой паза, формирующего этот канал, производят на заданное расстояние, определяемое соотношением S1=S-(25-50) мм, где S - длина штемпеля, а интервал 25 - 50 диапазон задаваемой глубины перекрытия канала в мм.To obtain on the surface of the product a trapezoidal shape of a given profile, the upper or lower stamp of the press tool is milled with the choice of the required width and depth of the groove and with the specified distance between the grooves. Moreover, to obtain a well-defined blocked channel on the surface of the molded product, the cutter groove forming this channel is sampled at a predetermined distance determined by the ratio S 1 = S- (25-50) mm, where S is the stamp length and the interval 25-50 range of set depth of channel overlap in mm.
Для формирования полых усеченных конусов фрезеруют пуансон в средней его части, выполненной в виде усеченного конуса, при этом формование всех составных элементов продувочного узла конусной формы производят по способу, известному из патента Российской Федерации (RU №2167206, 7 C 21 C 5/48, B 22 D 1/00, B 28 B 3/04, опубл. 20.05.2001 г.).To form hollow truncated cones, a punch is milled in its middle part, made in the form of a truncated cone, while the molding of all the constituent elements of the blowing unit of the conical shape is carried out according to the method known from the patent of the Russian Federation (RU No. 2167206, 7 C 21
Задаваемая ширина щелевых каналов и их толщина, формируемые при сопряжении плоских элементов трапециевидной формы и каналов кольцевого типа, расположенных по окружности при сопряжении конусных элементов, а также количество составных элементов продувочного узла определяются расчетным путем, исходя из требуемой пропускной способности продувочного узла.The specified width of the slotted channels and their thickness, formed by pairing flat trapezoidal elements and ring-type channels located around the circumference when pairing the cone elements, as well as the number of constituent elements of the purge assembly are determined by calculation based on the required throughput of the purge assembly.
Для обеспечения равномерного износа рабочих поверхностей гнездового блока и продувочного узла при изготовлении составных элементов рабочей части продувочного узла по изобретению используют углеродсодержащую массу на органической связке, а при формовании гнездового блока в комплекте с продувочным узлом - огнеупорную массу на минеральной связке. Для получения микропористой структуры изделий, после их термической обработки, с размером пор не более 50 μк и газопроницаемостью в пределах от 0,5 до 10 мкм2 используют мелкозернистую полифракционную огнеупорную массу. При этом, при изготовлении составных элементов продувочного устройства на минеральной связке, для полного завершения процесса образования химических соединений между ней и тонкомолотым материалом, масса перед формованием должна вылеживаться в течение не менее 24 часов.To ensure uniform wear of the working surfaces of the nesting unit and the purge unit, in the manufacture of the constituent elements of the working part of the purge unit according to the invention, a carbon-containing mass on an organic bond is used, and when molding the nest block complete with a purge node, a refractory mass on a mineral bond is used. To obtain a microporous structure of products, after their heat treatment, with a pore size of not more than 50 μk and gas permeability in the range from 0.5 to 10 μm 2 , a fine-grained polyfraction refractory mass is used. At the same time, in the manufacture of the constituent elements of a mineral-bonded purge device, in order to completely complete the formation of chemical compounds between it and the finely ground material, the mass must be aged for at least 24 hours before molding.
Составные элементы рабочей части продувочного узла проходят двухстадийную термическую обработку - низкотемпературную термообработку при 200-400°С в окислительной среде и последующую высокотемпературную термообработку при 1100-1600°С в неокислительной среде. При этом термообработку плоских элементов трапециевидной формы производят с использованием для изделий в качестве подложек огнеупорных пластин, имеющих шлифованную поверхность.The constituent elements of the working part of the purge unit undergo a two-stage heat treatment - low-temperature heat treatment at 200-400 ° C in an oxidizing environment and subsequent high-temperature heat treatment at 1100-1600 ° C in a non-oxidizing environment. In this case, heat treatment of trapezoidal flat elements is carried out using refractory plates having a polished surface as substrates.
После высокотемпературной термообработки изделия с плоскостью трапециевидной формы с обеих сторон шлифуют, в т.ч. щелевые каналы.After high-temperature heat treatment, products with a trapezoidal plane are ground on both sides, incl. slotted channels.
Сборку продувочного узла вида усеченной пирамиды осуществляют последовательным сопряжением составных элементов трапециевидной формы. При этом сопряжение производят с притиркой контактной профильной поверхности одного изделия с плоской поверхностью другого аналогичного изделия. Плоскость последнего сопрягаемого элемента фурменного узла выполняют без профильного оформления.The assembly of the purge unit of the truncated pyramid type is carried out by sequential conjugation of the trapezoidal constituent elements. In this case, pairing is performed by grinding the contact profile surface of one product with the flat surface of another similar product. The plane of the last mating element of the tuyere unit is performed without profile design.
Собранный продувочный узел в средней его части плотно обвязывают клеящимся материалом, например скотчем, или стягивают металлическим бандажом, выполненным в виде полос жести шириной 5-10 мм и толщиной 0,3-0,5 мм.The assembled purge assembly in its middle part is tightly tied with an adhesive material, such as adhesive tape, or tightened with a metal bandage made in the form of tin strips 5-10 mm wide and 0.3-0.5 mm thick.
Сборку продувочного узла вида усеченного конуса производят последовательной установкой на внутренний сплошной усеченный конус наружных полых усеченных конусов. Сплошной и полые усеченные конуса притирают между собой по сопрягаемым контактным конусным поверхностям.The assembly of the purge assembly of the truncated cone type is made by sequentially installing the outer hollow truncated cones on the inner continuous truncated cone. The solid and hollow truncated cones are rubbed together between the mating contact conical surfaces.
В полость цилиндрической оболочки 5 с ребордами 10 вставляют термообработанную при 200-400°С пористую вставку 1 до полного ее упора в металлический фланец 6, приваренный к оболочке.In the cavity of the
Возможно использование металлической оболочки, выполненной без реборд. В этом варианте роль крепления продувочного узла с гнездовым блоком могут выполнять металлические уголки 11 профиля 30×30 мм и длиной ~10 мм, которые привариваются к оболочке, располагаясь в направлении образующей по окружности цилиндрической металлической оболочки через равные расстояния, составляющие 1/4 часть ее окружности.It is possible to use a metal shell made without flanges. In this embodiment, the role of fastening the purge assembly with the socket block can be performed by
Металлическую оболочку с приваренным фланцем и расположенной в ней пористой вставкой устанавливают на опорную плиту по ее центру в основании собранной формовочной коробки, внутренние типоразмеры которой соответствуют внешней геометрии гнездового блока. Правильная установка фиксируется проходом газоподводящей трубки через центральное отверстие в опорной плите. На пористую вставку устанавливают собранный комплект рабочей части продувочного узла, центровку которого осуществляют жестким металлическим крепежом.A metal shell with a welded flange and a porous insert located in it is installed on the base plate at its center at the base of the assembled molding box, the internal sizes of which correspond to the external geometry of the socket block. Correct installation is fixed by the passage of the gas supply pipe through the central hole in the base plate. On the porous insert, an assembled set of the working part of the purge assembly is installed, the centering of which is carried out by rigid metal fasteners.
Производят поэтапную загрузку порции массы в формовочную коробку с последующим ее ручным пневмотрамбованием. При утрамбованном слое, составляющем 1/3 часть высоты рабочей части продувочного узла, последний освобождают от съемного крепежа. Заключительный этап прессования ведут в режиме автоматического виброформования до получения продувочного моноблока с заданным по высоте размером.Produce a phased loading of a portion of the mass into the molding box, followed by manual pneumatic ramming. With a compacted layer comprising 1/3 of the height of the working part of the purge assembly, the latter is freed from removable fasteners. The final stage of pressing is carried out in automatic vibroforming mode to obtain a purge monoblock with a given height size.
После прессования разбирают формовочную коробку и моноблок термообрабатывают при 200-400°С, после чего он становится пригодным к эксплуатации.After pressing, the molding box is dismantled and the monoblock is heat treated at 200-400 ° C, after which it becomes suitable for operation.
Возможен и другой вариант изготовления моноблока - запрессовка продувочного узла в гнездовой блок совместно с газоподводящей трубкой (фиг.7).Another variant of manufacturing a monoblock is also possible - mounting a purge assembly into a socket unit together with a gas supply pipe (Fig. 7).
В этом случае установку цилиндрической оболочки с приваренным фланцем и газоподводящей трубкой и расположенной в ней пористой вставкой производят на предварительно подготовленный в формовочной коробке слой протрамбованной массы высотой 50-100 мм. Для оформления отверстия под газоподводящую трубку в подготавливаемом слое, в центральное отверстие опорной плиты перед формованием вставляют шаблон, который после прессования выбивают.In this case, the installation of a cylindrical shell with a welded flange and a gas supply tube and a porous insert located in it is carried out on a layer of rammed mass 50-100 mm high, previously prepared in the molding box. To make a hole for the gas supply tube in the prepared layer, a template is inserted into the central hole of the base plate before molding, which is knocked out after pressing.
Последующие операции по формованию моноблока производят в соответствии с вышеизложенным способом.Subsequent operations for forming a monoblock are made in accordance with the foregoing method.
Ниже приводятся составы огнеупорных масс для формования составных элементов продувочного узла.The following are the compositions of the refractory masses for forming the constituent elements of the purge unit.
Огнеупорную массу для прессования рабочей части продувочного узла готовят в смесительных бегунах из углеродсодержащей шихты при следующем соотношении компонентов, мас.%:The refractory mass for pressing the working part of the purge unit is prepared in mixing runners from a carbon-containing mixture in the following ratio of components, wt.%:
зернистый наполнитель полифракционного состава с предельным размером зерна 2 м 53-64granular filler of polyfraction composition with a maximum grain size of 2 m 53-64
совместный помол зернистого наполнителя металлического кремния и металлической фазы из оксидов железа (FeO+Fe2O3), взятых в соотношении (50-88):(10-30):(2-20), с удельной поверхностью 2 м2/г 28-30joint grinding of a granular filler of metallic silicon and a metallic phase of iron oxides (FeO + Fe 2 O 3 ), taken in the ratio (50-88) :( 10-30) :( 2-20), with a specific surface of 2 m 2 / g 28-30
углеродсодержащий наполнитель 3-10carbon filler 3-10
антиоксидант 1-3antioxidant 1-3
органическое связующее 3,5-6organic binder 3.5-6
Тонкомолотую составляющую готовят совместным помолом зернистого наполнителя, металлического кремния и металлической фазы в вибромельнице.The finely ground component is prepared by co-grinding the granular filler, silicon metal and the metal phase in a vibratory mill.
Тонкое измельчение исходных материалов необходимо не только для образования при высокотемпературном обжиге карбидсодержащего материала (SiC) в результате химического взаимодействия свободного металлического кремния и свободного углерода (графита) и образования за счет химического взаимодействия оксида алюминия с оксидами железа герцинита FeO Аl2О3 с высокой температурой плавления 1750-1780°С, а также твердых растворов FeO Al2O3 с оксидами железа и алюминия, но и для их последующего спекания с образованием мелкопоровой структуры огнеупора. С увеличением тонины помола растет суммарная поверхность зерен, и их активность к химическому взаимодействию возрастает, что предопределяет практически полное связывание свободного углерода в карбид кремния и оксидов железа в герцинит и образование твердых растворов. При этом образуется особо плотная и в то же время мелкодисперсная поровая структура карбидокремниевой зерцинитовой связки, скрепляющей зернистый наполнитель.Fine grinding of the starting materials is necessary not only for the formation of carbide-containing material (SiC) during high-temperature firing as a result of the chemical interaction of free metallic silicon and free carbon (graphite) and the formation, due to the chemical interaction of aluminum oxide with iron oxides, of Hercynite FeO Al 2 O 3 with high temperature melting 1750-1780 ° C, as well as solid solutions of FeO Al 2 O 3 with iron and aluminum oxides, but also for their subsequent sintering with the formation of a fine-pore refractory structure. With an increase in grinding fineness, the total grain surface grows, and their activity to chemical interaction increases, which determines the almost complete binding of free carbon to silicon carbide and iron oxides to hercinitis and the formation of solid solutions. In this case, a particularly dense and at the same time finely dispersed pore structure of a silicon carbide-grain zercinitic bond bonding the granular filler is formed.
Предлагаемая масса реализуется при использовании в качестве зернистого наполнителя электрокорунда, обожженного глинозема и алюмомагниевой шпинели, и их смесей, в качестве углеродсодержащего компонента графита, графитовой спели (графитсодержащие металлургические отходы), силицированного графита и др., в качестве комплексной железосодержащей добавки оксидов железа (FеО+Fе2О3), в качестве органической связки фенолформальдегидной смолы или этиленгликоля совместно со связующим фенольным порошкообразным (СФП), а в качестве антиоксиданта металлического Аl, его сплава с Mg, бора аморфного, бескислородного борсодержащего соединения и др.The proposed mass is realized when electrocorundum, calcined alumina and aluminum-magnesium spinel, and mixtures thereof are used as a granular filler, as a carbon-containing component of graphite, graphite spell (graphite-containing metallurgical waste), siliconized graphite, etc., as a complex iron-containing additive of iron oxides (FeO + Fe 2 O 3 ), as an organic binder of phenol-formaldehyde resin or ethylene glycol together with a phenolic powder binder (TFP), and as an antioxidant metallic Al, its alloy with Mg, boron of an amorphous, oxygen-free boron-containing compound, etc.
При изготовлении гнездового блока предлагается масса со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:In the manufacture of the nest block, a mass is proposed with the following ratio of ingredients, wt.%:
зернистый полифракционный наполнитель с предельным размером зерна 2 мм 60-80granular polyfraction filler with a maximum grain size of 2 mm 60-80
совместный помол зернистого наполнителя и металлической фазы из оксидов железа (FеО+Fе2О3), взятых в соотношении (80-97):(3-20) 15-35joint grinding of the granular filler and the metal phase of iron oxides (FeO + Fe 2 O 3 ), taken in the ratio (80-97) :( 3-20) 15-35
металлическая фибра 0,5-1,5metal fiber 0.5-1.5
минеральное связующее 4-6mineral binder 4-6
Введение в состав шихты металлической фибры и оксидов железа позволяет получить изделия с высокими прочностными характеристиками, с пониженной склонностью изделия к трещинообразованию при термических нагрузках.The introduction of metal fiber and iron oxides into the mixture allows to obtain products with high strength characteristics, with a reduced tendency of the product to crack formation under thermal loads.
Предлагаемая масса реализуется при использовании в качестве зернистого наполнителя электрокорунда, обожженного глинозема, шпинели, периклаза и их смесей, в качестве комплексной железосодержащей добавки оксидов железа (FeO+Fe2O3), а в качестве минерального связующего ортофосфорной кислоты или алюмохромфосфатного связующего с содержанием физически связанной воды не более 15%.The proposed mass is realized when electrocorundum, calcined alumina, spinel, periclase and mixtures thereof are used as a granular filler, as a complex iron-containing additive of iron oxides (FeO + Fe 2 O 3 ), and as a mineral binder orthophosphoric acid or aluminum-chromophosphate binder with a physical content bound water no more than 15%.
Ограничение по содержанию физически связанной воды в минеральном связующем связано с возможной деструкцией огнеупора при его термообработке после формования при запредельном значении граничного содержания влаги.The restriction on the content of physically bound water in the mineral binder is associated with the possible destruction of the refractory during its heat treatment after molding at a transcendental value of the boundary moisture content.
При изготовлении пористой вставки предлагается масса со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:In the manufacture of a porous insert, a mass is proposed with the following ratio of ingredients, wt.%:
зернистый монофракционный наполнитель с предельным размером зерна 2 мм 70-85granular monofraction filler with a maximum grain size of 2 mm 70-85
тонкомолотый наполнитель 10-25fine filler 10-25
минеральное связующее 4-6mineral binder 4-6
Монофракционный наполнитель определяет газопропускную способность сформованной из предлагаемой массы пористой вставки и определяется экспериментально.The monofraction filler determines the gas transmission capacity of the porous insert formed from the proposed mass and is determined experimentally.
Изобретение соответствует условию охраноспособности “промышленная применимость”, поскольку оно осуществимо при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.The invention meets the eligibility condition “industrial applicability”, since it is feasible when using existing means of production using known technologies.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003135496/02A RU2255118C1 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Device for bottom blowing of metal with gas, method of manufacture of blowing monoblock unit and refractory material for manufacture of such monoblock unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003135496/02A RU2255118C1 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Device for bottom blowing of metal with gas, method of manufacture of blowing monoblock unit and refractory material for manufacture of such monoblock unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2255118C1 true RU2255118C1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35836630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003135496/02A RU2255118C1 (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Device for bottom blowing of metal with gas, method of manufacture of blowing monoblock unit and refractory material for manufacture of such monoblock unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255118C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA011370B1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тмт" | Device for metal refining in a pony ladle |
-
2003
- 2003-12-08 RU RU2003135496/02A patent/RU2255118C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA011370B1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тмт" | Device for metal refining in a pony ladle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11542206B2 (en) | Porous refractory cast material, its use and production | |
| CN103261444B (en) | The ceramic end liner of blast furnace hearth | |
| CN101148364A (en) | Fire resistive material for desulfurization spray gun and producing technique for the desulfurization spray gun | |
| CN102531643A (en) | Gunning lining-making method for steel ladle | |
| CN109797261B (en) | High-performance main iron runner capable of being quickly repaired, and preparation method and construction method thereof | |
| JP5047468B2 (en) | Method for producing reduced iron | |
| RU2255118C1 (en) | Device for bottom blowing of metal with gas, method of manufacture of blowing monoblock unit and refractory material for manufacture of such monoblock unit | |
| CA1154250A (en) | Prefabricated multiple density blast furnace runner | |
| EP2546196A1 (en) | Method and jig for producing silicon | |
| CN103922759A (en) | Preparation method of silicon carbide wear-resistant fireproof wind-guiding wall crossbeam and wind-guiding wall brick | |
| JPS6132378B2 (en) | ||
| Comstock | Some experiments with Zircon and Zirconia refractories | |
| US3829960A (en) | Method of making a removable bottom for a steelmaking furnace from preformed refractory shapes | |
| RU2234540C1 (en) | Apparatus for bottom air blasting of metal | |
| CN211111748U (en) | Blast furnace hearth side wall lining made of castable for blast furnace hearth | |
| JP3774557B2 (en) | Refractory for injecting inert gas into molten metal and method for producing the same | |
| JPH01272707A (en) | Stave for cooling furnace wall in blast furnace | |
| JP2737439B2 (en) | Coating material and method for kiln interior | |
| JPH0541590B2 (en) | ||
| JPS6234546B2 (en) | ||
| JPS6041016B2 (en) | refractory | |
| JP2000186892A (en) | Induction furnace | |
| EA042406B1 (en) | POROUS REFRACTORY CAST MATERIAL, ITS APPLICATION AND PRODUCTION | |
| JPH1143716A (en) | Tuyere brick in vessel for molten metal | |
| JPH024649B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081209 |