RU2285581C1 - Builtup refractory article - Google Patents
Builtup refractory article Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285581C1 RU2285581C1 RU2005108252/02A RU2005108252A RU2285581C1 RU 2285581 C1 RU2285581 C1 RU 2285581C1 RU 2005108252/02 A RU2005108252/02 A RU 2005108252/02A RU 2005108252 A RU2005108252 A RU 2005108252A RU 2285581 C1 RU2285581 C1 RU 2285581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- graphite
- silicon
- erosion
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к технологии изготовления огнеупоров для непрерывной разливки металла, и может применяться для разливки жидкого металла, в частности для регулирования разливки металла.The invention relates to the refractory industry, in particular to the technology of manufacturing refractories for continuous casting of metal, and can be used for casting liquid metal, in particular for regulating the casting of metal.
Известно, что при непрерывной разливке металла применяются цельные, а также составные огнеупорные изделия, состоящие из двух частей: основной части изделия и эрозионно-стойкой части, служащей для предотвращения размывания изделия в зонах повышенного износа. Цельные изделия, выполненные на основе одного состава системы Al2О3-С, уступают по стойкости составным изделиям с эрозионно-стойким слоем.It is known that during continuous casting of metal, one-piece as well as composite refractory products are used, consisting of two parts: the main part of the product and the erosion-resistant part, which serves to prevent erosion of the product in areas of increased wear. Whole products made on the basis of one composition of the Al 2 O 3 -C system are inferior in terms of resistance to composite products with an erosion-resistant layer.
Огнеупорное изделие для разливки металла должно обладать следующими свойствами: основная часть должна иметь низкую пористость, высокую коррозионную стойкость, достаточную механическую прочность, эрозионно-стойкая часть - высокую эрозионную стойкость, которая обеспечивается высокой механической прочностью и низкой пористостью.A refractory product for casting metal should have the following properties: the main part should have low porosity, high corrosion resistance, sufficient mechanical strength, erosion-resistant part - high erosion resistance, which is ensured by high mechanical strength and low porosity.
Известно составное огнеупорное изделие для разливки жидкого металла, состоящее из двух частей: основной на основе Al2О3-С (химический состав: Al2O3 - 52%, С - 20%, SiO3 - 13%) и эрозионно-стойкой части на основе MgO-С (MgO - 73%, С - 20%) (Fachberichte Huttenpraxis Metallweiterverarbeitung. Vol.23, N 4, 1985, c.256, табл.3).A composite refractory product for casting liquid metal is known, consisting of two parts: basic based on Al 2 O 3 -C (chemical composition: Al 2 O 3 - 52%, C - 20%, SiO 3 - 13%) and erosion resistant parts based on MgO-C (MgO - 73%, C - 20%) (Fachberichte Huttenpraxis Metallweiterverarbeitung. Vol. 23, No. 4, 1985, p. 256, Table 3).
Недостатком этого составного огнеупорного изделия является высокая пористость, низкая стойкость к окислению у тела изделия, а также невысокая эрозионная стойкость головной части.The disadvantage of this composite refractory product is the high porosity, low oxidation resistance of the product body, as well as the low erosion resistance of the head part.
Наиболее близким по совокупности признаков (прототипом) к предлагаемому является составное огнеупорное изделие для разливки металла, состоящее, по меньшей мере, из двух частей: основной и эрозионно-стойкой. Основная часть выполнена из шихты, содержащей следующие компоненты, мас.%: плавленый корунд фракции 1,0-0 мм 55-75, графит 15-28, кремний кристаллический фракции менее 0,088 мм 1-8, карбид кремния фракции менее 0,2 мм 1-6, боросиликатная стекольная фритта фракции менее 0,088 мм 1-6, фенольное порошкообразное связующее 2,5-4, жидкое органическое связующее (сверх 100%) 1-5. Кремний, карбид кремния и боросиликатная стекольная фритта являются антиокислительной добавкой. Шихта эрозионно-стойкой части содержит следующие компоненты, мас.%: плавленый периклаз фракцией 0,5-0 мм 65-80, графит 15-25, алюминий фракцией менее 0,5 мм и/или кремний кристаллический фракцией менее 0,088 мм 1-8, карбид кремния фракцией менее 0,2 мм 1-6, фенольное порошкообразное связующее 2,5-4, жидкое органическое связующее (сверх 100) 1-5 (Патент РФ №2226450, 06.08.2002, B/22 D 41/54)Closest to the totality of features (prototype) to the proposed is a composite refractory product for casting metal, consisting of at least two parts: the main and erosion-resistant. The main part is made of a mixture containing the following components, wt.%: Fused corundum fraction 1.0-0 mm 55-75, graphite 15-28, silicon crystalline fraction less than 0.088 mm 1-8, silicon carbide fraction less than 0.2 mm 1-6, borosilicate glass frit fractions of less than 0.088 mm 1-6, phenolic powder binder 2.5-4, liquid organic binder (in excess of 100%) 1-5. Silicon, silicon carbide, and borosilicate glass frit are antioxidant additives. The charge of the erosion-resistant part contains the following components, wt.%: Fused periclase fraction 0.5-0 mm 65-80, graphite 15-25, aluminum fraction less than 0.5 mm and / or silicon crystalline fraction less than 0.088 mm 1-8 , silicon carbide fraction less than 0.2 mm 1-6, phenolic powder binder 2.5-4, liquid organic binder (in excess of 100) 1-5 (RF Patent No. 2226450, 08/06/2002, B / 22 D 41/54)
Главным недостатком этого составного огнеупорного изделия, а также упомянутого аналога, является склонность к растрескиванию в процессе эксплуатации за счет разности в коэффициентах термического расширения материала основного и эрозионно-стойкого слоя, что приводит к аварийному прекращению процесса непрерывной разливки стали и, как следствие, большим экономическим потерям. Составное огнеупорное изделие, из-за содержания в материале основного слоя легкоплавкой боросиликатной фритты, проходит только низкотемпературную тепловую обработку (1150-1200°С), в ходе которой не удается выявить склонность изделий к растрескиванию по границе слоев. Используемые твердое и жидкое органические связующие относятся к группе фенолформальдегидных смол: связующее фенольное порошкообразное - смола новолачного типа, жидкий бакелит - смола резольного типа. При карбонизации эти смолы образуют очень прочный и жесткий углеродный каркас, неспособный противостоять изгибающим нагрузкам, возникающим при эксплуатации изделий, что также способствует их разрушению.The main disadvantage of this composite refractory product, as well as the aforementioned analogue, is the tendency to crack during operation due to the difference in the coefficients of thermal expansion of the material of the main and erosion-resistant layer, which leads to an emergency termination of the process of continuous casting of steel and, as a result, a large economic to losses. A composite refractory product, due to the content of the main layer of low-melting borosilicate frit in the material, undergoes only low-temperature heat treatment (1150-1200 ° C), during which it is not possible to identify the tendency of the products to crack along the layer boundary. Used solid and liquid organic binders belong to the group of phenol-formaldehyde resins: phenolic powder binder - novolac type resin, liquid bakelite - resole type resin. During carbonization, these resins form a very strong and rigid carbon frame, unable to withstand the bending loads that arise during the operation of products, which also contributes to their destruction.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение пористости и повышение стойкости к окислению материала для тела, повышение эрозионной стойкости головной части составного огнеупорного изделия и повышение устойчивости изделий к растрескиванию.The problem to which the invention is directed, is to reduce porosity and increase the oxidation resistance of the material for the body, increase the erosion resistance of the head of the composite refractory products and increase the resistance of the products to cracking.
Поставленная задача решается за счет того, что составное огнеупорное для разливки металла, состоящее, по меньшей мере, из двух частей: основной и эрозионно-стойкой, выполненных, в отличие от прототипа, из материала на основе Al2O3-C. Основная часть выполнена из шихты, содержащей следующие компоненты, мас.%: плавленый корунд фракции менее 1,0 мм 46,3-63,7; графит 15,7-21,6; кремний кристаллический фракции менее 0,088 мкм 4,6-7,8; карбид кремния фракции менее 0,2 мм 2,8-6,9; глина огнеупорная 1,9-5,9; связующее фенольное порошкообразное 2,7-4,6; жидкое органическое связующее 0,9-4,6; лигносульфонат технический 0,9-2,8. Шихта эрозионно-стойкой части дополнительно содержит огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: плавленый корунд фракции менее 1,0 мм 69,3-81,0; графит 4,8-7,9; кремний кристаллический фракции менее 0,088 мкм 4,8-7,9; глина огнеупорная 1,9-5,9; связующее фенольное порошкообразное 1,9-4,0; жидкое органическое связующее 1,0-5,0. Решение этой же задачи достигается с добавкой в шихту эрозионно-стойкой части реактивного глинозема и карбида кремния, при следующем соотношении компонентов, мас. %: плавленый корунд фракции менее 1,0 мм 61,8-69,3; графит 4,8-7,9; кремний кристаллический фракции менее 0,088 мкм 4,8-7,9; карбид кремния фракции менее 0,2 мм 4,8-7,9; глина огнеупорная 1,9-5,9; реактивный глинозем 2,9-4,0; связующее фенольное порошкообразное 1,9-4,0; жидкое органическое связующее 1,0-5,0.The problem is solved due to the fact that the composite refractory for casting metal, consisting of at least two parts: the main and erosion-resistant, made, in contrast to the prototype, from a material based on Al 2 O 3 -C. The main part is made of a mixture containing the following components, wt.%: Fused corundum fraction less than 1.0 mm 46.3-63.7; graphite 15.7-21.6; silicon crystalline fractions less than 0.088 microns 4.6-7.8; silicon carbide fractions less than 0.2 mm 2.8-6.9; refractory clay 1.9-5.9; binder phenolic powder 2.7-4.6; liquid organic binder 0.9-4.6; technical lignosulfonate 0.9-2.8. The charge of the erosion-resistant part additionally contains refractory clay in the following ratio of components, wt.%: Fused corundum fraction less than 1.0 mm 69.3-81.0; graphite 4.8-7.9; silicon crystalline fractions less than 0.088 microns 4.8-7.9; refractory clay 1.9-5.9; binder phenolic powder 1.9-4.0; liquid organic binder 1.0-5.0. The solution to this problem is achieved by adding to the mixture an erosion-resistant part of reactive alumina and silicon carbide, in the following ratio of components, wt. %: fused corundum fraction less than 1.0 mm 61.8-69.3; graphite 4.8-7.9; silicon crystalline fractions less than 0.088 microns 4.8-7.9; silicon carbide fractions less than 0.2 mm 4.8-7.9; refractory clay 1.9-5.9; reactive alumina 2.9-4.0; binder phenolic powder 1.9-4.0; liquid organic binder 1.0-5.0.
Вводимая в составы шихт основной и эрозионно-стойкой частей огнеупорная глина выполняет, при прессовании, роль дополнительного связующего, а при обжиге - антиокислительной добавки. Добавка лигносульфоната технического в шихту основной части повышает связующие свойства огнеупорной глины при прессовании, а при обжиге -за счет наличия в графите золы, содержащей низкоплавкие соединения натрия, калия и кальция, которые снижают ее температуру спекания.The refractory clay introduced into the blends of the main and erosion-resistant parts performs, when pressed, the role of an additional binder, and when fired, an antioxidant additive. The addition of technical lignosulfonate to the batch of the main part increases the binding properties of refractory clay during pressing, and during firing, due to the presence of ash in graphite containing low melting compounds of sodium, potassium and calcium, which reduce its sintering temperature.
Применение комбинированного органо-минерального связующего способствует образованию в изделиях двух взаимопроникающих матриц: углеродной и керамической, что приводит к повышению прочности материала при изгибе.The use of a combined organo-mineral binder promotes the formation of two interpenetrating matrices in products: carbon and ceramic, which leads to an increase in the bending strength of the material.
Добавка в шихту эрозионно-стойкой части реактивного глинозема - тонкодисперсного корунда со средним диаметром части около 2 мкм - снижает температуру начала образования муллита в связке, способствует повышению прочности, снижению пористости, за счет чего обеспечивается и высокая эрозионная стойкость. Введение в шихту карбида кремния - антиокислительной добавки повышает эрозионную стойкость, соответственно повышая прочность и снижая пористость изделия.The addition of the erosion-resistant part of reactive alumina to the charge — finely dispersed corundum with an average part diameter of about 2 μm — reduces the onset temperature of mullite formation in the binder, increases the strength, reduces porosity, and ensures high erosion resistance. Introduction to the mixture of silicon carbide - an antioxidant additive increases erosion resistance, respectively increasing strength and reducing porosity of the product.
Получается составное огнеупорное изделие, обладающее необходимым набором эксплуатационных свойств. Кроме того, по сравнению с прототипом, материал эрозионно-стойкой части заявляемого состава более совместим с материалом основной части изделия за счет сходства их составов (все они - материалы одной системы Al2O3-С).It turns out a composite refractory product with the necessary set of operational properties. In addition, compared with the prototype, the material of the erosion-resistant part of the claimed composition is more compatible with the material of the main part of the product due to the similarity of their compositions (all of them are materials of the same Al 2 O 3 -С system).
Процесс изготовления составного огнеупорного изделия реализуется следующим образом.The manufacturing process of a composite refractory product is implemented as follows.
Для изготовления составных огнеупорных изделий использовали следующие материалы: плавленый корунд фракции 1,0-0 мм по ТУ 2-036-0224450-022-90, графит марки ГТ-1 по ГОСТ 4596-75, кремний кристаллический марок КР-1, КР-2 по ГОСТ 5279-74 фракции менее 0,088 мм, карбид кремния марок 54С зернистостью 160-6 по ТУ 2-036-0220937-004-90, фракции менее 0,2 мм, СФП - фенольное порошкообразное связующее ТУ 6-0575-1768-35-94 марки СФП-012 А с содержанием свободного фенола менее 1%, глина огнеупорная Новорайского месторождения ДН-1 по ТУ 4322-7-00190503-061-96, реактивный глинозем производства ОАО «БКО», этилцеллозольв технический по ГОСТ 8313-88, уротропин технический марки С по ГОСТ 1381-73, спирт фурфуриловый технический. Все компоненты промышленного производства.The following materials were used for the manufacture of composite refractory products: fused corundum fractions of 1.0-0 mm according to TU 2-036-0224450-022-90, graphite grade GT-1 according to GOST 4596-75, crystalline silicon, grades KR-1, KR- 2 according to GOST 5279-74, fractions less than 0.088 mm, silicon carbide grades 54C with grain size 160-6 according to TU 2-036-0220937-004-90, fractions less than 0.2 mm, TFP - phenolic powder binder TU 6-0575-1768- 35-94 grade SFP-012 A with a free phenol content of less than 1%, refractory clay of the Novorayiskoye field DN-1 according to TU 4322-7-00190503-061-96, reactive alumina manufactured by BKO OJSC, ethyl cello technical solv according to GOST 8313-88, technical urotropin grade C according to GOST 1381-73, technical furfuryl alcohol. All components of industrial production.
Для изготовления основной части изделия готовят шихту следующего состава, мас.%:For the manufacture of the main part of the product, a mixture of the following composition is prepared, wt.%:
В таблице 1 представлены составы шихт и технические характеристики образцов для основной части составного изделия.Table 1 presents the composition of the charges and the technical characteristics of the samples for the main part of the composite product.
Для изготовления эрозионно-стойкой части изделия готовят шихту следующего состава, мас.%:For the manufacture of erosion-resistant parts of the product, a mixture of the following composition is prepared, wt.%:
С добавкой в эрозионно-стойкую часть изделия реактивного глинозема и карбида кремния шихту готовят следующего состава:With the addition of reactive alumina and silicon carbide to the erosion-resistant part of the product, the mixture is prepared as follows:
В таблице 2 представлены составы шихт и технические характеристики образцов для эрозионно-стойкой части составного изделия.Table 2 presents the compositions of the charges and the technical characteristics of the samples for the erosion-resistant part of the composite product.
Приготовленные раздельно шихты основной и эрозионно-стойкой части раздельно засыпали в прессформу, вибрировали, вакуумировали. Формование изделий осуществляли с переходным слоем, состоящим из масс составов для основной и эрозионно-стойкой частей, взятых в соотношении 1:1. Сырец составного огнеупорного изделия прессовали методом гидростатического формования при давлении не менее 90 МПа. Обжиг сырца производили в муфеле с коксовой засыпкой при температуре 1450°С.Separately prepared blends of the main and erosion-resistant parts were separately poured into the mold, vibrated, and evacuated. Products were formed with a transition layer consisting of masses of compositions for the main and erosion-resistant parts, taken in a 1: 1 ratio. Raw composite refractory products were extruded by hydrostatic molding at a pressure of at least 90 MPa. Raw roasting was carried out in a muffle with coke filling at a temperature of 1450 ° C.
Готовое составное огнеупорное изделие - стопор-моноблок используют для регулирования разливки металла на установках непрерывной разливки стали. Изделия успешно опробованы на крупнейших металлургических комбинатах России («Северсталь», Новолипецкий, Магнитогорский), обеспечив непрерывную разливку металла разного сортамента в течение 15 часов и в количестве до 1900 тонн через один ручей.The finished composite refractory product, the monoblock stopper, is used to control the casting of metal in continuous steel casting plants. The products were successfully tested at the largest metallurgical plants in Russia (Severstal, Novolipetsk, Magnitogorsk), providing continuous casting of metal of various grades for 15 hours and in the amount of up to 1900 tons through one stream.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005108252/02A RU2285581C1 (en) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Builtup refractory article |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005108252/02A RU2285581C1 (en) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Builtup refractory article |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2285581C1 true RU2285581C1 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=37437814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005108252/02A RU2285581C1 (en) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | Builtup refractory article |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285581C1 (en) |
-
2005
- 2005-03-23 RU RU2005108252/02A patent/RU2285581C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4830992A (en) | Carbon containing refractory | |
AU720837B2 (en) | Slagline sleeve for submerged entry nozzle and composition therefor | |
CN108218408A (en) | A kind of Al4SiC4With reference to Al2O3The preparation method of SiC ceramic matrix composite material | |
AU717909B2 (en) | Apparatus for discharging molten metal in a casting device and method of use | |
CN110642633B (en) | Carbon-free pouring nozzle of steel ladle and preparation method thereof | |
KR102061807B1 (en) | Magnesia-carbon basic castable for secondary refining furnace | |
CN103008638A (en) | Composite integral stopper and manufacture method thereof | |
CN112500130A (en) | Silicon-calcium-barium complex phase combined silicon carbide magnesia-carbon brick and manufacturing method thereof | |
RU2285581C1 (en) | Builtup refractory article | |
CN109928770B (en) | Preparation method of graphene refractory material for water gap | |
CN111943653B (en) | Environment-friendly anhydrous stemming for blast furnace taphole and preparation method thereof | |
JP6036796B2 (en) | Slide plate and manufacturing method thereof | |
CN114736007A (en) | Low-heat-conductivity high-performance aluminum-magnesia-carbon molten pool brick and preparation method thereof | |
KR100515188B1 (en) | High functional ZrO2 C refractory | |
KR20000006654A (en) | MgO-C BASED REFRACTORY | |
JP2021107086A (en) | Refractory for continuous casting nozzle | |
KR100613259B1 (en) | A zirconia-carbon refractory composition | |
RU2226450C1 (en) | Builtup refractory product | |
RU2335480C1 (en) | High-aluminous refractory | |
JP3383185B2 (en) | Nozzle for casting | |
KR20020052828A (en) | Refractory composition | |
CA2219930C (en) | Apparatus for discharging molten metal in a casting device and method of use | |
KR100256364B1 (en) | The manufacturing method for wear resistance material and same product | |
JPH11157927A (en) | Zirconia amorphous refractory | |
KR100567918B1 (en) | Dolomite Refractories Composition With Carbon |