RU2410349C1 - Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units - Google Patents
Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410349C1 RU2410349C1 RU2009134716/03A RU2009134716A RU2410349C1 RU 2410349 C1 RU2410349 C1 RU 2410349C1 RU 2009134716/03 A RU2009134716/03 A RU 2009134716/03A RU 2009134716 A RU2009134716 A RU 2009134716A RU 2410349 C1 RU2410349 C1 RU 2410349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluorine
- melting
- alumina
- potash
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении литого материала для футеровки тепловых агрегатов для работы с агрессивными средами, расплавами, преимущественно, для плавки цветных металлов.The invention relates to the field of building materials and can be used in the manufacture of cast material for lining thermal units for working with aggressive environments, melts, mainly for melting non-ferrous metals.
Из существующего уровня техники известен способ получения плавленолитого материала для футеровки тепловых агрегатов, включающий подготовку шихты путем смешения песка, магнезита, глины, глинозема и фторсодержащего компонента, плавление полученной шихты при 1500-1550°C, получение отливок, их отжиг и охлаждение (SU 649669, опубл. 03.03.1979).From the existing level of technology there is a known method for producing molten cast material for lining thermal units, including preparing a mixture by mixing sand, magnesite, clay, alumina and a fluorine-containing component, melting the resulting mixture at 1500-1550 ° C, producing castings, annealing them and cooling (SU 649669 publ. 03.03.1979).
Наиболее близким аналогом для заявленного изобретения является способ получения плавленолитого материала для футеровки тепловых агрегатов цветной металлургии, включающий подготовку шихты путем смешения измельченных на молотковой дробилке и бегунах до прохода через сито 2 мм порошкообразных кварцевого песка, металлургического магнезита, глинозема и кремнефторида калия, в количестве, обеспечивающем, например, содержание, г: кремнефторид калия 27, оксид алюминия 13, оксид магния 29, оксид кремния 36, плавление полученной шихты при температуре 1500-1600°C, заливку расплава в форму, выдержку 3-15 мин, извлечение отливки из формы, отжиг при температуре 750-800°C и охлаждение вместе с печью до температуры 150-200°C, затем - до нормальной температуры. (Сб. научных трудов и статей «Проблемы каменного литья», Малявин А.Г. Технологические режимы изготовления фасонных отливок из фторсиликатных расплавов, Киев, Наукова думка, 1975, вып.342 3).The closest analogue to the claimed invention is a method for producing fused-cast material for lining thermal units of non-ferrous metallurgy, including preparing the mixture by mixing powdered quartz sand, metallurgical magnesite, alumina and potassium silicofluoride, in an amount, crushed by a hammer mill and runners before passing through a sieve providing, for example, the content, g: potassium fluoride 27, alumina 13, magnesium oxide 29, silicon oxide 36, melting the resulting mixture at a temperature e 1500-1600 ° C, pouring the melt into the mold, exposure of 3-15 minutes demolding, annealing at a temperature of 750-800 ° C and cooling in the furnace to a temperature of 150-200 ° C, then - to normal temperature. (Collection of scientific works and articles "Problems of stone casting", Malyavin AG Technological modes of manufacturing shaped castings from fluorosilicate melts, Kiev, Naukova dumka, 1975, issue 342 3).
Недостатком известного способа является низкий предел температуры эксплуатации футеровки из полученного материала.The disadvantage of this method is the low temperature limit of the operation of the lining of the obtained material.
Техническим результатом изобретения является расширение диапазона температуры эксплуатации футеровки.The technical result of the invention is the expansion of the temperature range of the lining.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения плавленолитого материала для футеровки тепловых агрегатов цветной металлургии, включающем подготовку шихты путем смешения порошкообразных кварцевого песка, металлургического магнезита, глиноземсодержащего и фторсодержащего компонентов, плавление полученной шихты, заливку расплава в форму, выдержку, извлечение отливки из формы, отжиг и охлаждение, используют в качестве глиноземсодержащего компонента огнеупорную глину, в качестве фторсодержащего компонента - фторид алюминия или фторид магния, и дополнительно поташ, при следующем соотношении компонентов, мас,%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing fused-cast material for lining thermal units of non-ferrous metallurgy, which includes preparing the mixture by mixing powdered quartz sand, metallurgical magnesite, alumina-containing and fluorine-containing components, melting the resulting mixture, pouring the melt into the mold, holding, extracting the casting from forms, annealing and cooling, refractory clay is used as an alumina-containing component, f - as a fluorine-containing component aluminum toride or magnesium fluoride, and additionally potash, in the following ratio of components, wt.%:
осуществляют при подготовке шихты дополнительно окомкование с получением гранул диаметром 5-20 мм пластичной массы, полученной добавлением воды к смеси указанных компонентов, и сушку гранул, отжиг - при температуре 800-900°С, плавление - при температуре 1450-1500°С, охлаждение - со скоростью 35-45°С/час.during the preparation of the charge, additional pelletizing is carried out to obtain granules with a diameter of 5-20 mm of plastic mass obtained by adding water to the mixture of these components, and drying the granules, annealing at a temperature of 800-900 ° C, melting at a temperature of 1450-1500 ° C, cooling - at a speed of 35-45 ° C / hour.
Приготовление шихты включает следующие операции: дозировку компонентов - взвешивание, смешивание компонентов шихты, которое может производиться в закрытом смесителе, увлажнение с получением пластичной массы - производилось в бегунах закрытого типа, формирование окомкованной шихты с получением шариков - гранул с диаметром 5-20 мм и их сушку. Возможно использование бракованных изделий, литников и прибыли фторфлогопитового литья, для чего их измельчают в щековой дробилке и полученный продукт переплавляют вместе со свежей шихтой, добавляя его к последней простым перемешиванием с окомкованной шихтой. При этом содержание отходов фторфлогопитового литья составляет 10-20% по отношению к свежей окомкованной шихте. Порошковые материалы - поташ, песок, фторсодержащие составляющие смешивали с порошком каолина. В полученную смесь добавляли воду до получения пластичной массы, из которой выкатывали гранулы диаметром 5-20 мм, которые высушивали и в таком виде использовали для загрузки в тигельки во время плавки. Технология получения расплава из окомкованной шихты не отличается от технологии плавления порошковой шихты, но при этом исключается пыление и просыпание материала, а также визуально отмечена меньшая интенсивность улетучивания фтора, температура расплава фторфлогопита составляет 1450-1550°С. Заливку форм производят непрерывной струей при достижении температуры расплава 1430°-1450°С. В условиях плавки шихты в дуговой электропечи образование расплава происходит форсированно, длительность всей плавки весом 100-150 кг составляет около 1 часа. Поэтому потери фтора в реальных условиях плавки не высоки и формирование необходимого строения материала происходит стабильно. Снижению потерь фтора при использовании фтористого алюминия также способствует применение огнеупорной глины, которая позволяет окомковать шихтовую смесь. Проведенные контрольные опыты показали, что при тех же температурно-временных параметрах плавки, что и порошковой шихты, формирование слюдокристаллического материала в случае применения окомкованной шихты происходит более успешно. Кристаллиты в виде сферолитов образуются диаметром 5-10 мм. Литые образцы имеют зональное строение, состоящее из трех зон: корковой зоны, промежуточной зоны и внутренней зоны.The preparation of the mixture includes the following operations: dosage of the components — weighing, mixing the components of the mixture, which can be carried out in a closed mixer, moistening to obtain a plastic mass — was carried out in closed runners, the formation of a pelletized mixture with the formation of balls - granules with a diameter of 5-20 mm and their drying. It is possible to use defective products, sprues, and fluorophlogopite casting profits, for which they are crushed in a jaw crusher and the resulting product is melted together with a fresh charge, adding it to the last by simple mixing with a pelletized charge. In this case, the content of fluorophlogopite casting waste is 10-20% in relation to the fresh pelletized charge. Powder materials - potash, sand, fluorine-containing components were mixed with kaolin powder. Water was added to the resulting mixture until a plastic mass was obtained, from which granules with a diameter of 5-20 mm were rolled out, which were dried and used as such to be loaded into crucibles during melting. The technology for producing the melt from the pelletized charge does not differ from the technology for melting the powder mixture, but dusting and spilling of the material are excluded, and a lower rate of fluorine volatilization is visually noted, the temperature of the fluorophlogopite melt is 1450-1550 ° С. The molds are poured with a continuous stream when the melt temperature reaches 1430 ° -1450 ° C. Under the conditions of melting the charge in an electric arc furnace, the melt formation is forced, the duration of the entire melting weighing 100-150 kg is about 1 hour. Therefore, the fluorine loss under real melting conditions is not high and the formation of the required material structure is stable. The use of refractory clay, which allows pelletizing the charge mixture, also helps to reduce fluoride losses when using aluminum fluoride. Conducted control experiments showed that with the same temperature and time parameters of the melting as the powder mixture, the formation of mica-crystalline material in the case of using pelletized mixture is more successful. Crystallites in the form of spherulites are formed with a diameter of 5-10 mm. Cast samples have a zonal structure, consisting of three zones: the cortical zone, the intermediate zone and the inner zone.
Корковая зона имеет плотное мелкокристаллическое строение, промежуточная -слагается вытянутыми столбчатыми кристаллами слюды, а внутренняя состоит из равноосных кристаллитов. Цвет синтезированного материала желтоватый. В случае применения металлургического магнезитового порошка, содержащего примеси железа и других элементов, плавленолитой материал получается более темного черновато-серого цвета, однако и в этом случае он представлен в основном кристаллами фторфлогопита. Рентгенофазовый анализ образцов синтезированных материалов показал, что они слагаются в основном минеральной фазой, соответствующей показателям для калиевого фторфлогопита.The cortical zone has a dense fine-crystalline structure, the intermediate one is composed of elongated columnar mica crystals, and the inner one consists of equiaxed crystallites. The color of the synthesized material is yellowish. In the case of the use of metallurgical magnesite powder containing impurities of iron and other elements, the fused-cast material is obtained a darker blackish-gray color, however, in this case, it is mainly represented by fluorophlogopite crystals. X-ray phase analysis of the samples of synthesized materials showed that they are composed mainly of the mineral phase, corresponding to the indices for potassium fluorophlogopite.
Использование фтористого магния, который является более термически прочным соединением в сравнении с фтористым алюминием, обеспечивает при плавке шихты с фтористым магнием снижение потерь фтора и, следовательно, эта шихта является более экологически чистой.The use of magnesium fluoride, which is a more thermally stable compound in comparison with aluminum fluoride, provides a decrease in fluorine losses during melting of a charge with magnesium fluoride and, therefore, this charge is more environmentally friendly.
Использование окомкованной прокаленной (подвергнутой сушке) шихты создает предпосылки для изменения традиционной технологии приготовления шихты и процесса получения расплава в дуговой печи. При этом обеспечивается улучшение экологических условий производства фторфлогопитового литья за счет исключения пыления шихты во время загрузки в плавильную печь и в процессе плавки, а также за счет уменьшения потерь фтора при формировании расплава.The use of pelletized calcined (dried) mixture creates the prerequisites for changing the traditional technology of preparation of the mixture and the process of obtaining the melt in an arc furnace. This improves environmental conditions for the production of fluorophlogopite castings by eliminating the dusting of the charge during loading into the smelting furnace and during the smelting process, as well as by reducing fluorine losses during melt formation.
Для отливки рекомендуется применять песочно-глинистые разовые формы с просушенной, подогретой поверхностью, графитовые и металлические постоянные формы, подогретые до заданной температуры - 200-500°С. Целесообразно также использование литейных форм и стержней из жидконаливных самотвердеющих формовочных смесей на основе кварцевого песка и натриевого жидкого стекла, которые широко применяются в литейном производстве металлов и сплавов, а также при изготовлении фасонного бакорового литья.For casting, it is recommended to use sand-clay one-time molds with a dried, heated surface, graphite and metal permanent molds, heated to a predetermined temperature of 200-500 ° C. It is also advisable to use foundry molds and cores from liquid-filled self-hardening molding mixtures based on quartz sand and sodium liquid glass, which are widely used in foundry production of metals and alloys, as well as in the manufacture of shaped castor casting.
Определяли основные технические показатели синтезированных слюдокристаллических материалов.The main technical indicators of the synthesized mica crystals were determined.
К таким показателям следует отнести: плотность материалов, прочность на сжатие, термический коэффициент линейного расширения, термостойкость, выраженную в количестве термоударов (теплосмен) до появления трещин при охлаждении образцов от температуры 900°С и последующего охлаждения в проточной воде с температурой 20°С, температуру плавления.These indicators include: density of materials, compressive strength, thermal coefficient of linear expansion, heat resistance, expressed in the number of thermal shocks (heat exchange) until cracks appear when samples are cooled from a temperature of 900 ° C and subsequent cooling in running water with a temperature of 20 ° C, melting point.
Плотность материалов определяли по стандартной методике на образцах размером (10×10×10) мм. Плотность слюдокристаллических материалов составила для калиевого фторфлогопита, в зависимости от вида сырьевых материалов - (2,65-2,85) г/м3.The density of the materials was determined by the standard method on samples of size (10 × 10 × 10) mm. The density of mica crystals for potassium fluorophlogopite, depending on the type of raw materials, was (2.65-2.85) g / m 3 .
Прочность на сжатие определяли на кубиках с величиной ребра 5 мм. Образцы перед испытаниями шлифовали для обеспечения параллельности опорных граней. Прочность на сжатие составила 80-100 МПа.The compressive strength was determined on cubes with a rib value of 5 mm. Samples were ground before testing to ensure parallel support faces. The compressive strength was 80-100 MPa.
Термический коэффициент линейного расширения составил для разных материалов (11-11,5)·10-7 град-1 в пределах температур от 0°С до 1000°С, т.е. в указанном температурном интервале увеличение линейных размеров составит 0,1%.The thermal coefficient of linear expansion for different materials was (11-11.5) · 10 -7 deg -1 within the temperature range from 0 ° C to 1000 ° C, i.e. in the indicated temperature range the increase in linear dimensions will be 0.1%.
Термостойкость материалов испытывали на кубиках с ребрами 12 мм при циклическом нагреве до 900°С и резким охлаждении в холодной воде. Кубики материала после охлаждения в воде высушивали и помещали в печь для повторного нагрева, где выдерживали при 900°С в течение 15 мин для полного прогрева, а затем сбрасывали в воду. Образцы всех плавленолитых слюдокристаллических материалов выдерживали более 200 термоциклов и не разрушились из-за появления или образования трещин.The heat resistance of the materials was tested on cubes with 12 mm ribs during cyclic heating to 900 ° C and rapid cooling in cold water. The cubes of the material, after cooling in water, were dried and placed in a furnace for reheating, where they were kept at 900 ° С for 15 min for complete heating, and then dumped into water. Samples of all fused-cast mica crystals withstood more than 200 thermal cycles and did not collapse due to the appearance or formation of cracks.
Температуру плавления определяли на образцах в виде пластинок размером 20×20×5 мм, которые размещали на подложке из огнеупорного материала и нагревали до тех пор, пока не было отмечено размягчение и оплавление образцов, температура плавления натриевого фторфлогопита составила около 1200°С, а калиевого фторфлогопита, синтезированного с применением фтористого магния или фтористого алюминия, превысила 1380°С.The melting temperature was determined on samples in the form of plates 20 × 20 × 5 mm in size, which were placed on a substrate of refractory material and heated until softening and melting of the samples were noted, the melting point of sodium fluorophlogopite was about 1200 ° C, and potassium fluorophlogopite synthesized using magnesium fluoride or aluminum fluoride exceeded 1380 ° C.
Составы шихты и результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2The composition of the mixture and the test results are shown in tables 1 and 2
Claims (1)
осуществляют при подготовке шихты дополнительно окомкование с получением гранул диаметром 5-20 мм пластичной массы, полученной добавлением воды к смеси указанных компонентов, и сушку гранул, отжиг при температуре 800-900°С, плавление при температуре 1450-1500°С, охлаждение со скоростью 35-45°С/ч. A method of producing a molten cast material for lining thermal units of non-ferrous metallurgy, including preparing a mixture by mixing powdered quartz sand, metallurgical magnesite, alumina and fluorine-containing components, melting the resulting mixture, pouring the melt into the mold, holding, extracting the cast from the mold, annealing and cooling, characterized in that use refractory clay as an alumina-containing component, aluminum fluoride or magnesium fluoride as a fluorine-containing component, and additional potash in the following ratio of components, wt.%:
during the preparation of the charge, additional pelletizing is carried out to obtain granules with a diameter of 5-20 mm of plastic mass obtained by adding water to the mixture of these components, and drying the granules, annealing at a temperature of 800-900 ° C, melting at a temperature of 1450-1500 ° C, cooling at a speed 35-45 ° C / h.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009134716/03A RU2410349C1 (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009134716/03A RU2410349C1 (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2410349C1 true RU2410349C1 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009134716/03A RU2410349C1 (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410349C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2559964C1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-08-20 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Fluoroflogopite-based mica crystal material and method of its production |
RU2564350C1 (en) * | 2014-08-19 | 2015-09-27 | Валентин Николаевич Терехов | Charge composition of production of mica |
RU2574642C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for obtaining fused-cast potassium fluorophlogopite |
-
2009
- 2009-09-17 RU RU2009134716/03A patent/RU2410349C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАЛЯВИН А.Г. Технологические режимы изготовления фасонных отливок из фторсиликатных расплавов.//Сборник научных трудов и статей «Проблемы каменного литья». - Киев: Наукова думка, 1975. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2559964C1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-08-20 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Fluoroflogopite-based mica crystal material and method of its production |
RU2564350C1 (en) * | 2014-08-19 | 2015-09-27 | Валентин Николаевич Терехов | Charge composition of production of mica |
RU2574642C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for obtaining fused-cast potassium fluorophlogopite |
WO2016108725A1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for producing melt-cast potassium fluorine-phlogopite |
CN107207368A (en) * | 2014-12-29 | 2017-09-26 | 俄铝工程技术中心有限责任公司 | The method for producing founding potassium fluorophlogopite |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105174974B (en) | Alumina fused cast refractory and method for producing same | |
RU2410349C1 (en) | Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units | |
CN102241520B (en) | Method for melting and casting alpha alumina product | |
CN106673672B (en) | Composition for preparing aluminum water flow groove, aluminum water flow groove and preparation method thereof | |
RU2559964C1 (en) | Fluoroflogopite-based mica crystal material and method of its production | |
KR100749368B1 (en) | A manufacturing method of basalt tile with melt die-casting | |
JP2011025310A (en) | Spherical refractory particle, casting sand composed thereof and mold obtained using the same | |
US20180002186A1 (en) | Method for producing melt-cast potassium fluorinephlogopite | |
CN101786890A (en) | Method for producing electro-fused zirconia-corundum ramming material by utilizing waste bricks of glass kiln | |
JP4394080B2 (en) | Zirconia refractories | |
CN106431429A (en) | Castables capable of resisting aluminum liquid permeation and preparation method thereof | |
TWI613178B (en) | Method for manufacturing solidified slag, solidified slag, method for manufacturing coarse aggregate for concrete, and coarse aggregate for concrete | |
BR112015002324B1 (en) | method for processing steel slag to produce a hydraulic mineral binder and for recovering iron | |
JPH0379305B2 (en) | ||
US2247318A (en) | Method of casting refractory blocks | |
JPS58130157A (en) | Manufacture of anti-spalling refractory aggregate | |
RU2764842C1 (en) | Method for producing crystal micro material based on fluorine floorite | |
US3662058A (en) | Utilization of molten slag from metallurgical furnace in manufacture of fused cast refractory shapes | |
CN102699286A (en) | Casting method of iron casting | |
JP7513380B2 (en) | Runner bricks for steel ingot casting | |
RU2172727C2 (en) | Method of preparing ceramic backing refractories | |
RU2360873C2 (en) | Composition for production of pyroceramic composite tiling material and method for its production | |
SU996064A1 (en) | Method of producing castings in non-detachable ceramic moulds with use of investment patterns | |
SU718428A1 (en) | Charge for producing electrically fused refractory materials | |
RU2525890C1 (en) | Production of ceramic crucibles for aluminothermal casting of foundry alloys of vanadium and/or molybdenum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110918 |