SU1015223A1 - Огнеупорна футеровка плавильной печи и способ ее изготовлени - Google Patents

Abstract

1. Огнеупорна  футеровка плавильной .печи, содержаща  кладку из огнеупорного кирпича с теплоизол ционной засыпкой между сло ми и покрытие на основе окиси алюмини  на огневой поверхности кладки, отличающа с  тем, что, с целью повышени  срока службы за счет увеличени  термостойкости покрыти , последнее дополнительно содержит у-окись алюмини  при следующем соотношении компонентов, об. %: у-Окись алюмини 20-50 л -Окись алюмини 50-80 и выполнено многослойным с пористостью, измен ющейс  от нул  в поверхностном слое до 60-70% в переходном слое. 2. Способ изготовлени  огнеупорной футеровки плавильной печи, включающий послойную кладку, заполнение зазоров между сло ми теплоизол ционной засыпки, сущку кладки, приготовление суспензии из rt-окиси алюмини , нанёсенение ее на огневую поверхность с последующей сушкой и совместный обжиг кладки и полученного покрыти , отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы футеровки за счет увеличени  термостойкости покрыти , при приготовлении суспензии в нее ввод т азотнокислый алюминий, суспензию дл  нанесени  первых слоев покрыти  аэрируют и используют дл  ее приготовлени  Х-окись алюмини  в виде конгломератов, а суспензию дл  нанесени  лицевого сло  вакуумируют и используют дл  ее приготовлени  ot -окись алюмини  с размером частиц менее 2 мкм, при обжиге нагрев футеровки до 500-600°С осуществл ют со скоростью 50- 60°С/ч, дальнейщий нагрев до 1100-1200°С- со скоростью 100-500°С/ч и выдерживают при этой температуре в течение 2-3 сут. сл 1чЭ tsD СО

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к -устройствам плавильных печей , а также к способам изготовлени  футеровки , и может быть использовано при плавке алюмини  и его сплавов, черных металлов . Известна футеровка печи дл  выплавки алюмини , состо ща  из шамотного кирпича и облицованна  высокоглиноземистым кирпичом. Недостатками данной футеровки  вл ютс  малый срок службы и загр знение расплава. Это объ сн етс  тем, что высокоглиноземистый кирпич, которым облицована огнева  поверхность футеровки,  вл етс  пористым, что вызывает фильтрацию в него расплава, разбухание и разрущение футеровки. Этот кирпич, кроме окиси алюмини , не взаимодействующей с расплавом , содержит также другие окислы, такие как двуокись кремни , окись железа , которые раствор ютс  в расплаве, загр зн   его. Способ изготовлени  данной футеровки предусматривает Выполнение кладки из щамотного кирпича на глинисто-щамотном растворе и облицовку высокоглиноземистым кирпичом также на этом растворе, сущку и обжиг 1. К недостаткам этого способа относитс  то, что он не позвол ет нанести на футеровку барьерный слой, не взаимодействующий с расплавом, в результате чего срок службы футеровки невелик, а расплав загр зн етс  компонентами футеровки. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  огнеупорна  футеровка плавильной печи, содержаща  кладку из огнеупорного кирпича с теплоизол ционной засыпкой между сло ми и покрытие на основе окиси алюмини  на огневой поверхности кладки. Недостаток известной футеровки - низка  термостойкость покрыти , обусловленна  его незначительной пористостью. Термостойкость покрыти  в данном случае определ ет срок службы футеровки, который также невелик. Способ изготовлени  известной огнеупорной футеровки включает выполнение послойной кладки, заполнение зазоров между сло ми теплоизол ционной засыпкой, сушку кладки, приготовление суспензии изо(-окиси алюмини , нанесение ее на огневую поверхность с последующей сушкой и совместный обжиг кладки и полученного покрыти  2. К недостатками известного способа относ тс  малый срок службы получаемой футеровки , а также необходимость в создании высоких температур дл  обжига (около 1500°С). Цель изобретени  - повышение срока службы футеровки за счет увеличени  термостойкости покрыти , а также упрощение процесса за счет снижени  температуры обжига . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в огнеупорной футеровке плавильной печи, содержащей кладку из огнеупорного кирпича с теплоизол ционной засыпкой между сло ми и покрыти  на основе сл-окиси алюмини  на огневой поверхности кладки, покрытие дополнительно содержит -у -окись алюмини  при следующем соотношении компонентов , об. %: Y -Окись алюмини 20-50 сА-Окись алюмини 50 -80 и выполнено многослойным с пористостью. измен ющейс  от нул  в поверхностном с.чое дд go-70% в переходном слое. Поставленна  цель достилаетс  тем, что согласно способу изготовлени  огнеупорной футеровки плавильной печи, включающему выполнение послойной кладки, заполнение зазоров между сло .ми теплоизол ционной засыпки, сушку кладки, приготовление суспензии из ос-окиси алюмини , нанесение ее на огневую поверхность с последующей сушкой и совместный обжиг кладки и полученного покрыти , при приготовлении суспензии в нее ввод т азотнокислый алюмиНИИ , суспензию дл  нанесени  первых слоев покрыти  аэрируют и используют дл  ее приготовлени  о -окись алюмини  в виде конгломератов, а суспензию дл  нанесени  лицевого сло  вакуумируют и используют дл  ее приготовлени  rt-окись алюмини  с размером частиц менее 2 .мкм, при обжиге нагрев футеровки до 500-600°С осуществл ют со скоростью 50-60°С/ч, дальнейший нагрев до 1100-1200°С - со скоростью 100-500°С/ч, и выдерживают при этой температуре в течение 2-3 сут. Наличие в покрытии Y-окиси алюмини  в количестве 20-50 об. % приводит к образованию каркаса из у -окиси алюмини . св зывающего частицы А-окиси алюмини . и тем самым повышает прочность покрыти . Многослойность покрыти , а также беспористость лицевого сло  и пористость, составл юща  60-70% внутреннего сло , более чем в 100 раз повышает термостойкость покрыти  и тем самым срок службы футеровки в целом. Кроме того, беспористость лицевого сло  преп тствует фильтрации расплава через покрытие в футеровку и взаимодействие ее с расплавом. Дл  получени  у-окиси алюмини  в покрытии используют азотнокислый алюминий , добавл емый в суспензию. Азотнокислый алюминий служит св зкой в сыром (необожженном) покрытии и улучшает адгезию его в кладке. Дл  придани  необ.ходимой | со- стости покрытию суспензию дл  нанесени  первых слоев покрыти  аэрируют. Дл  згой же це ли используютс -окись алюмини  в виде конгломератов . Использование дл  приготовлени  суспензии дл  нанесе и  лицевого сло  покрыти  оС-окиси алюмини  с размером частиц менее 2 мкм, что достигаетс  тщательным размолом и прокалкой, а также вакуумирование суспензии обеспечивают получение беспористого покрыти . Нагрев футеровки до 500-600°С со скоростью 50-бО°С/ч обеспечивает удаление воды и разложение азотнокислого алюмини , а также предупреждает растрескивание покрыти . Дальнейший нагрев до 1100-1200°С со скоростью 100-500°С/ч и выдержка при этой температуре обеспечивают переход аморфной окиси алюмини  в кристаллическую у-окись и спекание покрыти . Способ изготовлени  огнеупорной футеровки осуществл ют следующим образом. Из шамотного кирпича на глинисто-щамотном растворе выполн ют послойную кладку стен и пода печи с заполнением зазоров теплоизол ционной засыпкой, например шамотной крошкой. Дл  нанесени  покрыти  приготавливают суспензию, использу  порошок А-ОКИси алюмини , дистиллированную воду и азотнокислый алюминий, причем суспензию дл  нанесени  первых слоев аэрируют любым известным методом и примен ют дл  ее приготовлени  сл-окись алюмини  в виде конгломератов, а суспензию дл  нанесени  лицевого сло  вакуумируют и используют тщательно размолотую и обожженную с -окись алюмини  с размером частиц менее 2 мкм. Суспензию нанос т на огневую поверхность предварительно высушенной кладки любым известным методом, например намазыванием или с помощью пульверизатора. Дл  нанесени  лицевого сло  лучше использовать пульверизатор, так как это облегчает обеспечение его сплошности. Перед нанесением следующего сло  покрытие сушат при 100-150°С. После нанесени  лицевого слои футеровку с покрытием сушат в течение 1 - 2 сут, а обжиг осуществл ют по режиму, включающему нагрев, например, газовыми горелками, до 500-600°С со скоростью 50- 60°С/ч; нагрев до ПОО--1200°С со скоростью 100-500°С/ч и выдержку при этой температуре в течение 2-3 сут. Пример 1. Футеровка состоит из многослойной кладки, выполненной только из шамотного кирпича с засыпкой из шамота (порошка), введенного между сло ми дл  улучшени  теплоизол ции. Кладку кла дут на шамотно-глинистом растворе. На рабочей поверхности (своде, поде и др.) печи нанесено многослойное барьерное огнеупорное покрытие с пористостью до нул  в сторону контактной с расплавом поверхности , состо щее из тонкодисперсной смесил- и у-окиси алюмини  толщиной от нескольких микрон до нескольких миллиметров (от 3-5 мкм до 3 мм) с содержанием 20-50 об. /оу-окиси алюмини  и 50- 80 об. /о «Х-окиси алюмини  с пористостью от О до 60-700/0. Лицевой, близкий к нулевой пористости слой, контактирующий с расплавом .закрывает поры покрыти  (многослойного ), поры шамотного кирпича и преп тствует попаданию паров воды из футеровки в расплав, диффузии алюмини  в сторону футеровки, предотвращает взаимодействие расплава с материалом футеровки. Пористые слои покрыти  служат каркасомносителем более плотных и плотного слоев покрыти . Толщина беспористого покрыти  3-20 мкм, пористого 100 мкм. Пористость покрыти  придает ему значительную термостойкость, сравнимую с термостойкостью шамотного кирпича (термические напр жени  реллансируют в поры). Барьерное покрытие устран ет образование настылей. Срок службы печей увеличиваетс  в 1,5-2 раза, значительно экономитс  сплав. Пример 2. Покрь1тие изготавливают следующим способом. На свежеуложенную просохщую, например, в течение 10-12 ч кладку из шамотного кирпича на глинистошамотном растворе нанос т покрытие из суспензии, состо щей из дистиллированной воды, обожженного при 1050°С, мелкодисперсного (40 мк.м) порошка глинозема а(. -окиси алюмини  () и азотнокислого алюмини , в два или больше слоев. Слои нанос т таким образом, чтобЕ 1 пористость убывала от футеровки к расплаву до нул . Первые слои нанос тс  из суспензии (пасты ), насыщенной воздушными пузырьками дл  создани  дополнительной пористости. С этой целью суспензию (пасту) принудительно насыщают воздухом путем продувки . Така  цель достигаетс  (что экономически более выгодно) применением дл  изготовлени  суспензии (пасты) непросушенного с неразрушенными конгломератами порошка л-окиси алюмини , а также заливкой воды Б азотнокислый алюминий, что тоже образует воздушные пузырьки. Содержание составлющих (дистиллированна  вода , азотнокислый алюминий и порошок глинозема ГК) выбирают из расчета на спеченное состо ние (1100-1200°С) Y-ОКИСИ алюмини  20-50% и оС-окиси алюмини  50-80% и из условий текучести суспензии. Пор док приготовлени  суспензии (пасты ) - произвольный: раствор ют в дистиллированной воде азотнокислый алюминий, а затем в раствор засыпают порошок ХгОкиси- алюмини  (предпочтительный вариант), засыпают в дистиллированную воду порошок rt-окиси алюмини , а затем добавл ют азотнокислый алюминий и т. п.

Суспензию используют сразу же после приготовлени , чтобы из нее- не вышли воздушные пузырьки.

Нанос т слой покрыти  известными способами (кистью мал рной, пульверизатором и т. п.), каждый последующий слой нанос т после сушки предыдущего.

Разнопористость в сло х достигаетс  особым ведением технологического процесса, изменением в суспензии (пасте) воздушных .пузырьков, растиранием пороожа л-окисл алюмини , тщательностью вымешивани , вакуумированием.

Лицевой слой, прилегающий к расплаву, нанос т из суспензии, приготовленной стандартными , перечисленными выше приемами: при тщательной сушке, растирании порошка глинозема (л- окиси алюмини ), тшательном вымешивании и вакуумировании суспензии и т. л.

Лицевой слой лучше наносить пульверизатором , использу  порошок с размером частиц меньше 2 мм, что обеспечивает его равномерность. Каждый последующий слой необходимо наносить после просыхани  предыдущего . Сушку можно проводить при 100-150°С с применением гор чего воздуха и др. газов и т. д..

Футеровку с нанесенным на нее многослойным сырым покрытием подвергают дальнейшей совместной сушке в течение 1-2 сут и совместному обжигу в течение 2-3 сут.

Обжиг футеровки с покрытием осуществл ют по двухступенчатому нагреву: сначала нагревают газовыми горелками до 500- 600°С со скоростью 50-бО°С/ч, а затем нагревают от 500-600°С до 1100-1200°С со скоростью 100-500°С/ч. В процессе обжига азотнокислый алюминий разлагаетс  с образованием у-окиси алюмини , покрыва  частицы А-окиси алюмини  тонким слоем 0,1 - 1 мкм и больше толщиной (у-окись алюмини  св зывает частицы л-окиси алюмини  в одно целое).

Claims (2)

1. Огнеупорная футеровка плавильной .печи, содержащая кладку из огнеупорного кирпича с теплоизоляционной засыпкой между слоями и покрытие на основе окиси алюминия на огневой поверхности кладки, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы за счет увеличения термостойкости покрытия, последнее дополнительно содержит у-окись алюминия при следующем соотношении компонентов, об. %:

у-Окись алюминия 20-50 л -Окись алюминия 50—80 и выполнено многослойным с пористостью, изменяющейся от нуля в поверхностном слое до 60—70% в переходном слое.

2. Способ изготовления огнеупорной футеровки плавильной печи, включающий послойную кладку, заполнение зазоров между слоями теплоизоляционной засыпки, сушку кладки, приготовление суспензии из л-окиси алюминия, нанёсенение ее на огневую поверхность с последующей сушкой и совместный обжиг кладки и полученного покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы футеровки за счет увеличения термостойкости покрытия, при приготовлении суспензии в нее вводят азотнокислый алюминий, суспензию для нанесения первых слоев покрытия аэрируют и используют для ее приготовления <Х-окись алюминия в виде конгломератов, а суспензию для нанесения лицевого слоя вакуумируют и используют для ее приготовления οί -окись алюминия с размером частиц менее 2 мкм, при обжиге нагрев футеровки до 500—600°С осуществляют со скоростью 50— 60°С/ч, дальнейший нагрев до 1100—1200°С~ со скоростью 100—500°С/ч и выдерживают при этой температуре в течение 2—3 сут.