SU1308596A1

SU1308596A1 - Refractory body for manufacturing steel pouring-pit refractories without roasting

Info

Publication number: SU1308596A1
Application number: SU864050725A
Authority: SU
Inventors: Леонид Дмитриевич Пилипчатин; Светлана Алексеевна Деревянко; Виктор Иосифович Коздоба; Нина Федоровна Саврасова; Александр Степанович Луценко; Людмила Васильевна Осинняя; Владимир Борисович Кабацкий
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1987-05-07

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к огнеупорным материалам дл изготовлени сталераз- ливочного припаса, например сифонной трубки. Целью данного изобретени вл етс повышение огнеупорности, предела прочности при сжатии, метал- лостойкости и кажущейс плотности при сохранении открытой пористости огнеупорных изделий, предназначенных дл разливки стали. Огнеупорна масса дл изготовлени безобжигового стале- разливочного припаса включает, мас.%: комплексна св зка на основе кислотных отходов 4,0-8,5; огнеупорна глина 18-20; магнезитсодержащий порошок с содержанием 80-95% MgO фракции 0,9 мм 0,2-1,0; титаноглиноземистый -шпак 50-62; шамот остальное. 3 табл. I сл 00 о 00 сл со о:The invention relates to ferrous metallurgy, namely, refractory materials for the manufacture of steel-foundry supplies, such as a siphon tube. The purpose of this invention is to increase the refractoriness, compressive strength, metal resistance and apparent density while maintaining the open porosity of refractory products intended for steel casting. The refractory mass for the manufacture of unburned steel-casting supplies includes, in wt.%: Complex binder based on acidic wastes 4.0-8.5; refractory clay 18-20; magnesite-containing powder with a content of 80-95% MgO fraction of 0.9 mm 0.2-1.0; titanium-alumina shpak 50-62; chamotte rest. 3 tab. I cl 00 about 00 cl with about:

Description

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к огнеупорным материалам дл изготовлени сталераз- ливочного припаса, например сифонной трубки.The invention relates to ferrous metallurgy, namely, refractory materials for the manufacture of steel-foundry supplies, such as a siphon tube.

Целью изобретени вл етс повьше- ние огнеупорности, предела прочности при сжатии металлоемкости и кажущейс плотности при сохранении открытой пористости.The aim of the invention is to increase the refractoriness, the compressive strength of the metal and the apparent density while maintaining open porosity.

В предлагаемьы состав магнезит- содержащий порошок ввод т с целью ускорени образовани первичных Al(),, и вторичных ), алюмофосфатов, которые образуютс при взаимодействии (наход щегос в составе шамота и титаноглино- земистого шлака) с комплексной св зкой , iIn the proposed composition, magnesite-containing powder is introduced in order to accelerate the formation of primary Al (), and secondary) aluminophosphates, which are formed during the interaction (which is in the composition of fireclay and titanium-clayey slag) with a complex bond, i

Комплексна св зка представл ет собой св зующее на основе кислотных отходов и сульфитно-глинистого шликера в соотношении 1:1. Кислотные отходы , используемые после электрополировки труб из нержавеющих сталей, содержатS мас.%: . 51,9; H,j,SO 21,6; ионы Fe - и 1,52; ионыThe complex binder is a binder based on acidic wastes and sulphite clay slurry in a 1: 1 ratio. Acid wastes used after electropolishing of stainless steel pipes contain S wt.%:. 51.9; H, j, SO 21.6; Fe ions - and 1.52; ions

ионы 1,5j Н,,0 оста чьСг ное 1,5j ions Н ,, 0 remaining

Комплексна св зкаj содержаща Complex link containing

Н,РО,,H, RO ,,

и глинистый шликер, обладает хорошими адгезионными свойствами и при обволакивании пленкой зерен шамота и титаноглиноземистого шлака улушает контакт с мелкими частицами массы, способству увеличению механической прочности и плотности изделий. Кроме того, комплексна св зка активно взаимодействует с ком понентами титаноглиноземистого шлаКа and clay slurry, has good adhesion properties and when wrapping film of chamotte grains and titanium-alumina slag with a film, it improves contact with small particles of the mass, contributing to an increase in mechanical strength and density of products. In addition, the complex bond actively interacts with the components of the titanium – alumina slag.

и с магнезитсодержащим порошком, оказыва при этом положительное вли ние.and with a magnesite-containing powder, with a positive effect.

Введение комплексной св зки менее 4,0 мас,% не обеспечивает необходимой пластичности массы ввиду недостаточности смачивани поверхности зерен материала массы, а более 8,5 мас,% приводит к перепрессовке изделий и повьппению открытой пористости, что способствует снижению металлоемкостиThe introduction of a complex binder less than 4.0 wt.% Does not provide the necessary plasticity of the mass due to insufficient wetting of the surface of the grains of the material mass, and more than 8.5 wt.% Leads to repressing of the products and opening porosity, which reduces the metal consumption

В качестве титаноглиноземистого шлака используют отходы производства ферротитана, имеющие следуюищй химический состав, мас,%: А. 62,4- 67,0; TiO 15,0-20,0; СаО 8,0-10,0; .SiOj 6, 0,6-1,0.As titanium-alumina slag using waste production of ferrotitanium, having the following chemical composition, wt.%: A. 62,4 - 67,0; TiO 15.0-20.0; CaO 8.0-10.0; .SiOj 6, 0.6-1.0.

Титаноглиноземистый шлак ввод т в состав предлагаемой массы как отощи- тель, придающий последней более высокую огнеупорность, так как в составе этого шлака находитс более 60 мас.% , в то врем как в шамоте, который в основном используетс как ото- щитель при изготовлении сталеразли- вочного припаса, находитс в сего 32-38 мае Д. Титаноглиноземистый шлак представл ет собой зерна плавленного материала, имеющего повышенную по сравнению с шамотом кажущуюс плотность и низкое водопоглощение, равное 1-2%. Таким образом, титано- глиноземистый шлак, облада высокой плотностью и огнеупорностью, придает издели м повышенную металлостойкость. В составе титаноглиноземистого шлака находитс |.-20 мас.% TiOj, что обеспечивает хорошую спекаемость рабочего сло при разливке стали, повышал прочность изделий и их эрозионную устойчивость . Зерновой состав титаноглиноземистого шлака фракции 3-0 мм выби- рают исход из прин того зернового состава шамота, используемого в известных технологических схемах по производству шамотных сталеразливоч- ных изделий.The titanium-alumina slag is introduced into the composition of the proposed mass as an clarifier, which gives the latter a higher refractoriness, since this slag contains more than 60 wt.%, While in the chamotte, which is mainly used as a detergent in the manufacture of steel —Valan supply is in this 32-38 May D. Titanium alumina slag is a grain of the melted material, which has an apparent density compared to chamotte and a low water absorption equal to 1-2%. Thus, titanium-alumina slag, having a high density and refractoriness, gives the product improved metal resistance. In the composition of titanium-alumina slag is |.-20 wt.% TiOj, which provides good sintering of the working layer when casting steel, increased the strength of products and their erosion resistance. The grain composition of titanium – alumina slag of a 3–0 mm fraction is chosen based on the chamotte grain composition used in the known technological schemes for the production of chamotte steel-casting products.

При введении в состав массы титаноглиноземистого ишака менее 50 мас„% незначительно повышаетс : огнеупорность, кажуща с плотность и металлостойкость изделий, а введение более 62 мас,% снижает спекаемость изделий в услови х службы и предел прочности при сжатии.With the introduction of the mass of the titanium-alumina ass less than 50% by weight, the instability increases slightly, seemingly with the density and metal resistance of the products, and the introduction of more than 62% by weight reduces the sintering properties under service conditions and the compressive strength.

Наличие в титаноглиноземистом шлаке оксидов AljOjjTiO и SiO вследствие влени синергизма приводит к неаддитивному вли нию и комплекс свойств огнеупорной массы.The presence of AljOjjTiO and SiO oxides in the titanium-alumina slag due to the appearance of synergy leads to a non-additive effect and a complex of properties of the refractory mass.

Огнеупорна масса придает массе пластичность, что позвол ет сформовать плотные издели . Введение менее 18 мас«% глины не обеспечивает плотной упаковки зерен, что снижает кажущуюс плотность, а следовательно, по- вьш1а.ет степень эрозии расплавленным металлом. Наличие в составе массы огнеупорной глины более 20 мас.% снижает огневые свойства, металлостойкость и-повышает усадку изделий. Дл получени изделий с высокой плотностью при минимальном содержании глины целесообразно в качестве огнеупорной глины использовать ДН-2 (Друж- ковска глина), котора в услови х службы хорошо спекаетс и образует плотный утолщенный рабочий слой.The refractory mass gives the mass plasticity, which makes it possible to form dense products. The introduction of less than 18 wt% of clay does not ensure a tight packing of the grains, which reduces the apparent density and, consequently, increases the degree of erosion by the molten metal. The presence in the composition of the mass of refractory clay more than 20 wt.% Reduces firing properties, metal resistance and increases shrinkage of products. To obtain products with a high density with a minimum clay content, it is advisable to use DN-2 (Druzhkovsk clay) as refractory clay, which, under service conditions, bakes well and forms a dense thickened working layer.

Магнезитсодержащий порошок, напри- мер каустический магнезит, ввод т с целью обеспечени процессов твердени массы, при котором , взаимодейству с комплексной св зкой, образует только одно- и двухзамещенные фосфаты алюмини , которые обладают повышенными адгезионными свойствами. Твердение и схватывание массы происходит за счет того, что магнезитсодержащий порошок, взаимодейству с наход щей- с в комплексной св зке , вьще- л ет большое количество тепла. Это предотвращает процесс вспучивани массы, которое обычно наблюдаетс приMagnesite-containing powder, for example, caustic magnesite, is introduced in order to provide mass solidification processes, in which, by interacting with the complex binder, it forms only one- and two-substituted aluminum phosphates, which have enhanced adhesive properties. The hardening and setting of the mass occurs due to the fact that the magnesite-containing powder, interacting with the complex binder, imparts a large amount of heat. This prevents the process of mass swelling, which is usually observed at

взаимодействии комплекснойcomplex interaction

св зкой и сопровождаетс снижением процессов твердени массы на холоду.bonding and is accompanied by a decrease in mass hardening processes in the cold.

Процессы твердени , вызванные вводом магнезитсодержащего порошка в состав массы, позвол ют интенсифици- ровать процессы сушки и термообработки , а также способствует повышению прочностных свойств изделий.The hardening processes caused by the introduction of the magnesite-containing powder into the composition of the mass allow to intensify the processes of drying and heat treatment, and also contribute to the improvement of the strength properties of the products.

Магнезитсодержищий порошок должен содержать в своем составе не менее 80 мас.% MgO. Материал, содержащий менее 80 мас.% MgO, обладает пониженной активностью к процессу взаимодействи с , что не приводит к же- лаемому эффекту при введении столь малых количеств этой добавки. Использование порошка, содержащего более 95 мас.% MgO, экономически нецелесообразно . Ввод в массу магнезитсодержащий порошок с менее 80 мас.% MgO с ним вводитс много других оксидов , которые снижают огнеупорность массы, а введение порошка более 80 мас.% MgO интенсифицирует процессы спекани алюмосиликатных масс, улуч- та свойства изделий.Magnesite-containing powder should contain at least 80 wt.% MgO. A material containing less than 80 wt.% MgO has a reduced activity in the process of interaction with, which does not lead to the desired effect with the introduction of such small amounts of this additive. The use of powder containing more than 95 wt.% MgO is not economically feasible. Entering into the mass of magnesite-containing powder with less than 80 wt.% MgO many other oxides are introduced with it, which reduce the refractoriness of the mass, and the introduction of the powder more than 80 wt.% MgO intensifies the process of sintering the aluminosilicate mass, improving the properties of the products.

tВведение менее 0,2 мас.% магнезитсодержащего порошка резко снижает процессы твердени , а более 1,0 мас.% сильно интенсифицирует этот процесс и при малейшей задержке в формовании масса перегорает, т.е. тер ет пластичные и формовочные свойства.The introduction of less than 0.2% by weight of a magnesite-containing powder drastically reduces the hardening process, and more than 1.0% by weight greatly intensifies this process and, at the slightest delay in molding, the mass burns out, i.e. looses plastic and molding properties.

Наличие в составе массы шамота обеспечивает каркасность структуры издели и снижает усадочные влени . Количественные пределы введени шамота согласуютс как с колич ественнымThe presence in the mass of fireclay provides the frame structure of the product and reduces shrinkage. The quantitative limits of chamotte administration are consistent with both the quantitative

О 5 About 5

00

5 five

0 5 0 5 0 5 0 5

о about

введением титаноглиноземистого шлака, играющего -в массе такую же роль ото- щител , как и шамот, так и с содержанием других компонентов .the introduction of titanium-alumina slag, which plays - in the mass, the same role as a firewall, and with the content of other components.

Комплекс полученных свойств предлагаемой массы объ сн етс взаимным вли нием примен емых компонентов и про влением при их совместном использовании повышенных физико-керамических свойств изделий.The complex of the obtained properties of the proposed mass is explained by the mutual influence of the components used and the development, when combined, of the increased physico-ceramic properties of the products.

В идентичных услови х лаборатории химической технологии керамики и огнеупоров провод т сопоставительный анализ свойств образцов, изготовленных HS предлагаемой и известной маес.Under identical conditions, the laboratory of chemical technology of ceramics and refractories conducts a comparative analysis of the properties of samples made by HS of the proposed and known materials.

С целью определени физико-керамических свойств безобжигового стале- разливочного припаса из массы предлагаемого состава готов т образцы следующим образом.In order to determine the physico-ceramic properties of an unburned steel-casting stock, samples are prepared from the mass of the proposed composition as follows.

В бегун загружают титаноглиноземис- тый шпак и шамот фракции 3-9 мм, причем содержание фракции менее 0,5 мм находитс в пределах 42-50%. Эти компоненты перемешивают 3 мин и ввод т треть комплексной св зки плотностью 1,37 г/см, затем ввод т огнеупорную глину. После перемешивани в течение 2 мин ввод т постепенно оставшеес количество комплексной св зки и еще перемешивают массу в течение 2 мин. Л В конце смешивани ввод т каустический магнезит и, перемешав массу в течение 1 мин, производ т выгрузку. Влажность массы 6,3%.The runner is loaded with a titanogluminate shpak and chamotte of a fraction of 3–9 mm, and the content of the fraction less than 0.5 mm is in the range of 42–50%. These components are mixed for 3 minutes and a third of the complex binder with a density of 1.37 g / cm is introduced, then fire clay is introduced. After stirring for 2 minutes, the gradually remaining amount of complex binder is introduced and the mass is stirred for another 2 minutes. L At the end of mixing, caustic magnesite is introduced and, after mixing the mass for 1 minute, it is discharged. Moisture mass 6.3%.

Из приготовленной массы при Р 40,0 МПа прессуют образцы диаметром 36 мм и высотой 50 мм, а также конуса дл определени огнеупорности.From the prepared mass at P 40.0 MPa, samples are pressed with a diameter of 36 mm and a height of 50 mm, as well as a cone to determine the refractoriness.

Сушку образцов провод т при 120 С, а затем термообрабатывают при 450 С в силитовой печи с вьщержкой 4ч.Drying of the samples is carried out at 120 ° C, and then heat treated at 450 ° C in a silicon silicate furnace with a duration of 4 hours.

В идентичных услови х изготовл ют также образцы из известной массы и исследуют их свойства в сопоставлении со ,9ВЬйствами предлагаемой массы.Under identical conditions, samples of a known mass are also made and their properties are examined in comparison with the proposed mass.

Состав исследуемых масс дл установлени граничных значений компонентов представлен в табл. 1; физико- керамические свойства образцов нзго- , товленных из предлагаемых масс,,- в табл. 2; состав исследуемых масс и свойства образцов в зависимости от содержани MgO в магнезитсодержащем порошке - в табл. 3.The composition of the studied masses for determining the boundary values of the components is presented in Table. one; physico-ceramic properties of samples prepared from the proposed masses, in table. 2; The composition of the studied masses and the properties of the samples depending on the MgO content in the magnesite-containing powder are given in Table. 3

Дл исследовани (табл. 3) используют состав масс со средним значением компонентов, мас.%: титаноглиноземис- тый шлак 56,0; огнеупорна глина 19,0;For the study (Table 3), the composition of the masses with the average value of the components, wt.%, Is used: titanium-alumina slag 56.0; refractory clay 19.0;

магнеэитсодержащий порошок 0,6; комплексна св зка 6,0| шамот 18,4„magneeite powder 0.6; complex link 6.0 | fireclay 18.4 „

В качестве магнезитсодержащего порошка используют порошки с разным содержанием MgO: массы 2, 3 и 4 содержат минимальные, средние и макси- .мальные значени содержани MgO в порошке, а массы 1 и 5 - меньше минимального и больше максимального значени .As magnesite-containing powder, powders with different MgO contents are used: masses 2, 3 and 4 contain minimum, average and maximum values of MgO content in the powder, and masses 1 and 5 are less than the minimum and more than the maximum value.

Claims

Invention Formula

The refractory mass for the manufacture of an unburned steel-pouring pri- 5 pass, including a phosphate-containing bond, chamotte, refractory clay, and an additive, characterized in that, in order to increase the refractoriness, compressive strength, metal resistance and apparent density, titanium resistance and apparent strength and titanium strength and apparent resistance to compression, 20 metal resistance and apparent density.

slag fraction 3-0.5 mm 68, 1 62

zit

16 „0 18

2, 0 4.0

56 19

6.0

13, 8 15.8 18.4

50 20

0, 1 0.2 0.6 1.0

8.0 21.0

Aluminophosphate bond 1.37 g / cm

Application. Mass 6 contains average values.

components.

While maintaining open porosity, as a phosphate-containing binder, it contains a complex acid-based binder, as an additive, a magnesite-containing powder with a content of 80-95% MgO fraction and 0.9 1HM. And additionally alumina pshak in the following ratio components, wt.%;

Complex Binding

acid based

waste4.0-8.5

Fire Clay 18-20

Magnesite-containing

powder containing

80-95% MgO fraction

60.9 mm4.0-8.5

Titanium alumina slag50-62

Fireclay Else

Table 1

56 19

50 43.8 20 22.0

1.0

8.0 21.0

1.2

10.0 23.0

56.5 22.5 12.0

9.0

table 2