SU1414832A1 - Высокотемпературна теплоизол ционна масса дл футеровки сводов промышленных печей - Google Patents

Description

(21)4138697/29-33

(22)27.10.86

(46) 07.08.88. Бюл. № 29

(71)Государственный научно-исследовательский , проектньш и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов и Ленинградское производственное объединение Красный выборжед

(72)В.А.Измайлов, Р.М.Фридл нский, А.А.Клевцов, Л.М.Орлова, Б.И.Сергеев, В.А.Гутов, А.И.Суворов и Л.Ф.Вьюгин

(53)666.974.2(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 523064, кл. С 04 В 35/04, 1974.

(54)ВЫСОКОТЕ ШЕРАТУРНАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ МАССА ДЛЯ ФУТЕРОВКИ СВОДОВ ПРОМЬШШЕННЫХ ПЕЧЕЙ

(57)Изобретение относитс  к тепловой защите металлических поверхностей и может быть использовано дл 

футеровки водоохлаждаемьгх сводов промышленных печей. С целью снижени  теплопроводности и повышени  прочности и термостойкости высокотемпературна  теплоизол ционна  масса дл  футеровки сводов промышленных печей включает, мас.%: водный раствор полифосфата натри  плотностью 1,38- 1,45 г/см 5-8; вспученный вермикулит 1,5-5; самораспадающийс  шлак силико- термического производства малоуглеродистого феррохрома 1,5-5; вода 3-5; бой магнезиально-шпинелидных изде-д ЛИЙ - остальное, причем бой магнезиально-шпинелидных изделий имеет следующий гранулометрический состав, мас.%: зерна размером 5-10 мм 40-50; зерна размером 3-5 мм 20-30; зерна размером 1-3 мм 20-30. Полученный материал обладает коэффициентом теплопроводности 4,42-4,58 Вт/м°С, прочностью на отрыв 2-3,1 Ша, термостойкостью 30-46 циклов. 1 табл.

(Л

00 00

го

Изобретение относитс  к тепловой защите металлических поверхностей и может быть использовано дл  футеровки водоохлаждаемых сводов электро- дуговых и плазменных печей.

Цель изобретени  - снижение теплопроводности и повьпиение прочности И термостойкости.

Готов т массу из следующих ком- Понентов, мас.%: Водный раствор

полифосфатов j натри  плотностью I 1-38-1,45 г/смз ,5-8

Вспученный верми . кулит1,5-5,0 : Самораспадающийс 

шлак силикотерми- ческого производ-

ства малоуглеродистого феррохрома 1,5-5,0 : Вода3,0-5,0

Бой магнезиальношпинелидных изде-

ЛИЙОстальное

Причем бой магнезиально-шпинелидных рзделий имеет следующий грануломет- фический состав, мас.%:

зерна размером

5-10 мм4Q-50

зерна размером

3-5 мм20-30

зерна размером

3-1 мм20-30

Вспученньй вермикулит- - продукт тепловой обработки биотитовых и фло гопитовых слюд содержащий оксиды.маг- ни , кремни  и алюмини , обладает низкой насыпной массой 70-200 кг/м , высокой температуроустойчивостью. и огнеупорностью до 1430 С, низким коэффициентом теплопроводности 0,03- 0,05 Вт/м с (в 90 раз ниже магнезита ) , большим водопоглощением и дефо Мируемостью и имеет пластинчатое строение.

Самораспадающийс  шлак силикотер мического Производства малоуглеродистого феррохрома содержит в основном оксиды кальци , кремни  в форме соединений 2СаО SiO/j, которые обладают свойствами гидратационного в жущего .

Ввод в магнезиально-шпинелидные массы на полифосфатном св зующем вспученного вермикулита и более 1,5 самораспредел ющегос  шлака силикоте мического производства малоуглеро

д

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дистого феррохрома позвол ет без снижени  ее огнеупорности- повысить теплоизол ционные свойства огнеупорного покрыти  свода и сохранить низкую открытую пористость наружной его поверхности за счет частичного оплавлени  вермикулита (на наружной поверхности покрыти ) и тем самым закупорки пор огнеупорного каркаса сло , а вспученный вермикулит, наход щийс  во внутренних объемах этого сло  при более низких температурах, продолжает выполн ть роль теплоизо- л циор ной добавки. При этом повышаютс  термостойкость opEieynopHuro покрыти  за счет его армировани  пластинами вермикулита, упрочненными фос- св зующим, а также прочность внутренних объемов огнеупорного сло  свода, наход щегос  при низких температурах (50-1 ), за счет сочетани  фосфатного и гидратационного в жущего (полифосфата натри  и диси- ликата кальци  шлака). Кроме того, ускор етс  твердение внутрен шх объемов огнеупорного сло  без его растрескивани  за счет ввода в массу , кальцийсодержащей добавки (), котора  в процессе нагрева свода способна гидратироватьс  парами водь, выдел емыми полифосфатами натри , и испарением воды увлажненной смеси.

Таким образом, магнезиально-шпин- дельна  масса на св зующем из полифосфатов натри , включающа  вспученный вермикулит и шлак силикотерми- ческого производства малоуглеродистого феррохрома, позвол ет увеличить теплоизол цию свода, химическую и термическую стойкость, огнеупорного покрыти , прочность внутренних объемов огнеупорного сло  и его адгезию к металлической поверхности свода, повысить стойкость водоохлажддемого свода и обеспечить более высокие технико-экономические показатели работы печи. Это достигаетс  благодар  тому, что использование огнеупорных масс на основе только шпине- лидно-магнезиальных огнеупорных ма- териалов (особенно после их службы в высокотемпературных агрегатах) позвол ет не проводить операцию их высокотемпературного отжига. Такие массы обладают высокой стабильностью размеров, что снжкает термические напр жени  в огнеупорном слое, предотвращает образование трещин и

сколов, повыша  тем самым стойкость свода..

Наличие вспученного вермикулита в составе такой смеси способствует повышению химической стойкости и снижению теплопроводности огнеупорного сло  без существенного снижени  его огнеупорности, так-как расположенный в порах оргеупорного заполнител  при температурах выше вермикулит разм гчаетс  и закупоривает поры поверхности зтого сло , в то врем  как в более глубоких сло х, где температура значительно ниже указанной, он продолжает выполн ть теплоизолирующую роль. Кроме того, вспученньм вермикулит в такой смеси выполн ет роль пластификатора. Это повышает теплоизол ционные и технологические свойства без снижени  огнеупорности футеровки свода; .вермикулит снижает удельный вес огнеупорного сло  и ослабл ет тем „ самым посто нно действующие усили  на разрыв и отрыв этого сло  от металлической поверхности свода, по- 1выша , таким образом, стойкость свода.

Сочетание воды, вспученного вермикулита с полифосфатами натри  позвол ет покрыть пластины вермикулита фосфатными пленками, при затвердевании которых относительно слабые пластины вермикулита приобретают прочность и армируют огнеупорный слой, так как предварительно увлажненные пластины вермикулита легко смачиваютс  раствором полифосфатов натри . Сочетание воды, водного раствора по-н лифосфата с избыточным количеством самораспадающегос  шлака силикотер- мического производства малоуглеродистого феррохрома (более 1,5%), которы содержит гидрацио;нное в жущее (2CaOi ), не только способствует как кальцийсодержаща  добавка ускоренному твердению массы на полифосфатах натри , но и упрочн ет огнеупорный слой за счет образовани  гидратаци- онных св зей, что особенно важно дл  низкотемпературных внутренних его слоев. Кроме того, это сочетание .предотвращает также образование внутренних трещин в огнеупорном слое, вызванных испарением и удалением воды при его сушке и нагреве в процессе эксп.пуатации, так как избыток воды в этом случае св зываетс  с

2СаО Si.0,jшлака с образованием водородных св зей и не удал етс  из внутренних объемов этого сло . Сочетание гидратационаых св зей меж,цу

частицами массы, которые вызывают провал прочности сло  при средних температурах 300-900°С, с фосфатными св з ми обеспечивает непрерывное

увеличение прочности огнеупорного сло  во всем рабочем интервале температур . Это повышает прочность огнеупорного сло , особенно его внутренних обьемов, обжиг которых принципиально невозможен, и, таким образом, предотвращает образование внутренних трещин и повьш1ает стойкость свода. Сочетание огнеупорного наполнител  с повышенным содержанием крупной и практически не содержащего мелкой фракции (цемента) с вспученным вермикулитом позвол ет увеличить массу вермикулита в смеси за счет повышенного объема и размера пор

каркаса наполнител , в которых рас- полагаетс  вермикулит. Это понижает теплопроводность, удельный вес и увеличивает термостойкость огнеупорного сло  за счет армировани  его

крупными фракци ми наполнител  и пластинами вермикулита.

Использование огнеупорного наполнител  (несмотр  на отсутствие мелкой фракции) совместно с вермикулитом и шлаком понижает температуру спекани  массы вследствие того, что при приготовлении массы часть вспученного вермикулита измельчаетс  и совместно с порош кообразным шлаком

образует мелкую составл ющую (цемент из оксидов Са, Si, Mg, Al) с более низкими, чем основа, температурами плавлени , котора  обладает повышенной химической активностью к магнезиальным шпинел м. Это повьшшет прочность и стойкость огнеупорного сло . Macci готов т в бегунах смешением .бо  кирпичей феррохромового шлака и вермикулита, даЛее ее увлажн ют водои , а затем ввод т раствор полифосфатов натри  плотностью 1,42 г/см. После получени  однородной смеси ее подают к месту набивки свода. Первоначально на поверхности свода выполн ют  чейки размером 200x200 (м и высотой 60 мм. На все плоскости  чейки и свода предварительно нанос т клей, состо щий из полифосфата натри  плотностью 1,42 г/см . Далее набивку

свода осуществл ют ручной трамбовкой слоем 40-60 мм. Сушку свода ведут по схеме: 2 сут на воздухе, далее 1 сут с подачей пара в охлаждающую полость спода и разведением костра на огнеупорном слое.

Свойства массы оценивают на образцах диаметром 30 мм и h 25 мм, которые готов т при удельном давлени 1 МПа (усили  ручного трамбовани ) и сушат при в течение 3 ч. Стойкость огнеупорных образцов оценивают по количеству теплосмен ЮОСРс - вода и по усилию на отрыв сухих об- разцов от стальной пластины, зафор- мованной вместе с образцом.

Результаты исследований приведены в таблице.

Использование массы позвол ет сни- зить трудозатраты и расход огнеупорных материалов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Высокотемпературна  теплоизол ционна  масса дл  футеровки сводов промышленных печей, включающа  водный раствор полифосфата натри  плотностью 1,38-1,45 г/см, бой магнезиально- шпинелидных изделий, о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что, с целью снижени 

   5

   о

   5

   0

   теплопроводности и повышени  прочности и термостойкости, она дополнительно содержит вспученный вермикулит, самораспадающийс  шлак силикотерми- ческого производства малоуглеродистого феррохрома и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Водньй раствор

   полифосфата натри 

   плотностью

   1,38-1,45 г/смз 5-8

   Вспученный вермикулит1 ,5-5

   Самораспадающийс 

   шлак силикотермического производства

   малоуглеродистого

   феррохрома

   Вода3-5

   Бой магнезиально-

   шпинелидных изделийОстальное причем бой магнезиально-шпинелидных изделий имеет следующий гранулометрический состав, мас.%:

   зерна размером

   5-10 мм40-50

   зерна размером

   3-5 мм20-30

   зерна размером

   1-3 мм20-30

   Q Iт

   t, t.о

   у оЧ

   102

   III

   «I

   I

   - 6 о Н Ы A4

   U

   So

   §5

   о о о   - в

   о tn

   00 Р « vO .sr о ОО sr П О ГМ 2 - П . st.t чГ f tn (Пгп

   О еч

   .П -400 О vO ON ON.OO 00. 1Л «4cslt ieMfMe4Mf MeMc4

   8«

   I . &Н и

     П00

   в| t оо

   « 5«

   « о S «

   bd 9 (

   SS

   00 ю

   eooooooooO -«- - «- - t ioic4tMcs

   Щ1Л1Л1Л ЛШЮЮ ЛкП- 1 - - Г-

   . «9-- r

   м

   «

   О СЧ

   о о о о ОО ОО о -о о о о о о

   со Г со РО со со СО СО d С СО го ГО СО

   к

   tt U

   §

   S

   «

   э

    

   ш

   о

   г

   л

   о

   tM

   2ОООООООООООООО m п p n n nc jfocMfnoooi ел

   О сч

   О о о о о о о о ОО О о о о Г1Л- - 5«Г|- 1П 9 « «Л-

   SI

   Е

    

   g 5,.

   isоо«люш1л лоооо1Г|

   о,«.

   g« ssssss sssss ssss

   ё

   S

   м«OO.u%-cn« inr - « nmm- sr cn

   Ч.

   « о,

   et «.I

   S

   ig4 S-S S S S5S 5 S 15 5 5 5 5 5

   I I §||| - - - - - -. - - - . -- .- - .4

   i:;ejM{ 1ПШ ооОи |1П в осоа9 ЛчО О 1ОвО

   О B

   О О ЮО о о о Ш о о о о ео 1Г tn . п fiio «TV (Ctn irr«iv

   Ь . «ЛИЧЩ ОООООООООО

   ч - ЮСЛСОПП1Г 1П1Л«Л 1П

   «1

   . 3

   ы е - « - rt or ooo4O - .

   аз г

   S

   ON vO Ю CS «N N

   . «9-- r

   О сч

   SI