SU1666547A1 - Способ упрочнени футеровки тепловых агрегатов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, конкретнее к способам упрочнени  рабочего сло  огнеупорной футеровки металлургических агрегатов. Целью изобретени   вл етс  повышение плотности, адгезионной прочности и срока службы футеровки. Способ упрочнени  футеровки тепловых агрегатов включает нанесение на поверхность футеровки термитно-огнеупорной смеси и последующую сварку ее с футеровкой. Воспламенение термитно-огнеупорной смеси производ т заливаемым в агрегат расплавом металла путем соприкосновени  расплава с термитно-огнеупорной смесью, а экзотермическую реакцию в термитно-огнеупорной смеси и сварку ее с футеровкой осуществл ют 10 - 12 мин под гидростатическим давлением расплава 0,1 - 0,7 H/мм². Указанное давление и врем  проведени  сварки наносимого сло  с футеровкой интенсифицируют процессы спекани  частиц смеси между собой и с футеровкой. Покрытие получаетс  плотным и прочным, что увеличивает срок службы футеровки. 1 табл.

Description

1

(21)4428841/02 (22) 23.05.88 (46)30.07.91. Бюл. №28

(71)Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров и Магнитогорский металлургический комбинат

(72)А.В.Болт нский, В.Н.Савельев, Ю.А.Пирогов , И.Х.Ромазан, В.Л.Маевский, А.А.Кри- вошейко, В.С.Плошкин, В.Н.Кунгурцев и В.А.Осипов (53)669.184.125.4(088.8)

(56)Патент США № 4257990, кл. F27D 1/16. 1973.

Авторское свидетельство СССР Ms 958821, кл. F 27 В 7/28, 1980.

(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ФУТЕРОВКИ ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ

(57)Изобретение относитс  к металлургии, конкретнее к способам упрочнени  рабочего сло  огнеупорной футеровки металлурги2

ческих агрегатов. Целью изобретени   вл етс  повышение плотности, адгезионной прочности и срока службы футеровки Способ упрочнени  футеровки тепловых агоега- тов включает нанесение на поверхность футеровки термитно-бгнеупорчой смеси и последующую сварку ее с футеровкой. Воспламенение термитно-огнеупорной смеси производ т заливаемым в агрегат расплавом металла путем соприкосновени  расплава с термитно-огнеупорной смесью, а экзотермическую реакцию в термитно-огнеупорной смеси и сварку ее с футеровкой осуществл ют 10-12 мин под гидростатическим давлением расплава 0,1-0,7 Н/мм . Указанное давление и врем  проведени  сварки наносимого сло  с футеровкой интенсифицируют процесса спекани  частиц, смеси между собой и с футеровкой. Покрытие получаетс  плотным и прочным, что увеличивает срок службы футеровки. 1 табл.

Иэобретение относитс  к металлургии, в частности к технологии упрочнени  рабочего сло  огнеупорной футеровки металлургических агрегатов, например миксеров и ковшей жидкого металла.

Целью изобретени   вл етс  повышение плотности, адгезионной прочности и срока службы футеровки.

Описываемый способ реализуетс  следующим образом.

Термитно-огнеупорную смесь нанос т на ремонтируемое место футеровки методом намазки или торкретированием и высушивают . Затем в агрегат заливают расплав

металла, которым производ т воспламенение термитно-огнеупорной смеси, и осуществл ют сварку под давлением расплава металла, причем давление жидкого металла | дл  протекани  сварки должно быть в пределах 0,1-0,7 Н/мм . Если ремонтируемое место находитс  выше уровн  заливаемого металла, то осуществл ют наклон агрегата так, чтобы расплав металла покрывал место термической сварки, и осуществл ют выдержку в течение времени, которое может быть рассчитано по формуле

r-k-h Т - 14-r-i ,

(де т- продолжительность нахождени  нанесенного сло  под давлением расплава металла , с;

h - толщина наносимого сло , м; S скорость протекани  экзотермической реакции в термитно-огнеупорном слое, м/с;

К - коэффициент, завис щий от огнеупорности термитно-огнеупорной смеси и равный дл  динаса 10, шамота 11, хромита 2, корунда 15, периклаза 18.

Указанна  формула позвол ет расчетным путем определить врем , необходимое Дл  нахождени  нанесенного термитно-ог- неупорного сло  под расплавом металла, в Зависимости от толщины сло , его состава. При экзотермической реакции под действием высоких температур в термитно-огнеупорной смеси по вл етс  жидка  фаза, котора  способствует спеканию частиц сме- {;и между собой и припеканию покрыти  к футеровке. Давление расплава металла ин- |енсифицирует процессы спекани  в покрытии и его адгезию к футеровке. При этом, как установлено экспериментально, давление расплава должно быть не ниже 0,1 Н/мм , Иначе его действие на покрытие неэффективно , но и не выше 0,7 Н/мм2, так как под действием повышенного давлени  жидка  фаза, по вл юща с  в термитно-огнеупорной смеси, выдавливаетс  из смеси, а по- рытие растекаетс  по футеровке тонким :лоем, который быстро изнашиваетс . После выдержки расплава металла в агрегате в течение расчетного времени, необходимого дл  протекани  реакции, его сливают из грегата. После охлаждени  футеровки Спекшийс  огнеупорный материал из тер- итно-огнеупорной смеси образует на футеровке плотное защитное покрытие. П р и м е р 1 (прототип). На футеровку стальковша емкостью дл  металла 250 т наносили термитно-огнеупор- ную смесь, состо щую из огнеупорного наполнител  - шамотного порошка фракции 2:00 мм и 25-28 мас.% алюминиевой пудры (термитный компонент), и зажигали газовым запальником, осуществл   сварку смеси в течение 11 мин После охлаждени  на части полученного покрыти  определ ли кажущуюс  плотность, открытую пористость и предел прочности при сжатии и срезе. Стальковш с оставшимс  покрытием направл ли в эксплуатацию и визуально определ ли процент отслоени  покрыти  после первого налива, а также стойкость покрыти  в службе. Покрытие характеризовалось следующими показател ми открыта  пористость 22%, кажуща с  плотность 2,36 г/см3, предел прочности при сжатии 26

Н/мм , предел прочности сцеплени  с шамотным огнеупором испытанием на срез 0,3 Н/мм2, отслоение после 1 налива, 30% стойкость 3 налива.

Пример 2. На футеровку стальковша

емкостью 250 т наносили термитно-огне- упорную смесь такого же состава как и в примере 1. Следует отметить, что химический состав огнеупорного порошка дл  тер0 митной смеси должен быть близок к составу огнеупорной кладки агрегата, но во всех случа х добавл етс  в смесь 25-27% термитного компонента (алюминиева  пудра, металлическое железо и т д.)

5 В емкость заливали около 1/2 емкости расплава металла, осуществл ли его наклон , чтобы покрытие испытывало давление металла, который при этом воспламен л термитно-огнеупорную смесь. Расчетное давление металла составл ло 0,4 Н/мм2. По0 еле выдержки в таком положении в течение 11 мин его возвращали в исходное положение , сливали металл, охлаждали, отбирали часть покрыти , затем заливали металл полностью . После слива металла наблюдали

5 процент отслоени  покрыти  и затем определ ли стойкость покрыти . В процессе эксплуатации показатели свойств покрыти  следующие открыта  пористость 15%, кажуща с  плотность 3,03 г/см , предел проч0 ности при сжатии 52 Н/мм , предел прочности сцеплени  с шамотным огнеупором испытанием на срез 0,9 Н/мм2, отслоение после 1 налива 10%. стойкость 10 наливов.

5П р и м е р 3. На футеровку наносили

термитно-огнеупорную смесь, в ковш заливали металл около 1 /4 емкости и наклон ли так, чтобы металл покрывал смесь, воспламен   ее и оказыва  на нее давление. Рас0 четное давление составл ло 0,1 Н/мм . После выдержки в течение 12 мин ковш возвращали в исходное положение, сливали металл, отбирали часть покрыти . После слива металла определ ли процент отслое5 ни  покрыти  и термомеханические его характеристики . Показатели покрыти  следующие: открыта  пористость 20%, кажуща с  плотность 2,68 г/см , предел прочности при сжатии 42 Н/мм2. предел

0 прочности сцеплени  с шамотным огнеупором испытанием на срез 0,7 Н/мм2, отслоение после 1 налива 15%, стойкость покрыти  в службе 5 наливов.

П р и м е р 4. Все операции по нанесе5 нию и эксплуатации покрыти  из термитно- огнеупорной смеси проводили аналогично описанным в предыдущих примерах, но дл  воспламенени  смеси и оказани  на нее давлени  заливали металл около 1 /2 его емкости , т.е. расчетное давление составл ло 0,7 Н/мм2, врем  выдержки покрыти  под расплавом - 10 мин.

Свойства покрыти : открыта  пористость 14%, кажуща с  плотность 3,05 г/см3, предел прочности при сжатии 50 Н/мм , предел прочности сцеплени  с шамотным огнеупором испытанием на срез 0,6 Н/мм2, отслоение после 1 налива 15%, стойкость покрыти  в службе 6 наливов,

П р и м е р 5. Операции по нанесению и эксплуатации покрыти  из термитно-огне- упорной смеси проводили аналогично описанным в предыдущих примерах, но заливали металл менее 1/4 емкости ковша, расчетное давление металла составл ло 0,05 Н/мм2, врем  выдержки покрыти  под расплавом металла 20 мин.

У полученного покрыти  оказалась довольно высока  пористость и пониженна  стойкость. Показатели покрыти : открыта  пористость 23%, кажуща с  плотность 2,4 г/см3, предел прочности при сжатии 30 Н/мм , предел прочности сцеплени  с шамотным огнеупором испытанием на срез 0,2 Н/мм2, отслоение после 1 налива 30%, стой- кость покрыти  в службе 2 налива.

П р и м е р 6. Операции по нанесению и эксплуатации из термитно-огнеупорной смеси проводили аналогично описанным в предыдущих примерах, в ковш дл  вослла- менени  и оказани  давлени  на смесь заливали расплав металла около 2/3 емкости, т.е. давление металла составл ло 1 Н/мм2, врем  выдержки покрыти  под расплавом металла 7 мин.

Под действием повышенного давлени  металла расплавленна  термитно-огне- упорна  смесь растекалась по футеровке и слой полученного покрыти  был тонким - 3-4 мм. что привело к понижению его стойкости . Показатели свойств покрыти : открыта  пористость 14%, кажуща с  плотность 3,02 г/см . предел прочности при сжатии 47 Н/мм2, предел прочности сцеплени  с шамотным огнеупором испытанием на срез 0,3 Н/мм2, отслоение после 1 налива 20%, стойкость покрыти  в службе 3 налива.

Показатели свойств полученных покрытий приведены в таблице. Как видно из полученных данных, покрытие, нанесенное на футеровку предлагаемым способом с соблюдением за вленных технологических параметров, обладает наиболее высокими показател ми свойств.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ упрочнени  футеровки тепловых агрегатов, включающий нанесение на поверхность футеровки термитно-огнеупорной смеси и последующей ее сварки с футеровкой , отличающийс  тем, что, с целью повышени  плотности адгезионной прочности и срока службы футеровки, воспламенение термитно-огнеупорной смеси производ т заливаемым в агрегат расплавом металла путем соприкосновени  расплава с термитно-огнеупорной смесью, а экзотермическую реакцию в термитно-огнеупорной смеси и сварку ее с футеровкой осуществл ют 10-12 мин под гидростатическим давлением расплава металла 0,1-0,7 Н/мм2.

   Сгчпнигртьн ъ .т1 Г1истгч т ног о способа упрочнрни  футеровки и предлагаемою