SU1763424A1 - Способ изготовлени углеродсодержащих огнеупорных изделий - Google Patents

Description

1

(21)4844560/33

(22) 29.06.90

(46) 23.09.92. Бюл. № 35

(71)Запорожский индустриальный институт

(72)Р.И.Рагулина, Н.В.Темногорова, В.Т.Комаров , А.Д.Литманович, Н.А.Топтаева и Л.Я.Шварцман

(56)За вка Японии № 60-47224, кл. С 04 В 35/52, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1323552, кл. С 04 В 35/54, 1987. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГЛЕРОД- СОДЕРЖАЩИХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

(57)Использование: в огнеупорной абразивной , химической промышленности при изготовлении тиглей, муфелей труб,

примен емых дл  плавки, разливки металлов , сплавов и возгонки цинка. Сущность изобретени : способ включает смешивание компонентов огнеупорной массы, содержащей графит, карбид кремни , кремний металлический , огнеупорную глину, увлажнение, формование, сушку и обжиг в восстановительной атмосфере, при этом графит предварительно перемешивают с кремнием металлическим, а соотношение фракций 0,063:(2,0-0,5) мм всех компонентов шихты огнеупорной массы составл ет (1,0-2,0): 1,0. В качестве кремни  металлического используют аспирационную пыль дроблени  и размола кремни . Характеристика изделий: средний срок службы изделий 100-680 ч. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относитс  к изготовлению углеродсодержащихогнеупорных изделий и может быть использовано в огнеупорной абразивной , химической промышленности при изготовлении тиглей муфелей труб, примен емых дл  плавки, разливки металлов , сплавов и возгонки цинка.

Известен способ изготовлени  огнеупорных изделий на основе углерода и карбида кремни . Согласно этому способу в смесь, состо щую из углеродного и карби- дкремниевого сырь  добавл ют порошки металлического алюмини  и кремни . В качестве св зующего материала используетс  как глина, так и органическое св зующее, образующее при обжиге углеродную св зку Отформованные издели  подвергают обжиСО

с

гу в восстановительной среде - коксовой мелочи при температуре 1300-1600°С.

Получение качественных огнеупорных изделий по указанному способу требует высокие температуры обжига. Недостатком его  вл етс  также низка  производительность и трудоемкость из-за необходимости создавать при обжиге восстановительную среду из коксика.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ изготовлени  углеродсодержащего огнеупора, согласно которому компоненты шихты-графит и огнеупорную глину, вз тые в соотношении 3U-56 и 44-70 мас.% соответственно подвергают совместному гранулированию при 350-450°С, после чего гранулы в количестве 70,5-87% от веса ших

О CJ 4 Ю

ты смешивают с карбидом кремни  и кремнием металлическим, а затем провод т увлажнение , формование, сушку и обжиг в восстановительной атмосфере. Создание защитного сло  из глины и графита, частичное гранулирование компонентов позвол ет снизить газопроницаемость и окисл емость изделий.

Недостатком данного процесса  вл етс  то, что при совместном гранулировании графита и глины образующа с  пленка из глины на зернах графита замедл ет процесс карбидообразовани  от взаимодействи  графита с кремнием, вследствие чего химическа  устойчивость изделий будет резко снижатьс .

Эксплуатационна  стойкость таких изделий не высока  и составл ет70 % отстой- кости данного вида углеродсодержащих огнеупорных изделий.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной стойкости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе изготовлени  углеродсодержащих огнеупорных изделий, включающем смешение компонентов огнеупорной массы с размером частиц менее 2 мм, содержащей графит, карбид кремни , кремний металлический, огнеупорную глину, увлажнение , сушку и обжиг в восстановительной атмосфере, графит предварительно перемешивают с кремнием металлическим, а соотношение фракций - 0,063 мм и (-2 + 0,5) мм всех компонентов шихты огнеупорной массы поддерживают в пределах (1,0+2,0): 1,0. В качестве кремни  металлического используют аспирационную пыль дроблени  и размола кремни .

Таким образом, по сравнению с наиболее близким аналогичным решением той же задачи, предложенное техническое решение имеет новые отличительные признаки: графит подвергаетс  предварительному перемешиванию с кремнием металлическим; соотношение фракций - 0,063 мм и (-2 + 0,5) мм в шихте огнеупорной массы поддерживаетс  в пределах (1-2,0): 1; в качестве кремни  металлического используют аспирационную пыль дроблени  в щеко- вых дробилках и размоле кремни  в шаровых мельницах,  вл ющихс  отходами производства металлургической и химической промышленности.

Пример. Состав шихты огнеупорной массы готовилс  из следующих материалов, мас.%: чешуйчатый графит 21,5-49, огнеупорна  глина 10-49; карбид кремни  3-60; кремний технический 5-10,5.

При проведении опытных работ были изготовлены огнеупорные массы дл  муфелей полусухого прессовани  (1),карбидкремнистых тиглей ТКГ (2) и графитсодержащих

тиглей ТГК (3), а также масса по прототипу.

В составе шихты огнеупорных масс по

прототипу использовалс  дробленый технический кремний, содержащий фракции - 0,063 мм - 25,7% - 0,5 + 0,063 - 74,3%, гранулированный продукт, содержащий графит и огнеупорную глину.

0 Расчет фракционного состава шихты огнеупорной массы по способу-прототипу произведен по составу огнеупорной массы, вз тому из материалов описани  изобретени .

5 Соотношение фракций - 0,063 : (-2 + 0,5) мм регулировались в основном фракционным составом карбида кремни , расходуемого в виде шлифзерна №№ 10-120, а также составом шихты дл  повышени  эксплуата0 ционной стойкости изделий без удорожани , что достигалось заменой дорогосто щего кускового кремни  дешевыми отходами дроблени  и размола - аспи- рационной пылью.

5 Состав огнеупорной массы приведен в табл.3.

После взвешивани  компоненты шихты подаютс  на смешивание: графит с кремнием металлическим предварительно смеши0 ваютс  в сухом виде, после чего в смеситель загружаетс  карбид кремни , огнеупорна  глина (с каолином). Материалы вместе перемешиваютс  в течение 15 минут. Затем в сухую смесь добавл ют техническую воду до

5 влажности 10-12 мас.%. С увлажнением смешивание продолжают еще в течение 40- 45 минут.

Увлаженна  смесь подвергаетс  подсушке и рыхлению в дезинтеграторах. Фор0 мовка изделий осуществл етс  методом гидростатического прессовани  при давлении 15-25 МПа, с одновременным вакууми- рованием смеси. Спрессованные издели  подвергают сушке на металлических обог5 ревательных листах или в туннельных сушилках при температуре 40-165°С в течение 2-4 суток. Затем глазируют наружную поверхность изделий, после чего их обжигают в печах периодического действи  в

0 восстановительной атмосфере при температуре не менее 1289-1350°С.

Произведены промышленные испытани  изготовленных углеродсодержащих из- делий: муфелей на возгонке цинка,

5 карбидкремнистых тиглей ТКГ на плавке бронз и графитсодержащих тиглей ТГГ на плавке и раздаче алюминиевых слитков (см. табл.4).

Данные промышленных испытаний сведены в табл.4-10. Туда же были внесены

аналогичные эксплуатационные характеристики огнеупорных изделий по способу-прототипу .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  углеродсодер- жащих огнеупорных изделий, включающий приготовление шихты путем смешивани  графита, карбида кремни , металлического кремни  и огнеупорной глины, увлажнение , формование, сушку и обжиг, о т л иХимический состав аспирационной пыли технического кремни 

   Массова  дол , %

   Si

   Fe

   Al

   98,4/97,2

   0,68/1,2

   0,44/0,78

   Фракционный состав шихтовых материалов

   0

   чающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной стойкости, графит предварительно перемешивают с металлическим кремнием, а соотношение фракций компонентов шихты 0,063:(2,0-0,5) мм шихты составл ет 1,0-2,0:1,0.
2. 2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что в качестве металлического кремни  используют аспирационную пыль дроблени  и размола кремни .

   Таблица 1

   Са

   Tl

   Сумма при- мес.

   0,38/0,74

   0,035/0,2

   1,53/2,92

   Таблица 2

   Таблица А

   Эксплуатационные характеристики углеродсодержащи х изделий при различных соотношени х фракций

   Таблица 3

   разгар стенок незначительный

   Термические трещины,

   ЗМ

   33,5

   Продолжение табл. k

   стенок

   1:1

   80

   Термические трещины,

   26,9

   «,5

   Срок службы изделий менее 100 ч не допускаетс  по техническому требованию к муфелю.

   Таблица 6

   Эксплуатационные характеристики углеродсопержащих изделий дл  соотношени  фракции (-2,0-0,5) мм и -0,095 мм

   Срок службы изделий менее 50 ч не допускаетс  по техническому требованию к тиглю ТКГ.

   Пр.одолн ение таблА 5

   69

   50

   Образование сетки, трещин, разлив расплава при использовании

   Таблица

   Эксплуатационные характеристики углеродсодержащих излелий дл  соотношени  фракций (-2,0-0,5)нн и -0,095 мм

   Срок службы изделий менее 50 ч не допускаетс  по технологическому требованию к тиглю ТКГ

   Таблица 9

   Эксплуатационные характеристики углеродсодержащих изделий дл  соотношени  фракций (-2,0-0,2)мм и -0,0&3 мм

   Срок службы изделий менее 550 ч не допускаетс  по техническому требованию к тиглю ТГГ.

   Таблица 10

   Эксплуатационные характеристики углеродсодер«а,их изделий дл  соотношени  фракций (-2,0-0,5)мм и -0,095 мм