SU927781A1 - Шихта дл изготовлени огнеупорных изделий - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  магнезитохромитовых огнеупоров на основе плавленых материалов , предназначенных дл  футеровок камер порционного вакуумировани  стали и металлургических агрегатов , работающих в высокотемпературном режиме с агрессивной средой.

Известны дл  футеровок ответственных элементов камер порционного вакуумировани  стали огнеупоры на основе плавленого магнезитохромита in.

Однако такие виды огнеупоров после службы в камерах порционного вакуумировани  стали, работающих на основных шлаках (СаО SiO() , нестойкие, быстро разрушаютс  ввиду накоплени  в них двухкальциевого силиката (Ь-2СаО SiO, который при охлаждении во врем  текущих ремонтов инвертирует в - -форму. -Полиморфное превращение ( SiOr происходит с увеличением объема на 10-12, что

приводит к растрескиванию и образованию в огнеупорах зоны пылевидных продуктов.

Известна шихта, состо ща  из плавленых магнёзитохромита и хромомагнезита 2 .

Однако огнеупоры, изготовленные из такой шихты, также характеризуютс  пониженной износоустойчивостью вследствие того, что в них происходит аналогичный процесс накоплени  двухкальциевого силиката, инвертирующего в д- -форму.

Известны огнеупоры изготовленные из шихты на основе магнезии и смеси магнезии и хромита, в которые ввод тс  стабилизирующие добавки двухкальциевого силиката, борна  кислота и водорастворимый полифосфат, присутствующие в виде св зки ГЗ JОднако такие огнеупоры не могут быть применены дл  футеровки устройств порционного вакуумировани  стали (УПВС), так как спеченна 

магнези  и смесь магнезита с хромитом характеризуетс  более низкой стойкостью в УПВС, чем плавлеиые материалы. Кроме того, добавки полифосфата также снижают прочностные свойства огнеупоров при высоких температурах.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  шихта Г дл  изготовлени  основных огнеупоров, состо ща , %: Плавленый зернистый i магнезитохромитовый материал5Q-65

Зернистый

хромит10-20

Тонкомолотый плавленый хромомагнезит: Огнеупоры, изговленные из этой шахты обладают более высокой износостойкостью , однако она недостаточна при применении таких огнеупоров в установках порционного вакуумировани  стали. Кроме того, присутствие в составе шихты повышенного количества хромитовой руды (более 100%) способствует развитию канальной пористости изделий, создает услови  образовани  мелкотрещиноватой структуры, что приводит к снижению износоустойчивости вследствие повышенной пропитки огнеупора расплавами , особенно в услови х вакуума. Наименее устойчивой к расплавленному шлаку в огнеупорах из такой шихты  вл етс  тонкомолота  св зующа  плавленый хромомагнезит. В процессе обжига при спекации огнеупоров она скрепл ет крупнозернистый каркас . При этом между крупнозернистой и св зующей составл ющими огнеупоров образуютс  канальные поры. В процессе службы в металлургических агрегатах (особенно в услови х вакуума) канальные поры заполн ютс  продуктами плавки и вызывают в первую очередь перерождение св зки и накопление новообразований. В частности, в футеровке камеры УПВС происходит образование двухкальциевого силиката , который при охлаждении во врем  текущих ремонтов инвертирует в

-форму, образование которой происходит с увеличеним объема на 10 12% , что приводит к растрескиванию и образованию в огнеупорах под отслоившейс  рабочей зоны пылевидных продуктов разрушени . Такое перерождение снижает стойкость огнеупоров и приводит к разрушению футеровки.

Целью изобретени   вл етс  повышение износоустойчивости огнеупоров .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в шихте, включающей зернистый плавленый магнезитохромит, зернистый хромит и св зующее на основе тонкомолотого плавленого, магнезиальносодержащего компонента, св зующее дополнительно содержит окисный борсодержащий компонент в количестве 1,2-7,5% от магнезиальносодержащего компонента св зки при следующем соотношении компонентов, мас.%. Плавленый магнезитохромит50 ,,0 Хромит3,0-9,5 Св зующее 22,,0 Окисный борсодержащий компонент (бура или борна  кислота) , введенный в состав св зующего, предотвращает

инверсию ( 2f aOSiO(2 в огнеупорах , изготовленных из предлагаемой шихты и следовательно преп тствует образованию пылевидных продуктов разрушени ,в результате повышаетс  износоустойчивость огнеупоров .

При соотношении окисного борсодержащего и плавленого магнезиальносодержащего компонентов менее 1,2 :

: 98,8 стабилизаци  r2CaOSiOQ

не достигаетс  и инвертированный

f -2CaO-SiOQ приводит к образованию рыхлой зоны в огнеупорах, резко снижающей износоустойчивость футеровки . °

Применение св зующего в соотношение окисного борсодержащего и магнезиальносодержащего компонентов более 7,5:92,5 снижает термическую стойкость огнеупоров, что оказывает отрицательное вли ние на износоустойчивость футеровки, вследствие

скалывани  изделий при резкой смене температуры в процессе вакуумировани  стали.

Введение борсодержащего компонента в состав шихты в процесс приготовлени  св зующего позвол ет равномерно распределить стабилизатор двухкальциевого силиката в канальных порах и капилл рах и повышает износоустойчивость огнеупоров вследствие предотвращени  инверсии 1СаО SiO „

Введение в состав шихты св зующего в количестве 22,,0 вес.% обусловлено тем, чтобы обеспечить необходимую плотность огнеупорных изделий, изготовленных из предлагаемой шихты, использующихс  в установках, вакуумировани  стали При содержании св зующего в шихте менее 22% пустоты каркаса крупнозернистого наполнител  остаютс  незаполненными , что приводит к повышению пористости .изделий, следовательно к снижению износоустойчиовсти огЧеупоров . Если количество св зующего более. 0%, то в процессе обжига каркас крупной фракции раздвигаетс , происходит усадка св зующего и необходимое уплотнение огнеупоров не достига етс , что также оказывает отрицатель ное вли ние на износоустойчивость футеровки. Введение в состав шихты крупнозер нистого хромита фракции мм в количестве 3,0-9,5 способствует повышению термической стойкости и, ввиду его повышенной устойчивости к расплавленным шлакам, повышает износоустойчивость огнеупоров. При содержании крупнозернистого .хромита менее 3,0 такие положительные качества огнеупоров не достигаютс  Введение в состав шихты хромитовой руды более 9 5% способствуют разви9 1 тию канальной пористости изделий, создает услови  образовани  мелкотрещиноватой структуры, что приводит к повышению пористости изделий, следовательно к снижению износоустойчивости вследствие повышенной пропитки огнеупоров расплавами, особенно в услови х вакуума. Дл  приготовлени  шихт используют плавленый магнезитохромит, кемпирсай-, скую хромитовую руду и св зующее, включающее окислый борсодержащий компонент (борную кислоту или буру) марки Ч и плавленый магнезиальносодержащий- компонент (магнезит, или магнезитохромит, или хромомагнезит). Магнезит получен электродуговым переплавом саткинского спеченного магнезита. Магнезитохромит получен электродуговым переплавом шихты из 20 кемпирсайской хромитовой руды и 80% спеченного саткинского магнезитового порошка. Хромомагнезит получен электродуговым переплавом шихты из 60 кемпирсайской хромитовой руды и «О саткинского спеченного магнезитового порошка. Химический состав материалов приведен в табл. 1. Таблица 1

Плавленый 1,2 2,1 1,3 магнезитохромит 3,6 13.8 7. Хромит Плавленый маг1 ,2 1.6 0,3 незит Плавленый хромо1 ,2 3.2 4,8 магнезит

Пример Г. Св зующее готов т совместным помолом борной кислоты (окисный борсодержащий компонент) в количестве tO,5 г (в пересчете на 22,5 rj и плавленого магнезита магнезиальносодержащий компонент), вз того в количестве 277.5 г (соотношение 7,5: 92.5)

Получено св зующего 318.0 г.

Дл  приготовлени  шихты плавлени  магнезитохромит фракции 3-0 мм в количестве 750 г (75 вес.) (из них фракции 3-1 мм 50 вес.; 1-0 мм 25 вес.%) перемешивают с хромитом фракции 3-1 мм, вз том в количестве 30 г (3 вес.). 8,7 85.5 1.2 52.5 21,9 0,8 95,7 1.2 27,6 62,1 1.1

792778

Смесь увлажн ют сульфитно-спиртовой бардой плотностью 1i19 г/см (сверх 100 шихты) , затем добавл ют св зующее в количестве 220 г (22 вес.%) и снова перемешивают.s

Из полученной шихты прессуют издели  в виде цилиндров диаметром и высотой 35 мм при удельном давлении 1300 ктс/см.

Издели  обн(игают в туннельной пе- 10 чи при 1800 С с выдержкой 3ч.

Пример 2. Св зующее готов т совместным помолом буры (окисный борсодержащий компонент) в количестве 40,5 г (в пересчете на 12,0 г) 15 и плавленого магнеэитохромита (магнезиальносодержрщий компонент) , вз того в количестве 288,0 г.(соотношение 4, О :9б, 0) .

Получено св зующего 328,5

Дл  приготовлени  шихты плавленый магнезитохромит фракции мм в количестве г (,0%) (из них фракции 3-1 мм 50 весД, 1-0 мм 14,ОвесД) ; перемешивают с хромитом фракции 3 - 25 1 мм, вз том в количестве 60 г (60,0 вес.-) ,

Смесь увлажн ют сульфитно-спиртовой бардой плотностью 1,19 г/см (сверх 100% шихты) , затем добавл ют зо св зующее в количестве 300 г (30,0 вес.) и снова перемешивают.

Из полученной шихты прессуют издели  в виде цилиндров диаметром и высотой 35 мм при удельном давле- jj НИИ 1300 кгс/см.

Издели  обжигают в туннельной печи при l800 C с выдержкой 3 чПример 3. Св зующее готов т совместным помолом борной кислоты д (окисный борсодержащий компонент) в количестве 8,64 г (в пересчете на BnOjj 3,6 г) и плавленного хромома:- незита (магнезиальносодержащий компонент ) вз того в количестве , (соотношение 1,2:9У,8).Получено св зующего . г.

8

Дл  приготовлени  шихты плавленый магнезитохромит фракции ЗО мм в количестве 505 г (50,5 вес.°)( из них фракции 3-1 мм АО вес., 1-0 мм 10,5 вес.) перемешивают с хромитом фракции 3-1 мм, вз том в количестве 95 г (9,5 вес.).

Смесь увлажн ют сульфитно-спиртоП

вой бардой плотностью 1,19 г/см (сверх 100 шихты) затем добавл ют св зующее в количестве АОО г (Ц0,0 вес.) и снова перемешивают.

Из полученной шихты прессуют издели  в виде цилиндров диаметром и высотой 35 мм при удельном давлении 1300 кгс/см .

Издели  обжигают в туннельной печи при с выдержкой 3 ч.

Огнеупорные издели  из-предлагаемой шихты испытывают на износоустойчивость .

Услови  испытани  огнеупорных образцов на износоустойчивость:

Температура испытаний,

С1620-1640

Продолжительность,

ч3

Среда - высоковосстановительна 

создаетс  графитовым стаканом, в который помещаетс  высокоглиноземистый тигель с огнеупором и шлаком.

Разр жение 1-2 мм рт.ст. создаетс  в высокоглиноземистой реторте путем откачки воздуха вакуумным насосом , в которую помещают графитовый стакан.

Вес,огнеупора, г100

Вес шлака, г100

Химический состав шлака, %: SiOrj 12,10-, 28,5, ,10Г МпО kM, СаО 27,8; МдО 11,10; 0,83.

Основность CaO:SiO rj 2,3 Нагрев и медленное охлаждение реторты провод т в криптоловой печи.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. Известна  Износ с учетом порошка - 6

.Данные таблицы 2 показывают, что износоустойчивость предлагаемых шихт по сравнению с известной выше в 1,5 2 раза. Петрографическим анализом установлено, что осветленный порошок огнеупора из известной шихты состоит на 30-40 из -2СаО SiOfj. В борсодержащих огнеупорах, изготовленных из предлагаемых шихт в канальных порах обнаружен только ft -2СаО SiOn. Стабилизаци  2СаО SiO(j предотвращает образование зоны пылевидных продуктов разрушени  и способствует повышению износоустойчивости огнеупоров .

Применение магнезитохромировых огнеупоров , изготовленных из плавленых материалов, содержащих в томномолотом св зующем окисных соединений бора, повышает стойкость днища УЛВС на 50 плавок. Экономический эффект на одну установку порционного вакуумировани  составл ет 71527 руб. в год.

Claims (2)

1.Рутман Д.С. и др. Испарение алюминатной и хромистой шпинелей Огнеупорыi 1968, № 10, с. 40.

2.Авторское свидетельство СССР № 56(291, кл. С 0 В 35/02, 1975.

3- Патент Франции, tf 2305+09, кл. С uk 3 35/00, 197.

Ц . Авторское свидетельство СССР ff , кл. С 04 В 35/02, 197. Поверхность плотна , ошлакованна , трещин и сколов не обнаружено Порошок отсутствует Реакционна  корочка мощностью 2,0-3,0 мм отслоилась. Под ней обнаружен осветленный порошок толщиной 2- мм.