СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1998 года по МПК B22D11/10 B22D41/52 

Изобретение относится к производству огнеупорных изделий для черной металлургии и может быть использовано, в частности, для производства огнеупорных изделий, используемых при непрерывной разливке стали на МНЛЗ.

Известен способ производства огнеупорных изделий, включающий подготовку шихты, формование изделий, их сушку и обжиг при заданной температуре. Недостатком известного способа, взятого за прототип, является то, что готовые огнеупорные изделия, произведенные по этому способу, имеют значительную пористость и смачиваются жидкими металлом и шлаком, что является причиной их быстрого износа при работе в контакте с указанными агрессивными средами.

Техническим эффектом изобретения является устранение названного недостатка, повышение плотности огнеупорных изделий и их стойкости при работе в контакте с жидкими металлом и шлаком.

Технический эффект достигается тем, что в известном способе производства огнеупорных изделий, включающем подготовку шихты, формование изделий, сушку и обжиг, изделия дополнительно подвергают термообработке в потоке природного газа в течение 5 - 150 ч при температуре 600 - 1150^oC, избыточном давлении газа 10 - 2000 Па и его расходе 50 - 200 л/мин.

Технический эффект достигается также и тем, что дополнительную термообработку изделий в потоке природного газа проводят с периодическим прерыванием потока природного газа с частотой 1 - 60 цикл/ч.

Технический эффект достигается и тем, что изделия перед обжигом пропитывают каменноугольным пеком.

Сущность изобретения заключается в следующем. Огнеупорные изделия, сформированные из подготовленной шихты, сушат, обжигают, а затем в течение 5 - 150ч обрабатывают в потоке природного газа при температуре 600 - 1150^oC, при избыточном давлении газа 10 - 2000 Па и его расходе 50 - 200 л/мин. Указанную обработку изделий проводят в вакуумной печи или в печи с контролируемой атмосферой. Природный газ, идущий через пространство печи с давлением 10 - 2000 Па, проникает в поры огнеупорных изделий и диссоциирует с выделением углерода и водорода. Углерод, отлагаясь в порах изделий, повышает их плотность и уменьшает смачиваемость изделий металлом и шлаком, что увеличивает стойкость изделий при работе в контакте с жидкими металлом и шлаком. Указанные пределы параметров обработки изделий в токе природного газа (время обработки, температура, расход и давление природного газа) обеспечивают наилучшие условия для уплотнения огнеупорных изделий путем осаждения в открытых порах углерода разлагающегося природного газа, а также обеспечивают экономичность такой обработки.

Дополнительное улучшение условий уплотнения огнеупорных изделий углеродом природного газа достигается с периодическим прерыванием потока природного газа с частотой 1 - 60 цикл/ч. Периодическое прекращение подачи природного газа в печь и создание в печи вакуума способствует ускорению диффузии водорода из пор и природного газа в поры и большому заполнению открытых пор изделий углеродом. Это ускоряет процесс обработки изделий и сокращает расход на него природного газа. Этому же способствует пропитка огнеупорных изделий перед обжигом каменноугольным пеком. При обжиге изделий углеродные соединения, составляющие пек, разлагаются и выделяющийся углерод заполняет поры. Наличие в порах углерода пека способствует сокращению времени дополнительной обработки изделий в потоке природного газа и сокращает его расход на эту обработку.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Корундовые стопоры-моноблоки, используемые в процессе непрерывной разливки стали на МНЛЗ, после изготовления по известному способу подвергали обработке в вакуумной печи в потоке природного газа с расходом 90 л/мин при температуре 950^oC и с периодическим прерыванием потока природного газа в печи. Перед подачей в печь природного газа в печи создавали вакуум величиной 10 Па. Длительность фаз давления и вакуума в печи при обработке изделий составляла 7 и 3 мин соответственно. Обработку стопоров-моноблоков в указанном режиме производили в течение 24 ч. По сравнению с изделиями, изготовленными по известному способу, стойкость стопоров-моноблоков, изготовленных в соответствии с изобретением, повысилась на 30%.

Пример 2. Корундовые погружные сталеразливочные стаканы, используемые при непрерывной разливке стали на МНЛЗ, изготовляли согласно изобретению. После формования и сушки стаканов их пропитали пеком и подвергли обжигу в вакуумной печи при вакууме 5 Па. После обжига изделия в той же печи обрабатывали при температуре 850^oC в потоке природного газа, расход которого составил 40 л/мин. Природный газ подавали в печь периодически под давлением 1200^oC Па. Длительность фаз давления в вакууме поддерживали одинаковой и равной 6 мин. Продолжительность обработки составила 20 ч. Стойкость стаканов, изготовленных согласно изобретению, повысилась на 45%.

Таким образом, применение изобретения позволяет производить огнеупорные изделия с повышенной стойкостью к жидким агрессивным шлаковым и металлическим средам.

Использование: производство огнеупорных изделий для черной металлургии, в частности производство огнеупорного припаса, используемого при непрерывной разливке стали. Сущность: для повышения стойкости по отношению к жидким агрессивным металлическим и шлаковым средам огнеупорные изделия, сформованные из подготовленной шихты, сушат, обжигают и подвергают обработке в токе природного газа в течение 1-150 ч при температуре 600-1150^oС, избыточном давлении газа 10-2000 Па и его расходе 50-200 л/мин. Для ускорения процесса уплотнения огнеупорных изделий за счет отложения в их порах углерода разлагающегося природного газа давление его периодически с частотой 1-60 раз в час изменяют. Сокращение расхода природного газа и времени обработки изделий достигается за счет предварительной пропитки огнеупорных изделий каменноугольным пеком перед их обжигом. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ производства огнеупорных изделий, включающий подготовку шихты, формование изделий, сушку и обжиг, отличающийся тем, что после обжига изделия дополнительно подвергают термообработке в потоке природного газа в течение 5 - 150 ч при температуре 600 - 1150^oC, избыточном давлении газа 10 - 2000 Па и его расходе 50 - 200 л в 1 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную термообработку осуществляют с периодическим прерыванием потока природного газа с частотой 1 - 60 циклов в час. 3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что изделия перед обжигом пропитывают каменноугольным пеком.