ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ НАБИВНЫХ ФУТЕРОВОК КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ДВОРОВ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 1999 года по МПК C04B33/22 C04B35/66 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменных печах для футеровки желобов, ковшей и других футеровок конструктивных элементов и оборудования литейных дворов.

Широко известны огнеупорные массы для желобов доменных печей, основанные на материалах системы Al₂O₃ - SiO₂ - SiC - C. При этом содержание Al₂O₃ находится в пределах 60 - 85%, а SiC - 12 - 33%. Например, массы французской фирмы "Zafarge Refractaires" с содержанием графита - 3 - 10%, SiC - 5 - 15% на базе плавленого корунда. Массы обладают высокой термостойкостью. Однако применение их ограничено из-за высокой стоимости.

Известны также углеродистые шамотосодержащие желобные массы на основе кокса, недостатком которых является недостаточно высокая стойкость.

Наиболее близким техническим решением является огнеупорная набивная масса, включающая в качестве основы - муллит 65 - 80%, карбид кремния 5 - 15%, графит 2 - 5%, глина 2 - 6%, связующее на основе водного раствора кремнезема - 5 - 10% (пат. США N 5064787, кл. C 04 B 35/52, 12.11.91 - прототип).

Недостатком этой композиции является высокая стоимость и недостаточная стойкость к тепловому удару.

Технической задачей изобретения является повышение стойкости футеровки желобов и снижение затрат на их изготовление.

Технический результат достигается тем, что в огнеупорной массе для набивных футеровок конструктивных элементов и оборудования литейных дворов доменных печей, содержащей карбид кремния, графит, глину, алюмосиликатный компонент - шамот с содержанием Al₂O₃ 38 - 40%, в качестве связующего содержится каменноугольный пек, пластификатор и дополнительно электрокорунд в качестве наполнителя с размером частиц 0,006 - 0,06 мм при содержании в нем не более 5% фракции с размером частиц 0,006 - 0,01 мм при следующем содержании компонентов, мас.%:
Карбид кремния - 10 - 17
Графит - 5 - 10
Глина - 2 - 6
Каменноугольный пек - 3 - 5
Пластификатор - 1 - 3
Электрокорунд - 10 - 20
Шамот или отработанная футеровка - Остальное
Масса в качестве пластификатора содержит лигносульфонат натрия. Верхнее и нижнее содержание компонентов выбрано экспериментальным путем. В качестве связующего используется каменноугольный пек, упрочняющий массу при низкой температуре, глина в смеси с тонкодисперсным электрокорундом, выполняющие роль вяжущего при высоких температурах, образующие при спекании керамический материал и связывающие частицы заполнителя.

Предлагаемое соотношение компонентов позволяет получить комплекс необходимых огнеупорных свойств при относительно невысокой стоимости массы, так как в качестве основного зернистого заполнителя используется вместо боксита, глинозема - шамот фракции 0,2 - 6,0 мм. В качестве остальной части заполнителя применяются карбид кремния фракции 0,015 - 0,1 мм и электрокорунд фракции 0,006 - 0,06 мм. Лигносульфонат натрия вводится в количестве 1 - 3%, что обеспечивает достаточную пластичность набивной массы. При введении его в большем количестве увеличивается усадка.

Технология приготовления огнеупорной массы предусматривает утилизацию отработанной массы. Куски футеровки дробятся до определенной крупности и используются при приготовлении новой массы (до 50%).

Промышленные испытания разработанной массы на желобе доменной печи СП АК "Тулачермет" показали, что материал обладает комплексом термомеханических свойств и обеспечивает высокую стойкость футеровки (см. таблицу в конце описания).

В доменном цехе СП АК "Тулачермет" освоена и внедрена технология изготовления высокоогнеупорной массы из отечественных материалов. Внедрение массы на "качающейся" ванне ДП-3 доменного цеха позволило в 4 раза увеличить стойкость футеровки без промежуточных ремонтов и в 13 раз с учетом промежуточных ремонтов по сравнению с применяемыми углеродистыми массами.

Удельный расход огнеупорной массы на 1 тонну чугуна уменьшился в 3,5 раза. Через ванну пропущено 115 тыс. т чугуна без промежуточных ремонтов и 400 тыс. т чугуна с 8 промежуточными ремонтами, что соответствует уровню стойкости масс аналогично класса зарубежного производства. Затраты на ее изготовление в 2,7 раза ниже по сравнению с импортной массой, а удельный расход снижен в 1,22 раза.

Огнеупорная масса для набивных футеровок конструктивных элементов и оборудования литейных дворов доменных печей относится к черной металлургии и может быть использована в доменных цехах для футеровки желобов, ковшей и других футеровок конструктивных элементов и оборудования литейных дворов. Огнеупорная масса содержит, мас.%: карбид кремния 10-17; графит 5-10; глина 2-6; каменноугольный пек 3-5; пластификатор (лигносульфонат натрия) 1-3; электрокорунд с размером частиц 0,006-0,06 мм, при содержании в нем не более 5% фракции с размером частиц 0,006-0,01 мм 10-20; шамот или отработанная футеровка остальное. Может быть использован шамот с содержанием Al₂O₃ 38-40%. Решаемая техническая задача: повышение стойкости футеровки желобов и снижение затрат на их изготовление. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Огнеупорная масса для набивных футеровок конструктивных элементов и оборудования литейных дворов доменных печей, включающая карбид кремния, графит, глину, алюмосиликатный компонент и связующее, отличающаяся тем, что она содержит в качестве алюмосиликатного компонента шамот или отработанную футеровку, в качестве связующего - каменноугольный пек и дополнительно - пластификатор и, в качестве наполнителя - электрокорунд с размером частиц 0,006-0,06 мм, при содержании в нем не более 5% фракции с размером частиц 0,006-0,01 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид кремния - 10-17
Графит - 5-10
Глина - 2-6
Каменноугольный пек - 3-5
Пластификатор - 1-3
Электрокорунд - 10-20
Шамот или отработанная футеровка - Остальное
2. Огнеупорная масса по п.1, отличающаяся тем, что она содержит шамот с содержанием Al₂O₃ 38-40%. 3. Огнеупорная масса по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве пластификатора лигносульфонат натрия.