ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ РЕМОНТА И ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ Российский патент 2000 года по МПК C04B35/43 C04B35/66 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к составам огнеупорных масс для ремонта и футеровки металлургических агрегатов, в том числе промежуточных ковшей, переливных и аварийных емкостей и т.д.

Известна огнеупорная масса на основе периклаза, используемая в качестве обмазки металлургических агрегатов, содержащая, мас. %: периклаз фракции менее 0,075 мм (с Fe₂O₃ - 1-3%; водопоглощением менее 4%) - 77,5; порошок бентонита - 3,5%: порошок метасиликата натрия Na₂SiO₃•5H₂O - 19 (патент Великобритании N 1272845, С 04 В 19/04, В 22 С 3/00, 1972).

Известно огнеупорное покрытие для ремонта и футеровки промежуточных ковшей, содержащее, мас. %: периклаз - 100%; сульфат магния - 0,05-7,0; силикат натрия - 0,5-7,0: гашеная известь - 0,05-7,0; органическое рубленое волокно - в необходимом количестве: бентонит, огнеупорная глина - в необходимом количестве; связующее - в необходимом количестве (заявка Японии N 5-12063, В 22 D 11/10, 1992).

Основным недостатком указанных масс является их низкая адгезия в момент нанесения к поверхности постоянной (алюмосиликатной) футеровки, находящейся под углом 70-90^o к горизонтали, а также их недостаточная коррозионная стойкость.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является огнеупорная масса для ремонта и футеровки металлургических агрегатов состава: периклаз разной зернистости - основа, силикат натрия, сульфат магния, бентонит, а также смоляное связующее с температурой размягчения ниже 160^oC (Патент ДЕ 1471295, кл. С 04 В 35/66, опубл. 18.02.71).

Однако данная масса также не обладает достаточной адгезией (в момент ее нанесения) к поверхности постоянной (шамотной) футеровки промковша, находящейся под углом 70-90^o к горизонтали, и имеет недостаточную коррозионную стойкость.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является повышение адгезии массы в момент нанесения к поверхности постоянной футеровки, находящейся под углом 70-90^o к горизонтали, что предотвращает отскок и отслоение покрытия как во время его нанесения, так и при сушке, а также повышение коррозионной стойкости массы.

Поставленная задача решается за счет того, что огнеупорная масса для ремонта и футеровки металлургических агрегатов включает периклаз фракций 3-1 мм, 1-0 мм и менее 0,09 мм, силикат натрия, бентонит и сульфат магния и дополнительно выгорающую добавку (целлюлозу, древесные опилки) фракции 3-0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%
Периклаз фракции 3-1 мм - 11-18
Периклаз фракции 1-0 мм - 60-65
Периклаз фракции менее 0,09 - 12-21
Сульфат магния - 1,4-2,0
Бентонит фракции 0,5-0 мм - 0,7-2,5
Выгорающая добавка фракции 3-0 мм - 0,9-3,5
Метасиликат натрия - 1,8-3,0
Указанное сочетание компонентов и их количественное значение обеспечивают хорошую адгезию к поверхности постоянной футеровки, находящейся под углом 70-90^o к горизонтали, и высокую коррозионную стойкость массы.

Описываемый результат достигнут экспериментально в процессе исследования и воспроизводится при условии использования сульфата магния, бентонита и метасиликата натрия в указанных соотношениях, в результате даже введение в периклазовую массу такого разупрочнителя как опилки или целлюлоза не сказывается на отскоке и отслоении.

Примеры составов испытанных масс и прототипа, а также свойства образцов их этих масс приведены в таблице.

В качестве исходных компонентов использовали периклаз (спеченный, содержащий 89-91% MgO, 2,5% CaO, 1,8% SiO₂) фракции 3-1 мм, 1-0 мм и менее 0,09 мм, сульфат магния MgSO₄•7H₂O (фракции менее 1 мм), молотый бентонит фракции 0,5-0 мм, выгорающую добавку фракции 3-0 мм - древесные опилки и целлюлозу, метасиликат натрия фракции 1-0 мм.

Исходные компоненты вводили в высокоскоростной смеситель типа "Айрих" в следующей последовательности: периклаз фр. 3-1 мм, 1-0 мм, менее 0,09 мм, бентонит, выгорающая добавка, сульфат магния, метасиликат натрия, вода (18±2% сверх 100% компонентов массы), перемешивали в течение не более 5 мин. Влажность массы составляла 15-20%.

Испытания массы проводили следующим образом.

Адгезию определяли визуальным методом. Из приготовленной массы вручную формовали шарики по 500 г каждый, укладывали их на большую поверхность шамотного кирпича. Через 5 мин кирпич устанавливали вертикально и фиксировали визуально поведение шарика: падение, деформация, отсутствие падения и деформации. Коррозионную стойкость масс определяли тигельным методом при 1600^oC с использованием металлургического шлака с основностью 1. Тигли из масс прессовали при удельном давлении 100 кгс/см², сушили на воздухе или в сушильном шкафу при 100^oC и обжигали при 1450^oC. Коррозионная стойкость - величина, обратная износу, определялась по изменению площади разрезанного тигля до и после испытания. Причем коррозионная стойкость тигля из массы прототипа принята за 1. Тигли из заявленной массы имели износ меньший и, следовательно, коррозионную стойкость более высокую.

Теплопроводность определяли методом, приведенным в ГОСТ 12170-85.

Испытания проведены по единой методике на одинаковом количестве образцов (по пять на адгезию и шлакоустойчивость и по три - на теплопроводность).

Как видно из данных таблицы, результаты испытаний подтверждают высокую адгезивную способность разработанной массы к огнеупорной футеровке и ее коррозионную устойчивость, что позволяет увеличить стойкость массы в службе и снизить ее удельный расход по указанной причине, а также за счет предотвращения потерь массы вследствие отсутствия отскока и отслоения в процессе выполнения футеровочных работ.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может использоваться для ремонта и футеровки металлургических агрегатов, в том числе промежуточных ковшей, переливных и аварийных емкостей и т.п. Технический результат изобретения: повышение адгезии массы в момент нанесения к поверхности постоянной футеровки, находящейся под углом 70-90° к горизонтали, что предотвращает отскок и отслоение покрытия как во время его нанесения, так и при сушке, а также повышение коррозионной стойкости массы. Масса включает, мас.%: периклаз фракции 3-1 мм 11-18, фракции 1-0 мм 60-65, фракции менее 0,09 мм 12-21, сульфат магния 1,4-2,0, бентонит фракции 0,5-0 мм 0,7-2,5, выгорающую добавку фракции 3-0 мм 0,9-3,5, метасиликат натрия 1,8-3,0. 1 табл.

Огнеупорная масса для ремонта и футеровки металлургических агрегатов, включающая периклаз разной зернистости, силикат натрия, бентонит и сульфат магния, отличающаяся тем, что дополнительно содержит выгорающую добавку фракции 3 - 0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Периклаз фракции 3 - 1 мм - 11 - 18
Периклаз фракции 1 - 0 мм - 60 - 65
Периклаз фракции менее 0,09 - 12 - 21
Сульфат магния - 1,4 - 2,0
Бентонит фракции 0,5 - 0 мм - 0,7 - 2,5
Выгорающая добавка фракции 3 - 0 мм - 0,9 - 3,5
Метасиликат натрия - 1,8 - 3,0