Огнеупорная масса для футеровки желобов фосфорных печей Советский патент 1984 года по МПК C04B35/52 

Изобретение относится к производству огнеупоров, в частности огнеупных масс для футеровки шлаковых желобов фосфорных печей.

Известна огнеупорная масса для футеровки желобов доменных печей, содержащая, мас.%: речной песок 50-60; огнеупорная глина 25-35J каменноугольный пек 15-20 Л.

Недостатком указанного состава является его невысокая стойкость, обусловленная химическим взаимодействием огнеупорной глины и песка со шлаковым расплавом с образованием алюмосиликокальциевых соединений.

Известна огнеупорная масса для футеровки главных желобов доменных печей, включающая следующие компонеты, мас.%: коксик фракции 0,001-5. м 24-30, огнеупорная глина фракции 0,001-1 мм 20-24; магнезитовый огнеупор фракции 0,001-1 мм 35-45; каменноугольный пек фракции 0,0011 мм 9-13 2.

Недостатком данного состава огнеупорной массы является ее низкая механическая прочность под воздействием высокотемпературных окислитель ных сред.

Огнеупорная масса опробована для футеровки сливного желоба фосфорной печи. Проведенньй эксперимент показал, что в этих условиях удельная окисляемость футеровочной массы находится на уровне 1,72 мг/см мин, а предел прочности на сжатие не превьшает 48 кгс/см.

Повышенная удельная окисляемость делает неприменимой указанную маесу для футеровки сливных желобов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорная масса 3 , используемая в настощее время на предприятиях фосфорной подотрасли, содержащая, мас.%: Термоантрацит фракции, мм

0,4-317,7

3-8 26,5 0,0-0,444,2

Антраценовая

фракция3,9

.Каменноугольный пек7,7

Однако стойкость известной огнеупорной массы в шлаковых желобах

фосфорных печей не достаточно высока, в частности, механическая прочность составляет 40 кгс/см, а окисляемость 1,48 мг/см -мин. Причиной невысокой стойкости массы является выгорание связующего приводящее к снижению механической прочности, осыпанию и размыванию массы шлаком.

Цель изобретения - повышение механической прочности и уменьшение окисляемости.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса для футеровки желобов фосфорных печей, содержащая термоантрацит фракции 3-8 мм, 0,4-3 мм и менее 0,4 мм, каменноугольный пек и антраценовое масло, дополнительно содержит феррофосфор при следующем соотношении копонентов, мас.%:

Каменноугольньй пек7-10

Антраценовое

масло3-5

Ферррфосфор10-40

Термоантрацит Остальное

Обоснование оптимального содержания феррофосфора в предлагаемом составе огнеупорной массы представлено в таблице.

Анализ данныхJ приведенных в , показывает, что оптимальным содержанием феррофосфора в составе огнеупорной массы, характеризующейся повьш1енной стойкостью при химических и механических воздействиях, является его концентрация 10-40%.

Введение феррофосфора в состав массы в количестве менее 10% не позволяет достигнуть достаточной стойкости футеровки. При увеличении же содержания феррофосфора в составе массы более 40% механическая прочность ее резко снижается из-за недостатка наполнителя, обеспечивающего его взаимодействие со связующим . 1.

Положительное влияние феррофосфора на химическую стойкость огнеупорной массы объясняется окислением его при высоких температурах. Так при температуре выше феррофосфор взаимодействует с кислородом воздуха с образованием фосфатов железа, экранирующих поверхность углерода от химического воздействия окислительной среды, фосфорных шлаков. Рентгенофазоаый анализ образцов, обожженных на воздухе при 800-1АОО указывает на наличие в них фосфатов и пирофосфатов железа (FePO, Fe.,(P ). Используемый феррофосфор является побочным продуктом электротермического производства жел.того фосфора и имеет следующий химический состав, мас.%: Рп20 - 25; 5л 0,1-8,о Мп 1-3, Fe 65-75. Пример 1. Готовят образец огнеупорной массы, содержащий,мае. феррофосфор 25, каменноугольный пек 7,7, антраценовое масло 3,9, термоантрацит фракций до 0,4 мм 4А, 0,4-3 мм 17,7, 3-8 мм 1,5. В смеситель загружают термоантра цит фракций 3-8 мм 15 г, 0,4-3 мм 177 г, до 0,4 мм 442 г. Туда же вно сят 250 г феррофосфора 39 г анграценового масла и 77 г среднетемпературного каменноугольного пека. Смесь перемешивают при 130 С в тече ние 30 мин. Полученную массу затрам бовывают в матрицу размером 40х40х х200 мм и помещают в шахтную печь, где обжигают при 90СгС в течение 1 ч. i После охлаждения образца огнеупорной массы на воздухе из него вьфезают куб размером 40x40x40 мм и подвергают испытаниям на механическую прочность и окисляемость. П р и м е р 2. Готовят образец огнеупорной массы, содержащий, мас. феррофосфор 10 каменноугольный пе 7; антраценовое масло 3; термоантра цит фракций до 0,4 мм 40; 0,4-3 мм 3-8 мм 35. В смеситель загружают термоантра цит фракций 3-8 мм 350 г, 0,4-3 мм .50 г., до 0,4 мм 400 г. Туда же вносят 100 г феррофосфора, 30 г антраценовой фракции и 70 г среднетемпературного каменноугольного пека. Перемешивают при в течение 30 мин. Полученную массу затрамбовывают в матрицу размером 40х40х х200 мм и обуигают при в течение 1 ч. Пример 3. Готовят образец огнеупорной массы, содержащий, мас.% феррофосфор 40J каменноугольный пек 10J антраценовое масло 5j термоантрацит фракций до 0,4 мм 20, 0,4-3,0 мм 20, 3,0-8,0 мм 5. В смеситель загружают термоантрацит фракций 3-8 мм 50 г, 0,4-3, мм 200 г, до 0,4 мм 200 г. Затем вносят 400 г феррофосфора, 50 г антраценовой фракции и 100 г среднетемпературного пека. Перемешивают при в течение 30 мин. Полученную массу затрамбовывают в матрицу размером 40x40x200 мм и помещают в шахтную печь, где обжигают при 900с в течение 1ч. На основании данных таблицы можно сделать вывод, что предлагаемый состав огнеупорной массы в сравнении с известньми, в частности с базовым, обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками, вьфаженными в повьпиенной механической прочности (предел прочности на сжатие возрастает до 80 кгс/см) и низкой удельной окисляемости (0,38-0,78 мг/см мин). Использование предлагаемого состава огнеупорной массы для футеровки шлаковых желобов фосфорных печей позволяет в 2-2,5 раза увеличить их межремонтный период.

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ФУТЕРОВКИ ЖЕЛОБОВ ФОСФОРНЬЕХ ПЕЧЕЙ, содержащая термоантрацит фракции 3-8 мм, 0,4-3 мм и менее 0,4 мм, каменноугольный пек и антраценовое масло, отличающаяся тем, что, с целью повьппения механической прочности и уменьшения окисляемости, она дополнительно Содержит Аеррофосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Каменноугольный 7-10 пек Антрацено3-5 вое масло Ферро(Л 10-40 фосфор Остальное Термоантрацит

44,2 17,7 21,5 5 3,9 44,2 17,7 16,5 . 10 3,9 7,7 41 1,4 7,7 48,0 0,78 1,48

Продолжение таблицы