Способ получения смоло- и пекосвязанных огнеупоров Советский патент 1984 года по МПК C04B35/02 C04B35/04 

Изобретение относится к производ ству смоло- и пекосвязанных безобжи говых огнеупоров, содержащих в своем составе значительное количест во дисперсного углерода, используемых для футеровки сталеплавильных кислородных конверторов. Известен способ Г ползчения смоло- и пекосвязанньис огнеупоров путем рассева, дозировки, подогрева смешивания минеральной составляющей со связующим с последующим прессованием. Кроме того, предусматривается введение твердьпс углеродистых веществ (графита, кокса, сажи и др. в связующее или в шихту и смешивание их механическим путем. Это приводит к увеличению содержания остаточного углерода в огнеупорах, но вследствие неравномерного распредертения углеродистой добавки в объеме огнеупора ухудшаются качественные показатели изделий, т.е. увеличение углеродистого остатка не приводит к заметному повьш1ению стойкости огнеупора . Наиболее близким к предлагаемому является способ получения смоло- и пекосБЯзанных огнеупоров, включающий обжиг сьфья, рассев его на фракции, приготовление шихты, смешивание ее с каменноугольной смолой, прессование. Способ предусм ривает введение углеродистой добавки (графита, кокса, сажи и др.), для достижения равномерного распределения ее по всему объему огне упора смешивание дисперсного углерода со связующим осуществляют в ультразвуковом поле 2j . Однако согласно известному спосо бу в качестве углеродистой добавки используется дорогостоящее, дефицитное сырье, применяется дорогосто ящее оборудование - мощные ультразвуковые генераторы, полученные огнеупоры имеют низкую механическую и orHeBjno гтойкость, так как углеродистая добавка представляет собой крупнодисперсные включения между зернами шихты. Цель изобретения - повьшение содержания остаточного углерода, ,более равномерное распределение его в объеме огнеупора и повьшгение . проч ности. Цель достигается тем, что соглас но способу получения смоло- и пеко-г связанных огнеупоров путем обжига . сырья, рассева его на фракции, приготовления шихты, смешивания ее с каменноугольной смолой и последую-, щего прессования, сырье до обжига обрабатывают 20-48%-ным водньм раствором нитрата никеля или железа, а обжиг в интервале температур 400600 С ведут в среде углеводородов. В качестве углеводородов используют газообразный углеводород Cj-C или их смесь, а также жидкие углеводороды с температурой выкипания до . В огнеупорной шихте, обработанной нитратом никеля или железа, в процессе обжига нитраты металлов разлагаются до окислов, которые в углеводородной среде, восстанавливаются до чистого металла и уже на частицах чистого металла растет углерод. Скорость роста углеродных образований зависит от температуры и максимальна в области 450-550°С для никеля и 500-600 С для железа. При температуре ниже 400с углерод не образуется, а вьщ1е идет обычный пиролиз углеводородов. Пример 1. В качестве исходного минерального сырья используют шихту фракции 0-8 мм идущую на получение магнезитового порошка марки ВДИК-75. Шихту обрабатьгоают 20%-ным водным раствором нитрата никеля. Навеску обработанной шихты массой 50 г помещают в кварцевый сосуд, позволяющий осуществлять продувку газом через слой шихты. Затем сосуд помещают в печь, в которьй начинают прднимать температуру, т.е. начинают обжиг шихты, одновременно подают инертный газ. Начиная с температуры 400 С вместо инертного газа подают углеводородный газ следующего состава, об.%: СН4 , С. 4,31 , C,Hg 64,7;; СцНдд 21,4. Расход газа 25 мл/мин сохраняется в течение 30 мин. Температура в печив этот момент л/600 С. Прекращают подачу углеводородного газа и продолжают дальнейший обжиг, подавад снова инертный газ. По окончании обжига минерально-углеродный композит извлекают из сосуда и смешивают при 125I O C с препарированной каменноугольной смолой с коксовым числом 46% и динамической вязкостью при ЮОС 35-70 П. Образующуюся массу прессуют при 80-95 С. Содержание остаточного углерода в скоксованных изделиях по сравнению с использованием в промыишенности увеличилось на 19%. Предел прочности при сжатии готовых изделий увеличился на 8,7%. Пример 2. Порядок проведения опыта, исходная огнеупорная шихта, углеводородньй газ те .же, что и в примере 1. Шихту обрабатывают 48%-ным водным раствором нитра та никеля. Содержание остаточного углерода в скоксованных изделиях увеличилось на 36%. Предел прочности при сжатии готовых изделий увели чился на 9,4%. Пример 3. Порядок проведения опыта, исходная огнеупорная шихта, концентрация водного раствора (NiCNO)2 те же, что и в примере 1. Углеводородное сьфье - бензи с концом кипения 98 С, скорость подачи 30 мл/ч. Содержание остаточного углерода в скоксованных огнеупорах увеличилось на 22%. Предел прочности при сжатии готовых изделий увеличился на 9,0%. Пример 4 .. Порядок проведе ния опыта, исходная огнеупорная шихта, концентрация водного раство . ра NiCNO) те же, что и в примере Углеводородное сырье-смесь нормальных парафинов с концом кипения 290 С. Содержание остаточного углерода в скоксованных огнеупорах увел чилось на 41%. Пррдел прочности при сжатии увеличился на 10,9%. 524 Пример 5. Порядок проведения опыта, исходная огнеупорная шихта те же, что и в примерах 1-4. Шихту обрабатывают 40%-ным водным раствором нитрата железа. Углеводородное сьфье то же, что и в примере 1. Время йагрева от 400 до 600 С 90 мин. Содержание остаточного углерода в скоксованных огнеупорах увеличилось на 17%. Предел прочности при сжатии увеличился на 6,5%.. Пример 6. Аналогичен примеру 5,но концентрация водного раствора нитрата железа 48%. Содержание остаточного углерода увеличилось на 20%. Предел прочности при сжатии увеличился на 6,7%. Пример 7. Аналогичен примеру 5, но углеводородное сырье то же, что и в примере 3. Содержание остаточного углерода увеличилось на 20%. Предел прочности при сжатии увеличился на 7,4%. Пример 8. Аналогичен примеру 6 , но углеводородное сьфье то же, что и в примере 4. Содержание остаточного углерода увеличилось на 26%. Предел прочности при сжатии; увеличился на 7,8%. Результаты опытов по изготовлению огнеупорных изделий и их физикомеханические свойства приведены в таблице. Анализ таблицы показывает, что повышенное содержание углерода в огнеупорах привело к улучшению их механических свойств, стойкости к окислению, что позволило увеличить срок службы кислородных конверторов.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМОЛОИ ПЕКОСВЯЗАННЫХ ОГНЕУПОРОВ путем обжига сырья, рассева его на фракции, приготовления шихты, смешивания ее с каменноугольной смолой и последующего прессования, о т л и ч а rout и и с я тем, что, с целью повышения содержания остаточного углерода, более равномерного распределения его в объеме огнеупора и повышения прочности, сырье до обжига обрабатывают 20-48%-ным водным раствором нитрата никеля или железа, а обжиг в интервале температур 400-600 С ведут в среде углеводородов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качест(Л ве углеводородов используют газообразньм углеводород С, или их смеси, а также жидкие углеводороды с температурой выкипания до 300 С.

20

48

30

30

5,71 7,24 5,98 7,69 5,53 5,8

40

48

48

90

90

30

Кажущаяся плотность, г/см 2,95 2,98 2,95 Предел прочности при сжатии, кг/см 741 746 743 Открытая пористость, % 3,2 2,95 3,2

Продолжение таблиць 2,99 2,95 2,952,90756 726 727650 2,96 3,3 3,24,8