Способ получения форстеритовых и форстеритохромитовых огнеупоров Советский патент 1986 года по МПК C04B35/653 

1

Изобретение относится к производству электроплавленных форстеритовых и форстёритохромитовых. огнеупоров и может быть использовано в металлургии и огнеупорной промьшшенности.

Цель изобретения - уменьшение пористости и повьпиение термостойкости огнеупорных изделий.

При нагреве формы ниже 2073 К резко повышается вязкость расплава при охлаждении, что препятствует вьщеле- нию газов, растворенных в расплаве. Нагрев формы вьше 2173 К экономически нецелесообразен, а также технически трудно осуществим.

Выдержка расплава при 2173-2073 К в течение 0,1-0,5 ч обеспечивает достаточное удаление растворенных газов. В этом интервале температур расплав выдерживают, подогревая форму внешним источником тепла (лучис- тьм, индукционньш нагрев) для удаления газов, растворенных в расплаве. Выдержка менее 0,1 ч не обеспечивает достаточного удаления газов. Выдержка более 0,5 ч приводит к интенсивному испарению с поверхности расплава MgO, , уменьшение содержания которых снижает физико-технические свойства огнеупора. Кроме того, увеличение вьдержки более 0,5 ч не приводит к дальнейшему улучшению структуры.

Скорость охлаждения до 1973-1925 :менее 200 град/ч ухудшает термостой- кость огнеупоров в результате образования крупных кристаллов, а при скорости охлаждения расплава более 250 град/ч, требуется принудительный отвод тепла от отливки.

При выдержке менее 2 ч обнаружено присутствие ст еклофазы, что резко снижает термостойкость Изделий. Выдержка более 3 ч экономически нецелесообразна, поскольку не приводит к улучшению физико-технических свойств отливки. В интервале 1973- 1925 К происходят предкристаллизаци- онное упорядочение расплава и интенсивная кристаллизация форстерита и хромистой шпинели основных слагающих фаз материала. Вьщержка расплава при этой температуре способствует образованию цельнокристаплической структуры материала, улучшению его физикD-тcx tичecкиx показателей.

Последующая скорость охлаждения более 60 град/ч приводит к о&разова

10

15

20

60362J

нию трещин, из-за которых происходит 60-70% брака изделий, а меньшая скорость охлаждения удлиняет технологический цикл.

Быпи про1зедены опытные плавки в трехфазной электродуговой печи шихты огнеупоров форстеритохромитового состава на основе шлаков феррохромног-о производства и отходов производства асбеста.

Расплав, нагретьй до 2400 К, разливали в графитовые формы. Получены огнеупорные блоки размерами 15Q х X 150 X 230 мм следующего фазового состава, вес.%:

Форстерит36-60

Периклаз1-15

Хромшпинелид 25-50

В качестве нагревателя для управления процессом охлаждения использовали источник И1адукционного нагрева мощностью 24 кВт с плавной регулировкой тока.

Свойства огнеупоров, полученных по предлагаемому (режимы 1-4) и из-) вестному способам, приведены в таблице .

Изделия, полученные по известно- му способу, с отжигом в термоящиках, уступают по своим характеристикам изделиям, полученным предлагаемым способом, имеют высокую (до 12%) пористость, трешд1ны.

Таким образом, на начальной стадии осуществления способа для формирования беспористой структуры изделий расплав ньщерживают в форме с температурой 2173-2073 К. В этот период происходит медленное охлаждение расплава от температуры разливки до температуры формы, в расплаве формируются и удаляются пузырьки растворенных газов..

В период охлаждения расплава от 2173-2073 К и вьщержки при 1973- 1925 К происходит кристаллизация хром- шпинелида и форстерита. На этом этапе формируется мелкокристаллическая структура материала, определяющая его повьш1енную термостойкость.

25

30

35

40

45

50

Этап охлаждения со скоростями, не превьшающими 60 град/ч, до температуры окружающей среды позволяет получить отливки без трещин, так как при 55 этих скоростях развивающийся градиент температур не приводит к возникновению внутренних напряжений выше критических.

Полученные по пpeдлaгaeмo fy способу гшавленолитые форстеритовые и фор- стеритохромитовые огнеупоры обладают высокими физико-техническими характеристиками (открытая пористость 4- 4,1%, предел прочности при сжатии 210 МПа), что позволяет заменить дорогостоящие плотные периклазохроми- товые огнеупоры в ряде металлургических агрегатов.

Формула изобретения

Способ получения форстеритовых и форстеритохромитовьк огнеупоров пуРежимы охлаждения и свойства огнеупоров, полученных по предлагаемому и известному способам

Составитель Л. Булгакова Редактор А. Огар Техред И.ПоповичКорректор О. Луговая

Заказ 5187/20Тираж 640Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

тем плавления шихты, разливки в форму и ступенчатого охлаждения с изотермическими выдержками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пористости и повьппения термостойкости изделий, разливку проводят в нагретую до 2173-2073 К форму, выдерживают отливкУ в течение 0,1-0,5 ч при этой температуре, за тем снижают температуру со скоростью 200-250 град/ч до 1973-1925 К, выдерживают 2-3 ч, после чего снижают температуру со скоростью 50-60 град/ /ч до температуры окружающей среды.

Изобретение относится к производству электроплавленных форстери- товых и форстеритохромитовых огнеупоров и может быть использовано, в металлургии и огнеупорной промышленности. Целью изобретения является уменьшение пористости и повышение термостойкости изделий. В предлагаемом способе изготовления форстерито- вых огнеупорных изделий, включакнцем плавление шихты, заливку расплава в форму с прибьшью и охлаждение, разливку расплава ведут в предварительно нагретую до 2173-2073 К форму, выдерживают отливку при этой температуре 0,1-0,5 ч, затем снижают температуру со .скоростью 200-250 град/ч до 1973-1925 К, выдерживают 2-3 ч, после чего снижают температуру со скоростью 50-60 град/ч до температуры окружающей среды. Полученные по предлагаемому способу плавленолитые форстеритовые ифорстеритохромитовые огнеупоры обладают высокими физико-техническими характеристиками (открытая пористость 4-4,1%, предел прочности при сжатии 210 Ж1а) что позволяет о заменить дорогостоящие плотные перик-; лазохромитовые огнеупоры в ряде ме- талл ургических агрегатов, табл. 1. с iS Ш