Способ получения огнеупорного покрытия Советский патент 1993 года по МПК C04B35/62 

Изобретение относится к способам получения огнеупорных покрытий и используется при формировании когерентных огнеупорных масс на поверхностях при ремонтах или укреплениях существующих огнеупорных структур, например, стенок или покрытия стенок стеклоплавильных, коксовальных печ§й и др оборудования металлургической промышленности.

Цель изобретения - формирование покрытия на углеродсордержащем огнеупо- ре.

П р и м е р 1. Огнеупорная масса наносится на конвертерную стенку из магнийуг- лероднчх кирпичей, имеющих следующий состав: МдО 90%, С 10% Смесь огнеупорных частиц, частиц топлива, которые способны экзотермическими окисляются с образованием огнеупорного оксида и углеродистых частиц, которые менее склонны к полному окислению, напыляется на эти кирпичи. Температура стенки 900°С. Смесь напыляют при норме 500 кг/ч в газовом потоке, содержащем 70 об.% кислорода. Смесь имеет следующий состав, мас.%

МдО82

Si4

AI4

С10

Частицы кремния имеют средний размер зерен 10 мм и удельную поверхность 5000 см /г. Частицы алюминия имеют средний размер зерен 10 мм и удельную поверхность 8000 см /г Частицы углерода являются

00

ю

IQ

о

:

CJ

частицами, получаемыми при размалывании кокса и их средний размер зерен составляет 1,25 мм. Когда эта смесь напыляется на горячую стенку, частицы кремния и алюминия сгорают, выделяя достаточное количество тепла, которое вызывает расплавление частиц МдО, по меньшей мере, поверхностно, Частицы МдО имеют средний размер зерен 1 мм. В течение напыления частицы кокса объединяется поверхностно с кислородом, позволяя оставаться неокисленными ядрами углерода со средним размером зерен 200 мм, которые включаются в массу, отлагаемую на обработанную поверхность. Огнеупорная масса, которая образуется при этом, содержит приблизительно 3% углерода. Она идеально прилипает к стенке, даже если имеется покрытие шлака на стенке до проведения напыления, а ее состав и ее компактность являются такими, что она противостоит разъеданию и коррозии, когда контактирует с расплавленной сталью.

Подобные результаты были получены также путем замены частиц кокса частицами углерода, получаемыми путем размалывания остатков электродов.

П р и м е р 2. Способ, описанный в примере 1, был повторен, но с добавлением в напыляемую смесь дополнительных частиц кремния, предназначаемых оставаться в элементарной форме для того, чтобы получались кремнийсодержащая огнеупорная масса. Эти частицы имеют средний размер зерен 35 мм. Реакционноспособность этих частиц по отношению к кислородному понижается путем окисления их поверхности, прежде чем они используются в смеси. Вокруг частиц образуется оболочка оксида путем обработки их в псевдоожиженном слое вместе с горячим кислородом. Напыление этой смеси на стенку, состоящую из магний- углеродных кирпичей, образует на ней ком- tKTHyio массу, которая особенно устойчива оррозии при контакте с горячей атмосферой конвертера, расплавленной сталью и его шлаками.

fe| В варианте осуществления, дополнительные частицы, которые предназначаются для того, чтобы оставаться в образуемой массе, имеют минимальный диаметр размером 100 мм. Использование смеси, содержащей такие дополнительные частицы приводит к результатам, подобным примеру 1.

П р и м е р 3. Частицы смеси, состоящей из MgO-огнеупора, кремниевого и алюминиевого топлива, и углерода, состоящего из углеродного ядра, на котором отложен слой окиси алюминия, напыляются на стенку, состоящую из огнеупора магнийуглеродного типа, при температуре 900°С. Норма напыления составляет 100 кг/час при газовом потоке, содержащем 70 об.% кислорода. Смесь имеет следующий состав, мас.%:

МдО75

Si4

AI4

С17

Кремниевые и алюминиевые частицы имеют средний размер зерен и удельную

поверхность, которые являются одинаковыми с таковыми, упомянутыми в примере 1. Частицы углерода имеют средний размер зерен 1 мм, а окись алюминия присутствует в соотношении 1 % в расчете на вес углеро5 да. Оксидное отложение образуется на частицах углерода путем отложения алюминия на частицах под вакуумом, а затем путем окисления металлического слоя. Напыление этой смеси на горячую огнеупорную стенку

0 приводит к компактной массе, которая прилипает хорошо и содержит более, чем 10% углерода.

В качестве альтернативного примера осуществления, описанный выше способ

5 осуществлен путем замены покрытых окисью алюминия частиц углерода частицами углерода, на которых был отложен слой окиси титана. Слой окиси титана отлагается на частицах путем смешивания частиц с

0 жидким органическим ортотитанатом, а затем разложение титаната при температуре порядка 500°С. Это приводит к результату, который полностью одинаков с описанным выше результатом

5П р и м е р 4. Огнеупорная масса отлагается на стенке при температуре 900°С. Стенка состоит из углеродистого огнеупора. Его состав является следующим А120з 85%. С 15%. Смесь огнеупорных частиц, частиц

0 топлива и частиц углеродистого соединения напыляется на поверхносто этой стенки при норме 200 кг/час в газоносигеле. содержащем 70 об,% кислорода. Характеристики смеси являются следующими, мас.%:

5 А 20з70

Si20

С10

Огнеупорные частицы имеют размер зерен в пределах от 300 мм до 1 мм, а частицы

0 кремниевого топлива имеют характеристики, которые являются одинаковыми с таковыми, описанными в примере 1. Частицы углеродного соединения имеют средний размер зерен менее, чем 50 мм и состоят из

5 размолотого полиэкрилонитрила. Во время напыления, эти частицы карбонизируют и получающийся углерод окружается в огнеупорной массе, которая прилипает (адгезиру- ет) к горячей стенке. Этим путем получаются хорошо компактируемые огнеупорные маесы, которые устойчивы к разъеданию при контактировании с жидкими металлами и их шлаками.

В вариантах примеров осуществления полиакрилнитрильный порошок был заменен сахарным порошком, фенольной смолой, эпоксидной смолой и полиаллилхлоридом и при этом были получены одинаковые результаты. В некоторых случаях может быть благоприятным замедлять карбонизацию этих веществ путем покрытия частиц полимерным покрытием, способным к самогашению.

Формула изобретения 1. Способ получения огнеупорного покрытия путем напыления массы, содержащей огнеупорные частицы и 5 - 30 мас.% частиц горючей добавки со средним диаметром менее 50 мкм из группы Si, AI и Мд в потоке газа, содержащего не менее 60 об.% кислорода, при этом частицы горючей добавки, вступая с кислородом в экзотермическую реакцию, выделяют теплоту, достаточную чтобы расплавить по крайней мере поверхность огнеупорных частиц, отличающийс ятем, что, с целью формирования покрытия на угле- родсодержащем огнеупоре, в массу вводят 2 - 50 мас.% углеродсодержащих частиц, не

0

5

0

окисляющихся в процессе напыления либо окисляющихся частично.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, чтоуглеродсодержащие частицы имеют диаметр более 0,5 мм.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что углеродсодержащие частицы состоят из полимерного вещества.

4.Способ по п.1,отличающийся тем, что используют углеродсодержащие частицы, на поверхности которых предварительно нанесено ингибирующее окисление покрытие из оксидов, нитридов или карбидов металла.

5.Способ по пп.1 и 4, отличающ ий- с я тем, что ингибирующее окисление покрытие наносят контактированием жидкого реагента с углеродсодержащими частицами и последующим нагреванием.

6.Способ по пп.1 - 5, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения диффузии кислорода через покрытие за счет формирования покрытия с включениями металла, обеспечивающего образование при окислении огнеупорного оксида, а массу вводят указанные частицы металла с покрытием, ингибирующим его окисление, или с размерами, обеспечивающими их частичное окисление в процессе напыления.

Назначение: при ремонтах или укреплении огнеупорных структур, например, стенок или покрытия стенок стеклоплавильных, коксовых печей и др. Сущность изобретения: готовят огнеупорную массу, содержащую огнеупорные частицы и 5 - 30 мас.% частиц горючей добавки со средним диаметром менее 50 мкм из группы Si, AI и Мд и 5 - 20 мас.% углеродсодержащих частиц, не окисляющихся в процессе напыления либо окисляющихся частично, Полученную массу напыляют в потоке газа, содержащего не менее 60 об.% кислорода. Углеродсодержа- щие частицы имеют диаметр более 0,5 мм, состоят из полимерного вещества, на них может быть нанесено покрытие ингибирую- щее окисление из оксидов, нитридов или карбидов металлов. Причем, ингибирующее окисление покрытия наносят контактированием жидкого реагента с углеродсодержа- щими частицами и последующим нагреванием. Масса идеально прилипает к стенке и противостоит разъеданию и коррозии при контактировании с расплавленной сталью. 5 з.п. ф-лы