Способ изготовления футеровки тепловых агрегатов Советский патент 1993 года по МПК C04B35/14 C04B28/26 

Изобретение относится к строительным материалам и предназначено для футеровки тепловых агрегатов набивкой, например, нагревательных колодцев и разливочных ковшей.

Цель изобретения - повышение термической стойкости и прочности на рабочей поверхности изделий.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная композиция для изготовления безобжиговых изделий, включающая кремнеземсодержащий наполнитель, огнеупорную глину и миксерный графит, дополнительно содержит хромомагнезит- силикат-натриевое связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремнеземсодержащий наполнитель67...79 Огнеупорная

глина9...15

Хромомагнезит9...15

Силикат-глыба2...10

а миксерный графит толщиной 1-1,5 мм наносят на рабочую поверхность изделий и набивных масс перед сушкой любым приемлемым способом.

Существенным отличием предлагаемой огнеупорной композиции является то, что взамен фосфатного связующего вводят хро- момагнезит-силикат-натриевое связующее, а миксерный графит наносят на рабочую поверхность перед сушкой для получения высокотемпературного, термически стойкого и прочного рабочего слоя, который образуется за счет соединения высокотемпературных карбидов и силикатов (хрома, алюминия и железа) в процессе эксплуатации.

Увеличению термической стойкости способствует постепенное снижение плотности (прочности) футеровки от горячего (рабочего слоя) до холодной поверхности. Причем в основном формирование структуры для огнеупорной композиции на основе кремнеземсодержащего наполнителя (кварцевого песка) и предлагаемого связующего достигается при термообработке до 200°С,

(Л

С

00

го

00 00

ел

Ьь

за исключением рабочего слоя, т.е., сложившаяся структура при 200°С практически не изменяется в внутренних (холодных) слоях футеровки в процессе эксплуатации при t 1450-1500°С.

Повышение прочности достигается во- первых за счет образования в большом количестве на рабочей поверхности высокопрочных силикатов и карбидов железа, хро

ма, магнезита и алюминия и соответственно

отсутствием непрореагировавшейся части кварцевого песка (SiOa), во-вторых присутствующий натриевый компонент силикат-глыбы замедляет процесс образования низкотермостойкого кристабалита из свобод- ной части кварцевого песка.

Хромомагнезит-силикат-натриевое композиционное вяжущее есть продукт совместного сухого помола до удельной поверхности уд. S 2500-3000 см г, который берется в пропорциях соответственно масс % хромомагнезита 80%, а силикат-глыбы 20%. Хромомагнезит ГОСТ 10380-74, химический состав, %: МдО -55, СаО - 1,6, РеаОз- 13, С20з-20-30, А120з-6.

По сравнению с фосфатным связующим предлагаемая композиция дешевле по стоимости и не требует дополнительного оборудования для приготовления, во-вторых совместно с огнеупорной глиной способст- вует увеличению термической стойкости при достаточной монтажной прочности. На рабочей поверхности, где имеется контакте миксерным графитом и железом образуется металлонесмачиваемая, высокотемператур- ная рабоч ая поверхность.

Введение кремнесодержащего компонента в количествах меньше предлагаемых не способствует образованию высокотемпературных силикатов, а введение ее в количест- вах больших, способствует увеличению объема в условиях эксплуатации особенно при т 1200-1350°С и тем самым уменьшается термическая стойкость.

Введение силикат-глыбы в количествах меньше предлагаемых не обеспечивает достаточную прочность изделий, а введение ее в количествах больше предлагаемых, способствует увеличению плавнеобразующей составляющей и тем самым снижается тем- пература службы изделий и металлоемкость рабочего слоя.

Огнеупорная глина ТУ 14-8-90-74, использование огнеупорной глины в сочетании с другими компонентами способствует образованию легкоплавких соединений.

Силикат-глыба (безводный силикат-натрия с силикатным модулем 2,7-3) соответствует ГОСТу 13079-81.

0

5

0 5

0 5

0

5 0

5

Миксерный графит является отходом металлического производства образующийся при охлаждении железоуглеродистых расплавов, в состав которых входит чешуйчатый графит (30-65%), окислы железа Fes04 и Ре20з (1-15%), карбиды железа FeaC -цемент и FeaC - эксилон карбид 20-35%.

При нанесении на поверхность изделий миксерного графита толщиной более двух мм образуются в нем трещины и тем самым снижается металлостойкость, нанесение же менее 1 мм приводит к неравномерному образованию высокотемпературной прослойки что и приводит к снижению термической стойкости рабочей поверхности.

Кроме того, каждый из вышеуказанных компонентов в отдельности не обеспечивает достижения указанных отличий заявляемого состава, а в совокупности они дают положительный результат.

Пример 1. В смесь, содержащий мас.% кремнеземсодержащего наполнителя 79% (кварцевого песка Миллеровского месторождения), огнеупорной глины 9%, вводим композиционное вяжущее, получаемое путем совместного сухого помола в % от общей массы, хромомагнезита - 8%, силикат-глыбы - 4%, полученную смесь смешиваем в сухом виде в течение 2-3 мин с последующим водозатворением (водотвер- дое отношение 0,11-0,12) в течение 2-3 минут. Затем футеруют сталеразливочный ковш из указанной выше огнеупорной композиции. Далее перед сушкой на рабочую поверхность наносим миксерный графит толщиной 1,5 мм любым приемлемым способом и далее футерованный ковш подвергаем сушке при t 200°C в течении 4 часов.

Пример 2. В смесь содержащей мас,% из кремнеземсодержащего наполнителя -73%, огнеупорный глины - 11%, вводим композиционное вяжущее, получаемое путем совместного сухого помола в % от общей массы хромомагнезита - 14%, силикат-глыбы - 2%, полученную смесь смешиваем с последующим водозатворением, затем футеруем сталеразливочный ковш, наносим миксерный графит толщиной 1,5 мм и подвергаем сушке при 200°С.

Пример З.В смесь содержащий мас.% из кремнеземсодержащего наполнителя - 67%, огнеупорный глины - 12%, вводим композиционное вяжущее получаемое путем совместного сухого помола в % масс от общей массы хромомагнезита -11%, силикат-глыбы - 10%, полученную смесь смешиваем с последующим водозатворением, затем футеруем сталеразливочный ковш и

наносим миксерный графит толщиной 1,5 мм и подвергаем сушке.

Пример 4. В смесь, содержащей мас.% кремнеземсодержащего наполнителя -7-8%, огнеупорной глины - 9%, вводим композиционное вяжущее, получаемое путем совместного сухого помола в % от общей массы, хромомагнезита - 9%, силикат-глыбы - 2%, полученную смесь смешиваем с последующим водозатворением, затем футеруем сталеразливочный ковш, наносим миксерный графит толщиной 1,5 мм и подвергаем сушке при 200°С.

Пример 5. В смесь, содержащей мас.% кремнеземсодержащего наполнителя - 72%, огнеупорной глины - 9%, вводим композиционное вяжущее, получаемое путем совместного сухого помола в % от общей массы, хромомагнезита - 15%, силикат-глыбы-2%, полученную смесь смешиваем с последующим водозатворением. Затем футеруем сталеразливочный ковш указанной выше огнеупорной композицией. Далее перед сушкой на рабочую поверхность наносим миксерный графит толщиной 1,5 мм любым приемлемым способом и подвергаем сушке при 200°С.

Пример 6. В смесь содержащей мас.% кремнеземсодержащего наполнителя-62%, огнеупорной глины- 15%, вводим композиционное вяжущее, получаемое путем совместного сухого помола в % масс от общей массы, хромомагнезита - 9%, силикат-глыбы - 10% полученную смесь смешиваем с последующим водозатворением, затем футеруем сталеразливочный ковш и наносим миксерный графит толщиной 1,5 мм и подвергаем сушке.

и

После футеровки сталеразливочного ковша составом № 6 являющимся оптимальным наносим на рабочую поверхность различные толщины слоя миксерного графита. 5Зависимость свойств состава № б от

толщины нанесенного слоя миксерного графита приведены в таблице.

Изделия, изготовленные на основе предлагаемой композиции обладают высо- 10 кими показателями теплофизических и физико-механических свойств позволяющих увеличить срок службы, ускорить ввод тепловых агрегатов в действие, сократить простой и тем самым повысить их срок службы 15 4-5 раз.

Результаты испытаний приведены в табл.1 и 2.

Зависимость свойств состава № 6 от толщины слоя миксерного графита приведе- 20 на в табл.3.

Формула изобретения

Способ изготовления футеровки тепловых агрегатов, содержащей кремнеземсо- держащий наполнитель, огнеупорную глину 25 и миксерный графит, включающий приготовление огнеупорной композиции, нанесение ее на поверхность и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения термической стойкости и прочности, ком- 30 позицию готовят из кремнеземсодержащего компонента и глины с добавками хромомагнезита и силикат-глыбы при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремнеземсодержащий наполнитель 67-79, 35 огнеупорная глина - 9-15, хромомагнезит - 9-15, силикат-глыба - 2-10, а после нанесения композиции на нее наносят миксерный графит толщиной слоя 1-1,5 мм.

Таблица 1

Сущность изобретения: готовят смесь, включающую в мас.%: кремнеземсодержа- щий наполнитель 67-79, огнеупорная глина 9-15, хромомагнезит 9-15, силикат-глыба 2- 10. Полученную смесь затворяют водой и наносят на сталеразливочный ковш. Затем наносят на нее микросерный графит толщиной слоя 1-1,5 мм и сушат. Характеристика: прочность при сжатии после сушки при 200°С 19-35 МПа, термостойкость 22-45 теп- лосмен (200°С - воздух), прочность при сжатии на рабочей поверхности после обжига при 1500°С 28-41 МПа. 3 табл.

Габлица 2

Продолжение табл.2

Таблица 3