Способ насыщения огнеупорного материала углеродом Советский патент 1977 года по МПК F27D1/16 

1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к. способам повышения стойкости огнеупорной футеровки различных устройств.

Известен способ насыщения огнеупорного материала углеродом, при котором, например, каменноугольную смолу заливают на поверхность огнеупорного материала и выдерживают в течение 48-60 час при температуре 140°С. Недостатком известного /способа является проникновение углерода на относительно небольшую толидину футеровки.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ насыщения огнеупорной футеровки углеродом путем пропитки его углеродсодержащим веществом. При этом способе углеродсодержащее вещество загружают в плавильный агрегат и осуществляют разогрев его футеровки до 100-250°С при выдержке в течение 10-72 час с последующим сливом остатка и разогревом футеровки до 900-1100°С.

Однако способ не обеспечивает существенного повышения стойкости футеровки. Это объясняется тем, что в процессе разогрева и выдержки футеровки, пропитанной углеродсодержащим веществом, из него улетучиваются легкоиспаряющиеся жидкие составляющие, в результате чего вещество загустевает, а его

плотность повышается. Так, нри нагреве, например, каменноугольной смолы в течение 8 час при 120-140 С плотность ее повышается от 1,20 до 1,23 г/см1 Повышение плотности

углеродсодержащего вещества за счет испарения жидких составляющих приводит к увеличению его вязкости и уменьшению глубины пропитки футеровки. Снижается также равномерность пропитки, так как загустевшее углеродсодержащее вещество заполняет только крупные поры огнеупорного материала, а мелкие остаются непропитанными. В результате этого при пропитке малопористых огнеупорных материалов глубина пропитки и ее равномерность в объеме материала оказываются недостаточными. Кроме того, в процессе термической обработки пропитанного огнеупорного материала при 900-1100°С не нсключен контакт футеровки с кислородом воздуха, благодаря чему значительная часть углерода выгорает. За счет этого эффективность действия пропитки снижается и стойкость огнеуиорной футеровки оказывается низкой.

Целью изобретения является иовышение стойкости огнеупорного материала в работе. Эта цель достигается тем, что в период выдержки плотиость углеродсодержащего вещества поддерживают постоянной на уровне

1,18-1,22 г/см добавлением в него растворителя, например поглотительного масла, а термическую обработку ведут в жидком чугуне. Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.

Огнеупорный материал, например для футеровки продувочной формы, погружают в углеродсодержащее вещество, предварительно нагретое до 100-250°С, выдерживают при этой температуре 10-72 час. В период выдержки поддерживают постоянной плотность углеродсодержащего вещества добавлением в него растворителя. После выдержки огнеупор извлекают из углеродсодержащего вещества и производят термическую обработку в жидком чугуне.

Пропитка огнеупорного материала осуществляется в специальной емкости, заполненной углеродсодержащим веществом, например каменноугольной смолой, и оборудованной нагревателем. По мере увеличения плотности углеродсодержащего вещества при удалении в процессе нагрева легкоиспаряющихся веществ в него вводят растворитель в количестве, необходимом для восстановления первоначальной плотности. В качестве растворителя углеродсодержащего вещества может быть использовано, например, поглотительное масло.

Ввод в каменноугольную смолу поглотительного масла приводит к разжижению ее и позволяет поддерживать плотность постоянной в пределах 1,18-1,22 г/см-. За счет этого увеличивается глубина и равномерность пропитки огнеупорной футеровки.

После пропитки огнеупорный материал извлекают из емкости с каменноугольной смолой и подвергают термической обработке в жидком чугуне. Для этого огнеупор погружают в чугун и выдерживают в нем сначала в течение 2-3 мин и спустя 5-10 мин повторно -

в течение 5-6 мин. Термическая обработка после пропитки в жидком чугуне исключает контакт огнеупорного материала с воздухом и выгораниеиз него углерода.

Предлагаемый способ позволит повысить стойкость огнеупорной футеровки устройств, например фурм, за счет увеличения глубины и равномерности пропитки футеровки углеродсодержащим веществом, а также устранения выгорания углерода из пропитавшего футеровку вещества в процессе термической обработки.

Проникновение углеродсодержащего вещества в поры огнеупорной футеровки создает упрочняющий и химически инертный по отношению к щлаку слой этого вещества вокруг зерен огнеупорного материала. Поэтому увеличение глубины и равномерности пропитки футеровки углеродом по предлагаемому способу повысит проточность и шлакоустойчивость большего слоя футеровки и в большей степени по сравнению с известным способом.

Формула изобретения

Способ насыщения огнеупорного материала углеродом, включающий пропитку его путем выдержки в подогретом до 100-250°С жидком углеродсодержащем материале и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости огнеупорного материала в работе, в процессе пропитки плотность углеродсодержащего материала поддерживают в пределах 1,18- 1,22 г/см путем добавления в него растворителя, например поглотительного масла, а термообработку проводят путем погружения пропитанного огнеупорного материала в расплав чугуна.