Огнеупорная масса для изготовления безобжигового сталеразливочного припаса
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к огнеупорным материалам для изготовления сталеразливочного припаса, например сифонной трубки. Целью данного изобретения является повышение огнеупорности, предела прочности при сжатии, металлостойкости и кажущейся плотности при сохранении открытой пористости огнеупорных изделий, предназначенных для разливки стали. Огнеупорная масса для изготовления безобжигового сталеразливочного припаса включает, мас.%: комплексная связка на основе кислотных отходов 4,0-8,5; огнеупорная глина 18-20; магнезитсодержащий порошок с содержанием 80-95% MgO фракции 0,9 мм 0,2-1,0; титаноглиноземистый -шпак 50-62; шамот остальное. 3 табл. I сл 00 о 00 сл со о:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИ(!ТИЧЕО-(ИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 04 В 28 34
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ДВТОРСК0МУ СВИДЕтКЛЬСтВМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4050725/29-33 (22) 02.01,86 (46) 07.05.87. Бюп. Р 17 (71) Днепропетровский металлургический институт им.Л.И.Брежнева (72) Л.Д.Пилипчатин, С.А.Деревянко, В.И.Коздоба, Н.Ф.Саврасова, А. С. Луценко, Л. В. Осинняя и В.Б.Кабацкий (53) 666-974.6(088.8) (56) Будников П.П. и др. Огнеупорные бетоны на фосфатных связках. -M.:
Металлургия, 1971, с. 136-139 °
Авторское свидетельство СССР
Ф 444761, кл. С 04 В 35/66, 1972. (54) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВОГО СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОГО
ПРИПАСА (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к огнеупорным материалам для изготовления сталеразливочного припаса, например сифонной трубки. Целью данного изобретения является повышение огнеупорности, предела прочности при сжатии, металлостойкости и кажущейся плотности при сохранении открытой пористости огнеупорных изделий, предназначенных для разливки стали, Огнеупорная масса для изготовления безобжигового сталеразливочного припаса включает, мас.%: комплексная связка на основе кислотных отходов 4,0-8,5; огнеупорная глина 18-20; магнезитсодержащий порошок с с содержанием 80-95% И@0 фракции 0,9 мм 0,2-1,0; титаноглиноземистый
-шлак 50-62; шамот остальное, 3 табл.
1308596
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к oríåóïoðêûè материалам для изготовления сталераэливочного припаса, например сифонной трубки, 5
Целью изобретения является повышение огнеупорности, предела прочности при сжатии„ металлоемкости и кажущейся плотности при сохранении открытой пористости.
В предлагаемый состав магнезит содержащий порошок вводят с целью ускорения образования первичных
А1(Н РО )э и вторичных Аl (НРО )з алюмофосфатов, которые образуются при взаимодействии А1 0 > (находящегося в составе шамота и титаноглиноземистого шлака) с комплексной связкой. !
Комплексная связка представляет собой связующее на основе кислотных отходов и сульфитно-глинистого шликера в соотношении I:1. Кислотные отходы, используемые после электрополировки труб из нержавеющих сталей, содержат, мас. : H3PO< 51,9; Н $0
21, 6; ионы Fe и Fe3+ 1, 52; ионы
Cr 1 55; ионы Ni 1,5; Н,О осталь3 9 зо ное.
Комплексная связка, содержащая
НЗРО„, Н $0 и глинистый шликер, ладает хорошими адгезионными свойствами и при обволакивании пленкой зерен шамота и титаноглиноземистого шлака улушает контакт с мелкими частицами массы, способствуя увеличению механической прочности и плотности изделий. Кроме того, комплексная связка активно взаимодействует с ком ъ 40 понентами титанаглиноземистого шлаха и с магнеэитсодержащим порошком, оказывая при этом положительное влияние.
Ввецение комплексной связки менее 45
4, О мас. не обеспечивает необходимой пластичности массы ввиду недостаточности смачивания поверхности зерен материала массы, а более 8,5 мас. приводит к перепрессовке изделий и повьппению открытой пористости, что способствует снижению металлоемкости.
В качестве титаноглиноземистого шлака используют отходы производства ферротитана, имеющие следующий химический состав, мас.%: A1 0> 62,467,0; TiO 15,0-20,0; Са0 8,0-10,0„ ,Si0 6,0-10,0; Pe 03 0,6"1,0.
Титаноглиноземистый шлак вводят в состав предлагаемой массы как отощитель, придающий последней более высокую огнеупорность, так как в составе этого шлака находится более 60 мас.7..
Аl 0>, в то время как в шамоте, который r3 основном используется как отощитель при изготовлении сталеразливочного припаса, находится Al O всего 32-38 мас. .. Титаноглиноземистый шлак представляет собой зерна плавленного материала, имеющего повышенную по сравнению с шамотом кажущуюся плотность и низкое водопоглощение, равное 1-27. Таким образом, титаноглиноземистый шлак, обладая высокой плотностью и огнеупорностью, придает изделиям повышенную металлостойкость, В составе титаноглиноземистого шлака находится 1 -20 мас.% TiO, что обеспечивает хорошую спекаемость рабочего слоя при разливке стали, повышая прочность изделий и их эрозионную устойчивость. Зерновой состав титаноглиноземистого шлака фракции 3-0 мм выбирают,исходя из принятого зернового состава шамота, используемого в известных технологических схемах по производству шамотных сталеразливочных изделий.
При введении в состав массы титаноглиноземистorî шлака менее
50 мвс. . незначительно повышается огнеупорность, кажущаяся плотность и металлостойкость изделий, а введение более 62 мас,7 снижает спекаемость изделий в условиях службы и предел прочности при сжатии.
Наличие в титаноглиноземистом шлаке оксидов А1 03,Т10 и $iOz вследствие явления синергизма приводит к не ддитив ому 13JIHHHIllo А1.03 Т102 и
SiO 18 мас./ глины не обеспечивает плот.— ной упаковки зерен, что снижает кажущуюся плотность, а следовательно, повышает степень эрозии расплавленным металлом, Наличие в составе массы огнеупорной глины более 20 мас.7 снижает огневые свойства, металлостойкость и.по зышает усадку изделий. Для получения изделий с высокой плотностью при минимальном содержании глины целесообразно в качестве огне3 13085 упорной глины использовать ДН-2 (Дружковская глина), которая в условиях службы хорошо спекается и образует плотный утолщенный рабочий слой. Магнезитсодержащий порошок, напри- 5 мер каустический магнезит, вводят с целью обеспечения процессов твердения массы, при котором А1 0» взаимодействуя с комплексной связкой, образует только одно- и двухзамещенные фосфаты10 алюминия, которые обладают повышенными адгезионными свойствами. Твердение и схватывание массы происходит за счет того, что магнезитсодержащий порошок, взаимодействуя с находящей- 15 ся в комплексной связке Н Р04, выделяет большое количество тепла. Это предотвращает процесс вспучивания массы, которое обычно наблюдается при взаимодействии Al Оэс комплексной 20 связкой и сопровождается снижением процессов твердения массы на холоду. Процессы твердения, вызванные вводом магнеэитсодержащего порошка в состав массы, позволяют интенсифицировать процессы сушки и термообработки, а также способствует повышению прочностных свойств изделий. Магнезитсодержищий порошок должен содержать в своем составе не менее 30 80 мас.7. NgO. Материал, содержащий менее 80:мас. NgO, обладает пониженной активностью к процессу взаимодействия с Н РО<, что не приводит к желаемому эффекту при введении столь малых количеств этой добавки. Использование порошка, содержащего более 95 мас.7 MgO экономически нецелесообразно. Вводя в массу магнезитсодержащий порошок с менее 80 мас. 40 MgO с ним вводится много других оксидов, которые снижают огнеупорность массы, а введение порошка более 80 мас.7 MgO интенсифицирует процессы спекания алюмосиликатных масс, улуч- 45 шая свойства изделий. Введение менее 0,2 мас.% магнезитсодержащего порошка резко снижает процессы твердения, а более 1,0 мас.Х50 сильно интенсифицирует этот процесс и при малейшей задержке в формовании масса перегорает, т.е. теряет пластичные и формовочные свойства. Наличие в составе массы шамота обеспечивает каркасность структуры изделия и снижает усадочные явления. Количественные пределы введения шамота согласуются как с количественным 96 4 введением титаноглиноземистого шлака, играющего .в массе такую же роль отощителя, как и шамот, так и с содержанием других компонентов. Комплекс полученных свойств предлагаемой массы объясняется взаимным влиянием применяемых компонентов и проявлением при их совместном использовании повышенных физико-керамических свойств изделий. В идентичных условиях лаборатории химической технологии керамики и огнеупоров проводят сопоставительный анализ свойств образцов, изготовлФНных из предлагаемой и известной м@0с. С целью определения физико-керамических свойств безобжигового стал6 разливочного припаса из массы предлагаемого состава готовят образцы следующим образом В бегун загружают титаноглиноземистый шлак и шамот фракции 3-9 мм, причем содержание фракции менее 0 5 мм находится в пределах 42-50Х. Эти компоненты перемешивают 3 мин и вводят треть комплексной связки плотностью 1,37 г/см, затем вводят огнеупорную глину. После перемешивания в течение 2 мин вводят постепенно оставшееся количество комплексной связки и еще перемешивают массу в течение 2 мин. В конце смешивания вводят каустичес1 кий магнезит и, перемешав массу в течение 1 мин, производят выгрузку. Влажность массы 6,3Х. Из приготовленной массы при Р = = 40,0 MIa прессуют образцы диаметром 36 мм и высотой 50 мм, а также конуса для определения огнеупорности. о Сушку образцов проводят при 120 С, о а затем термообрабатывают при 450 С в силитовой печи с выдержкой 4 ч. В идентичных условиях изготовляют также образцы из известной массы и исследуют их свойства в сопоставлении со,свойствами предлагаемой массы. Состав исследуемых масс для установления граничных значений компонентов представлен в табл. 1; физикокерамические свойства образцов изго-, товленных из предлагаемых масс,,— в табл. 2; состав исследуемых масс и свойства образцов в зависимости от содержания NgO в магнезитсодержащем порошке — в табл. 3 . Для исследования (табл. 3) используют состав масс со средним:значением компонентов, мас.7: титаноглиноземистый шлак 56,0; огнеупорная глийа 19,0; чения. Комплексная связка на основе кислотных Ф ор мула иэ об ре те ни я 4,0-8,5 18-20 4,0-8,5 50-62 Остальное шлак Шамот Таблица 1 Содержание компонентов, мас.X в составе массы Компоненты 1 2 3 4 5 6 (известная) Титаноглиноземистый шлак фракции 3-0,5 мм 68,,1 62 56 50 43 8 19 20 22,0 Огнеупорная глина 16,,0 18 Магнеэитсодержащий порошок, например каустический магнезит, фракции 0,9 мм 0 1 02 06 1,0 1,2 Комплексная связка плотностью 1,37 г/см 20 40 60 80 100 138 158 184 210 230 56,5 Шамот 22,5 Латненская глина 12,0 Тальк Ллюмофосфатная связка плотностью 1,37 г/см 9,0 П р и м е ч а н и е. Масса 6 содержит средние значения компонентов. 5 130 магнеэитсодержащий порошок 0,6; комплексная связка 6,0; шамот 18,4. В качестве магнезитсодержащего порошка используют порошки с разным содержанием Ng0: массы 2, 3 и 4 содержат минимальные, средние и максимальные значения содержания Ng0 в порошке, а массы 1 и 5 — меньше минимального и больше максимального энаОгнеупорная масса для изготовления безобжигового сталераэливочного припаса, включающая фосфатсодержащую связку, шамот, огнеупорную глину и добавку, отличающаяся тем, что с целью повышения огнеупорности, предела прочности при сжатии, металлостойкости и кажущейся плотнос8596 6 ти при сохранении открытой пористости, в качестве фосфатсодержащей связки она содержит комплексную связку на основе кислотных отходов, в качестве добавки — магнезитсодержащий порошок с содержанием 80-95Х NgÎ фракции й0,9 мм.и дополнительно титаноглиноземистый шлак при следующем соотношении компонентов, мас.7: f0 отходов Огнеупорная глина. Магнезитсодержащий порошок с содержанием 80-957 NgO фракции 0,9 мм Титаноглиноземистый 1308596 Таблица 2 Открытая пористость, 7. Металлостойкость мм2 Кажущаяся плотность, г/смЗ Состав массы 18,2 18,7 2,09 31,0 1780 20,0 19,4 2,9 29,5 1680 1770 15,6 12,5 2,16 45,5 16,0 11,9 44,5 1770 14,5 2,18 48,0 Э 1770 13,7 11,3 2,20 50,5 1760 14,0 12,5 2,15 45,5 4 1760 14,1 12,4 2,16 46,0 1760 15,6 14,2 2,14 41,0 1730 14,9 14,0 2, 15 39,5 1730 24,0 2,02 29,0 6 1710 (известный) 1710 16,4 24,4 2,03 30,5 Таблица 3 Содержание в порошке Mg0, мас.7 Используемые магОгнеМеталлостойкость, мм2 Предел прочности незитсопри сжатии, МПа 76,2 ПМДМ-78 1760 43, 0 2,16 f 3,3 13,9 13,8 ПМДК-80 1760 48,0 2, 16 12,5 80,8 ПМЭ-87 1770 49,0 2, 18 12, 1 87,4 13,9 Каусти- 1170 50,5 2,20 10,3 ческий магнезит 13,7 94,9 То же 1770 34,5 2,08 14,0 15,7 98,7 ВНИИПИ Заказ 1771/20 Тираж 588 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Состав массы Огнеупора ность, С Предел прочности при сжатии, МПа держащие порошки упорность, С Кажущаяся плотность, г/см Открытая пористость, Х
