Способ обработки огнеупорных плит

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 740730 Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет па делам изобретений н отнрытнйДата опубликования описания 16,06.80 Е, П, Смирнов, С, Г. Жуков, В, Б. Копылов, С. И. Кольцов, В. Б. Алесковский, А. Р. Николаев и А, А. Кортель(72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Трудового Красного Знаменитехнологический институт им. Ленсовета и Всесою:-тяьтйгосударственный институт научно-исследовательско :,", ,- ,. "и проектных работ огнеупорной промышленности(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОГНЕУПОРНЫХ ПЛИТ Изобретение относится к производствуогнеупорных изделий, например огнеупорных плит, используемых в металлургическо й промышленности." Недостатком огнеупорных изделий, ши 5роко применяемых в черной металлургии,является пористость - неизбежное следствие технологического процесса их производства. Пористость может быть устранена только последующей обработкой изделий; однако при применяемых в настоящеевремя способах такой обработки, в частности при пропитке различными смолами,значительно повышаются технологическиеи эксплуатационные затраты производства, образующиеся канцерогенные веществапо концентрации выше допустимых нормутвержденных ПДК,Известна пропитка огнеупорных иэделий (шамотный кирпич) каменноугольной смолой при 100-150 оСв вакууме, Номальное время пропитки 48 ч. После пропитки следует коксуюший отжиг иэделий 2при 600 С, Наличие свободного углеродаона границе раздела фаз жидкий металл-огнеупор приводит к замедлению разрушения огнеупорных изделий, к увеличению их иэносоустойчивости. Так, применение огнеупорных изделий, предварительно обработанных описанным способом, показывает увеличение их стойкости по сравнению с необработанными примерно в 2 раза 11.Однако широкого практического применения известный способ обработки огнеупорных изделий не находит, что связано со следующими недостатками: при термообработке огнеупорных изделий пропитанных углеродсодержашим полимером, выделяется большое количество канцерогенных веществ (бензапирен), что практически исключает возможность широкого применения в производстве этого способа обработки и использование вакуумного оборудования значительно усложняет технологию обработки,Наиболее близким техническим решени ем к изобретению является способ обработки огнеупорных плит, согласно которо3 740730 ф плиты путем чередования реакцией конден сации: поверхность + галоидпроизводный углеводород + углеводород + т.в.Рассматриваемые реакции - чисто поверхностный процесс, при котором образотуре и давлении 765-780 мм рт.ст, в течение 30 ч. Охлаждение проводят в атмосфере азота, Обработанные плиты шлифуют,Содержание нарощенного углерода в объеме пор плит составляет 3 вес,%. ванне твердого углерода происходит толь П р и м е р 3. Огнеупорные плиты му огнеупорные плиты перед механической ет высокую вдгезию углеродного слоя и обработкой (шлифовкой) вакуумируют, про- полное заполнение внутренней звступной питывают и термообрабатывают при 150- поверхности огнеупорного изделия графи С. При этом использование вакуум- топодобным изотропным углеродом. Приме- ного оборудования значительно усложняет 5 нение газообразных реагентов в процессе процесс обработки, а выделение при тер- обработки позволяет заращивать микропомообработке пропитанных иэделий больших ры с размерами соответствующими рвэколичествоканцерогенныхвеществ(вьпденорм мерам молекул исходных реагентов (10- ПДК) практически исключает воэможность про 20 А ), исключает необходимость применемьпнленногопримененияэтого способа 12, 0 ния вакуумного оборудования, МеханизмЦелью изобретения является уменьше- протекающих при этом реакций и химичесние пористости и улучшения санитарных кая природа реагентов определяет отсутстусловий за счет исключения выделения вие канцерогенных веществ в гвэообраэканцерогенных веществ. ных продуктах.Поставленная цель достигается тем,что 15 П р и м е р 1, Огнеупорные плиты, в способе, включающем обработку углерод-например для бесстопорной разливки стали, содержащим веществом, термообработку изготовленные из плавленного периклвза, и шлифовку, огнеупорные плиты перед шли- помешают в печь сопротивления с регулифовкой обрабатывают газовой смесью,со- руемой температурой, нагревают в атмосдержашей 60-90 об.% азота, 5-25 об,% 20 фере азота, Процесс объемного заполнения углеводорода, 5-15 об.% галоидпроизвод- изделий проводят нри 600 С в потоке гаоного углеводорода при 400-800 С и дав- зовой смеси, содержащей 80 об.% азота,оленин 765-780 мм рт,ст, Причем, в 15 об,% природного газе и 5% четыреххлокачестве углеводородов используют при- ристого углерода. Процесс ведут при породный газ, керосин или пропан-бутвновую 25 стоянной температуре и давлении 765- смесь, а в качестве галоидпроизводных 780 мм рт,ст, в течение 10 ч. Процесс углеводородов используют четыреххлорис- завершают, охлаждая изделия до нормальтый углерод или хлороформ. ной температуры в токе азота. После изСущность предлагаемого способа эвклю- влечения из печи плиты шлифуют, Коли- чается в следующем. 30 чество нарашенного углерода после обраОгнеупорные плиты помещают в печь ботки составляет 2,5%.сопротивления, нагревают в токе инертно- П р и м е р 2, Огнеупорные плиты, изго газа (азот) и обрабатывают газовой готовленные иэ корунда,помещают в рвбосмесью углеводорода (природный гвз, ке- чую камеру - часть камеры пламенногооросии, пропвн, бутан), галогенпроизводно горна нагревают до 700 С в атмосфере го Углеводорода (четыреххлористый угле- газовой смеси, содержащей 90 об.% азота, род,хлороформ) и азота. Послойное нара об,% керосина и 5 об.% технического шивание углерода происходит по всему хлороформа.объему внутренней поверхности материала Процесс ведут при постоянной темпера ко при столкновении исходных молекул реагентов с поверхностью. Поэтому наращивание углерода осуществляется с достаточно тонким регулированием толщины растущего слоя, а, следовательно, с постепен ным зарашиванием всех открытых пустот (микрополостей) огнеупорных плит.Газообразные реагенты не взаимодействуют между собой в объеме и поэтому каждая последующая реакция на поверхности осушествляется лишь после полного завершения предыдущей.Механизм реакций, протекающих при наращивании углеродного слоя,обеспечиваизготовленные из корунда,помещают в рабочую камеру - часть камеры пламенного горна. Нагревают в воздушной атмосфере до 500 ОС, Вытесняют кислород воздухаазотом и подают в камеру газовую смесь об.% азота, 25 об.% пропан-бутана и 15 об.% четыреххлористого углерода при ,давлении 765-780 мм рт,ст, Изделие охлаждают в токе азота, извлекают из камеры и шлифуют. Содержание углерода в объеме плит составляет 2 вес,%, Испытание нв металлостойкость для огнеупорных плит объемноуплотненных угле,07 ,12 9 о м у 20 2,по и. 1, о т л и ч а ем, что в качестве спользуют природныйили пронан-бутанов осо водородов или керосин смесь. ю по и. ем, ч углевистый 1, о т л и ч а юто в качестве галоидодородов используют 3. Спосощи йсяпроизводньчетыреххлоформ,ороуглеро нфор ние ации, и экспер 1976. ство ССС 1/02,Источники ринятые во вним 1, Огнеупоры",2. Авторское св 556598, кл. С89/2 Тираж 671 ЦНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж 35, РаушсЗак исное Питета СССРкрытий ент", г. Ужгород, ул Проектная,лиал ППП родом (2-4%), используемых при бесстопорной разливке стали, показывает, чтосрок использования плит, обработанныхпредлагаемым способом, увеличивается более чем в два раза, Так, стойкость в5плавках плит, обработанных предлагаемымспособом, составляет 300-400 тонн разлитого металла, а необработанных только120-180 тонн. Таким образом, предлагаемый способ обработки огнеупорных плит 1 Опо сравнению с известными значительноповьпдает качество изделий по износоустойчивости (более чем в два раза), вследствие того, что наращиваемый иэ газовойфазы изотропный углерод обладает лучшей совместимостью с расплавленньм металлом по сравнению со смолами. Применекие для получения углерода простых построению низкомолекулярных веществ (углеводородов и галогенпроизводных углеводородов) в отличие от высокомолекулярныхсмол позволяет заращивать поры и микротрещины на молекулярном уровне, не оставляя вредных пустот, что дополнительноповьппает качество изделий. Кроме того,полное отсутствие канцерогенных веществв газообразных выбросах процессах и одностадийность процесса делает его легкореализуемым. Исключается применение вакуумного оборудования.30Качественные показатели огнеупорныхплит даны в таблице,Способ обработки огнеупорных плит,включающий обработку углеродсодержащимтвом, термообработку и шлифовку,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью уменьшения пористости и улучшениясанитарных условий эа счет исключениявыделения канцерогенных веществ, огнеупорные плиты перед шлифовкой обрабатывают газовой смесью, содержащей 6090 об.% азота, 5-25 об,% углерода, 515 об.% галоидпроизводного углеводорода при 400-800 С и давлении 765780 мм рт,ст,