Способ изготовления магнезиальных изделий

/О Зя С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР И ЗОБРЕТЕНИЯ/ "ТЕЛЬСТВУ Н АВТО УС 4) (5 АЛЬ(71) Всесоюзный научно-исследотельский и проектно-конструктоинститут металлургической теплники, цветной металлургии и огров и Уфалейский никелевый ком(прототип) . сов гом кии с я ок едноа, проа- ск планом ех уп на п 1 и(5 7) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯЗИ РЫХ ИЗДЕЛИЙ путем их прения и сушки с последующим обжи пропиткой расплавленными солметаллов, о т л и ч а ю щ и йтем, что, с целью увеличенияслужбы изделий в конвертерахго или никелевого производствпитку ведут соответственно рамедного или никелевого штейна1300-1400 С в течение 15-30 м.последующей выдержкой в кварцпеске до полного охлаждения,94 2 1 10874Изобретение относится к иэготов" ленив магнезиальных изделий, которые могут быть использованы при футеров" ке тепловых агрегатов цветной металлургии, в частности в конвертерах медноникелевого производства.Известен способ изготовления магнезиальных иэделий, заключающийся в том, что спеченный материал вводят в сосуд, который вакуумируют и погружают в расплавленный металл. Сосуд разрушают приложением давления к металлу и сосуду. Таким образом спеченный материал пропитывается металлом. Огнеупоры, изготовленные данным способом, обладают достаточно высокими термофизическими свойствами 1.Однако необходимость использования процесса вакуумирования приводит к усложнению процесса и повышению себестоимости изделий.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления футеровочных огнеупоров путем их прессования, сушки и обжига с последующей пропиткой расплавом фосфатной соли щелочного металла. Полученные огне- ,упоры обладают высокой абразивоустойчивостью 1,21.Однако при известном способеЗО пропитки расплавом фосфатной соли МаНРО 12 Н О вводится значительное количество химически связанной воды. При контакте со штейном в процессе службы в металлургических агрегатах происходит механическое разупрочнение огнеупора за счет парообразования и частичная гидратация магнезиальной связки с последующим ослаблением межзеренных свя.зей, В результате срок службы издй-40 лий уменьшается. Предел прочности при сжатии таких изделий составляет 320 кг/см 2, термостойкость - 3-5 водных теплосмен, открытая пористость 13-147., температура начала45 "деформации под нагрузкой 1540- 1560 С. Кроме того, длительное хранение огнеупоров, обработанных по известному способу, нецелесообразно из-за повышенной гигроскопичности фосфатной соли.Целью изобретения является увеличение срока службы изделий в конвертерах медного или никелевого производства,55Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления магнезиальных изделий путем прессования и сушки с последующим обжигоми пропиткой расплавленными солямиметаллов, пропитку ведут соответственно расппавами медного или никелевого штейна при 1300-1400 С в течение 15-30 мин с последующей выдержкой в кварцевом песке до полного охлаждения. В состав медных или никелевыхштейнов не входит химически связан"ная вода. В результате пористость ог-неупора в процессе службы не увеличивается и не происходит механического разупрочнения огнеупора, атакже не образуется две разнородных зоны огнеупора (пропитанная инеизменная), значительно отличающиеся друг от друга по КТР, а следовательно по величине напряжений,что ведет к увеличению стойкостиогнеупора,Температура и время пропиткимагнезиальных изделий в расплавештейна. определяются максимальновозможным заполнением пор огнеупора. Дальнейшее увеличение продолжительности выдержки практическине влияет на увеличение пористости.Выдержка магнезиальных изделий,пропитанных расплавом штейна вкварцевом песке, снижает разрушающие напряжения, возникающие в изделии, в результате происходит икравномерное распределение по всемуобъему изделия.Для пропитки магнезиальных изделий используют медный штейн состава,вес.%: Сц 32,0-37,0", Ре 29-34,0;Я 26,0-30,0 и никелевый штейн состава, вес,7: И 17,0- 18,0, Ре 53,055,0; В 25,0-27,0,Штейн плавят в графитовых тигляхв нейтральной атмосфере печи Таммана. Расплав нагревают до 1350 С,йпосле чего в него опускают обожженные образцы магнезиальных изделийразмером 30 30 30 мм, предварительновзвешенные, Время пропитки изменяютв пределах 2-60 мин. Затем изделияпомещают в кварцевый песок до полного охлаждения.Зависимость степени пропитки отпродолжительности пропитки и кажущейся пористости магнезиальных изделийпредставлена в табл.1,4Табдица 1 1087494 Степень насыщеения изделия штейном, об.Е Кажущаяся пористость, об.т Изделие Время выдержкив штейне,мин Температураштейна, С 13,60,9 13,бф 0,9 1100 1100 13,60,9 1100 30 10,3 60 1100 13,5 1350 13,7 1350 13,9 1350 30 14 ф 3 60 1350 Таблица 2 Термостоикость(водныетеплосмены)1300 С-вода Пропитывающийрасплав Предел прочности присжатии кгс/см Температура начала деформации поднагрузкой, С Открытаяпористость,Е Расплав штейна (никелевого) 560-620 1740-1750 Расплав штейна(медного) 1700-1740 500-600 7-9 1540-1580 318"320 Известно, что вязкость расплавов резко изменяется в интервале температур 1000-1300 С, При дальнейшем повышении температуры вязкость практически не изменяется. При тем" пературе ) 1400 С происходитвыгорание сернистой составляющей штейна и увеличение энергозатрат на О подогрев расплава. Поэтому за оптимальную температуру ведения процесса пропитки выбран интервал 1300-1400 С.о Степень пропитки зависит от времени пропитки. Оптимальное время пропит- З 5 ки 15-39 мин. Привес материала при Расплав фосфатной соли щелочного металла 13-14 Использование предлагаемого способа пропитки магнезиальных изделий 13,6-0,9 13,6-019 13, б,9 13,6-0,9 13 фб-Оэ 9 одноразовой выдержке магнезиальныхизделий в расплаве штейна в течениеэтого времени приближается к значению кажущейся пористости изделия.При дальнейшем. увеличении временипропитки насыщение расплавом штейнапроисходит в результате растрескивания изделия, что нежелательно. Сравнительные свойства магнезиальных изделий, пропитанных расплавами медных или никелевых штейнов и распланами фосфатной соли щелочного металла, представлены в табл.2. повышает их термофизические свойстваСоставитель Л. БулгаковаРедактор Н. Егорова Техред С,Мигунова Корректор В, Бутяга Заказ 2575/21 Тираж 606 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 10874 9 ч ба следовательно увеличивается межре- Ожидаемый экономический эффект монтный период примерно в два раза, от использования предлагаемого спочто приводит к снижению затрат на соба составит 20 тыс.руб. в год ремонт, увеличивается выпуск продук- для одного конвертера медноникелевого ции, улучшаются условия труда. 5 производства.