Футеровочный материал

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 922184 Союз Советск икСоцмапмстнчесиикРеспублми(23) Приоритет Гееударетеенный камитет СССР де делам изобретений и открытий(53) УДК 669.713.72(088. 8) Опубликовано 23.04.82, Бюллетень М 15 Дата опубликования описания 23.04.82 В.А.Евменов, Г.Д,Козьмин, И.Г.Турушев, Г.Ф.Ведерников, Э.Е,Лукашенко, П.В.Пол В.А,Крюковский, Г.А.Кияшко и А.Б.Орлов(7) Заявитель ЕРОВОЧНЫЙ МАТЕРИА рс ю стван" ле" не Изобретение отйосится к металлу гии, где может быть использовано и футеровке подины катодного узла ал миниевого электролизера.Известен Футеровочный материал на основе подовой массы., в состав которой вводят шунгит 13.Известен также футеровочный ма" териал, в состав которого вводят нитрид 2 ).Применение этих добавок способ вует повышению прочности сформро ного межблочного шва, однако сцеп ние швов с угольными блоками не улу шается; так как данные добавки не обладают поверхностно-активными сво ствами.Кроме того, они являются дефицит ными материалами, Поэтому футерово ные материалы с такими добавками нашли широкого применения.Наиболее близким к изобретению по достигаемому эффекту и технической сущности является футеровочный ржащий углеродистыйвязующее в виде пе"материал, соденаполнитель, ска 31.Однако в условиях обжига и пускаэлектролизеров после капитальногоремонта большие скорости роста температуры приводят к интенсивному выгоранию связующего, в результатечего значительно увеличивается пористость межблочных швов, снижаетсясила сцепления их с угольными блока"ми. При этом фасйлав через образовавшиеся неплотности между швами и бло"ками проникает под блоки, растворяет стальные токоподводящие катодныеа 7 Ю,.стержни, чтб приводит к снижению сорт- ности выпускаемого алюминия и прежде"временному отключению электролиэерана капитальный ремонт,Целью изобретения является улучшение механических свойств футеровочного материала при сцеплении с уголь ными блоками.92218Указанная цель достигается тем,что е состав футеровочного материалана основе углеродистого наполнителяи связующего в виде пека введеныкриолит и глинозем при следующем со"отношении компонентов, мас.4:Связующее 25,0-45,0Криолит , 8,6-42,0Глинозем 6,0-250Углеродистый 1 Онаполнитель ОстальноеКроме того, с целью экономии криолита и подовой массы, а также рациондльнОГО использОвания Отходов производс 1 ва, для приготовления наполни бтеля футеровоцного материала использована угольная пена.Глинозем добавляют из расчета насыщения им расплава криолита при высокой температуре, так как насыщенный раствор наиболее вязок и фильт.- рация его через слой футеровочногоматериала исключена.Приготовление футеровоцного материала в производственных условиях 25не вызывает затруднений ввиду того,что рекомендуемые ингредиенты широко используются в алюминиевой промышленности. При демонтаже катодного узла угольная футеровка подверга- звется переработке и криолито-глинозем ное сырье возвращается в производство.Применение предлагаемого футеровочного материала позволяет использовать в качестве наполнителя длянего угольную пену, извлекаемую изэлектролизера, а также угольную пенуиз хвостов флотации, направляемых. в отвал,40Наличие глинозема в футеровочномматериале значительно повышает смачиваемость угольных блоков расплавомкриолита, поэтому добавка криолитоглиноземной шихты обеспечивает повышение механической прочности формиру 4 4емого межблочного шва и улучшаетсцепление его с угольными блокамив процессе обжига и последующей работы электролизера,Криолито-глиноземная фракция футеровочного материала межблочныхшвов, пропитанная пеком и окруженнаяцастицами углеродистого наполнителя,химически устойчива в электролитепромышленных электролизеров.П р и м е р. В лабораторных условиях были испытаны три партии предлагаемого футеровочного материалаи одна партия известного материала.В каждой партии предлагаемого футеровочного материала испытано потри состава с различным содержаниемвходящих в него компонентов, Партияизвестного футеровочного материалаимеет одинаковый состав во всех трехопытах.Состав футеровочного материалапартии Ю 1 содержит подовую массу,с 18 мас.Ф. связующего в виде каменноугольного пека и 82 мас.3 наполнителя в виде кокса и термоантрацита,криолит и глинозем,Для партии 1 т 2 материал готовятиз угольной пены (не грошедшей флотационную обработку и содержащую70 мас,Ф криолита и 30 мас.Ф углеродистого наполнителя), глинозема1и каменноугольного пека.футеровочный материал партии Ю 3готовят из угольной пены, подвергнутой флотационной обработке и содержащей 20 мас,3 криолита и 80 мас,3углеродистого наполнителя, каменноугольного пека и глинозема.Партия Ю 4 имеет известный футеровоцный материал - подовую массус 18 мас,4 связующего и 82 мас,3наполнителя.Количественный состав компонентовиспользуемых футеровоцных материаловпредставлен: в таблице.о с а о3- Э Ф с г ф йс щ (о ф Ф и х Ф 9 х х (- к Е с о О,(- азс оР СО л Ч Ч ФЭ ЭгейЕ сэЭВФ 1С 1Э Е ЭСФф У ФФОХъ Ф)Я т Щ (- э с о Е 1 (- Х С,( Эе со ао Ш мФ о а Э Э л о вс Э Ф о а - 9М а 3 1- о Е с о а 9 Р с1" Э Л 13 Э з к ъ ю а Х С Щ й Э З % Э о З 1 1- Ф о( Щ оФормула изобретения ВНИИПИ Заказ 2513/36 1 ираж 687 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,7 9221Составляющие подовой массы и угольной пены дань в пересчете на количество углеродистого наполнителя,связующего (в суммарном количестве сдобавками пека) и криолита,5Исходную шихту для футеровочногоматериала опытных партий готовятв сухом виде, Пек и пену вводят в,измельченном виде крупностью неболее 1 мм. Количество пека добавля оют из расчета обеспечения пластичности Футеровочного материала при набойке.Усредненную по составу шихту нагревают до 150-170 С, в зависимости 1 Бот содержания пека, и перемешиваютдо получения однородной вязкой массы,Угольные образцы размером 10 х 10 хх 4 см, вырезанные из промышленныхподовых блоков, устанавливают в спе Оциальную металлическую матрицу сзазором между блоками 4 см, Иежблочное пространство набивают разогретымФутеровочным материалом путем уплот-.нения материала трамбовкой. 25Обжиг набитых образцов проводятв условиях, приближенных к условиямпламенного обжига электролиэеров.Скорость подъема температуры составляет 25 град/ч с выдержкой в тече Оние цаса при 500 ОС и в течение четырех часов при 950 фС.Обожженные образцы испытывают накоэффициент связи блоков со швом.Для определения стойкости футеровочного материала набитые и обожженные образцы выдерживают в электролите действующего электролизера в течение 30 ч при температуре электролита 1100 С.Затем из этих образцов готовятшлифы и визуально определяют глубину материала электролитом, пористость и границу раздела между швом,Как видно из таблицы, опытные45образцы, набитые предлагаемым футеровочным материалом, имеют сравнительно высокий коэффициент связи швасблоком, обладают хорошей стойкостью в электролите промышленных элект 50ролизеров при высокой температуре. Применение футеровочного материала с добавками криолита и глиноземапозволяет повысить механическую проч-,ность межблочных швов, сформированных иэ этого материала, улучшитьсцепление швов с блоками и тем самымувеличить срок службы алюминиевыхэлектролиэеров,Возможность применения угольнойпены способствует решению проблемыбеэотходного производства,Ожидаемый годовой экономическийэффект составляет около 300 тыс.рубэа счет увеличения срока службыэлектролиэеров и использования отходов производства. 1. Футеровочный материал, содержащий углеродистый наполнитель, связующее в виде пека, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшениямеханических свойств футеровочногоматериала при сцеплении с угольнымиблоками, он дополнительно содержиткриолит и глинозем при следующем .соотношении компонентов, мас,3:Связующее 25,0-45,0Криолит 8,6-42 у 0Глинозем 6,0-25,0Углеродистыйнаполнитель Остальное2. Футеровочный материал по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью экономии криолита и подовоймассы, а также рационального использования отходов производства, дляприготовления наполнителя футеровочного материала использована угольная пена.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИф 283205, кл, С 25 С 3/06, 1976.2. Авторское свидетельство СССРР 461974, кл. С 25 С 3/08, 1963.3. Справачник металлурга по цветным металлам. производство алюминия,