Шихта и способ изготовления огнеупоров

2 640 А ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 11 С 04 В 35/1 ЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ.У САНИЕ АВТОРСКОМУ С КарбидкремнияВысокотемпературныйкаменноугольный 6 16-1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский ордена Ленина по-литехнический институт им. В.И.Ленина(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 342846, кл. С 04 В 35/10, 1968.2. Патент Японии Р 52-10128,кл. 20(3) с. 21, опублик. 1977.3. Авторское свидетельство СССРР 541821, кл. С 04 В 35/10, 1970прототип),54) ШИХТА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯОГНЕУПОРОВ.(57) 1. Шихта для изготовления огнеупоров, содержащая электрокорунд,графит, кремний и связку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения термостойкости и шлакоустойчивости, она дополнительно содержит карбид кремния, а в качестве связки - смесь высокотеьпературного каменноугольного пека иэтилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Графит 18-22Кремний 7-11 пек 8 Этилсиликатв пересчете на 5 О 2-6 Электро. корунд Остальное . 2, Способ изготовления огнеупоров путем смешения компонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости и шлакоустойчивости, сначала про- фИ изводят смешение компонентов шихты а пеком в бегунах, затем увлажняют С частью этилсиликата, прибавляют остаток этилсиликата, снова переме- й шивают в смесителе и после формоваиия нагревают до 480-520 сС со скоростью подъема температуры 15- 20 град/ч, после чего пропитывают .жидким натриевым стеклом, а обжиг проводят при 1360-1390 С.Изобретение относится к огнеупо-рам, а именно к шихтам и способамизготовления корундографитовых изделий, которые можно использовать в качестве огнеупорного сталеразливочного припаса, для набивки и ремонта 5футеровок и других целей в металлургической промышленности.Известна шихта, которая помимошамота, глины и графита содержиткарбид кремния, электрокорунд и фосФатное связующее 13.Однако изделия иэ указанной шихтыиз-за невысокого содержания углерода 10-20 имеют пониженную шлакои металлоустойчивость, а также теряют механическую прочность при высокой температуре в службе вследствиеразложения присутствующего в нихфосфатного связующего. Введениедобавки карбида кремния не даетв данном случае повышения, а в процессе службы - сохранения механической прочности изделий.Известен также состав материаладля футеровки промежуточного разливочного ковша, содержащий, зес.: 25яе О40-85, углерод 10-40, карбидкремния 5-20, 51 Одо 30 и антиокислитель - натриевое стекло Г 2 ЪНедостатком данного состава материала является высокое содержаниеБ 02 совместно с жидким натриевымстеклом, что значительно снижаетогнеупорные свойства материала.Наиболее близкой к изобретениюявляется шихта для изготовления огнеупорного материала, содержащая,Ъ:чешуйчатый графит 25-35, кремний8-10, глинистое связующее 10-15,жидкое натриевое стекло 0,1-0,7 иэлектрокорунд. Материал готовятсмешиванием компонентов, формованием,40сушкой и обжигом 3,Однако вследствие того, что в шихте содержится много глинистыхкомпонентов, иэделия имеют недостаточную термостойкость и механическую прочность, а это накладываетограничения на воэможность широкогоиспользования их в металлургии, особенно при непрерывной разливке стали,а отсутствие операции пропитки непозволяет получать изделия с низкойокисляемостью.Целью изобретения является повышение термостойкости и шлакоустой"чивости.Цель достигается тем, что шихтадля изготовления огнеупоров, содержащая электрокорунд, графит, кремнийи связку, дополнительно содержиткарбид кремния, а в качестве связую-щего - смесь высокотемпературного 60каменноугольного пека и этилсиликатапри следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Графит 18-22Кремний 7-11 6516-18 Карбидкремния 2-6Высокотемпературныйкаменноугольный пекЭтилсиликат в пересчетена 5 л 02)2-6Электрокорунд ОстальноеКроме того, согласно способу изготовления огнеупоров путем смешения компонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига, сначала производят смешение компонентов шихты с пеком в.бегунах, затем увлажняют частью этилснликата, прибавляют оСтаток этилсиликата, снова перемешивают в смесителе и после формования нагревают до 480-520 С со скоростью подъема температуры 15-20 град/ч, пропитывают жидким натриевым стеклом, а обжиг проводят при 1360-1390 ОС.Введение в состав шихты смеси высокотемпературного каменноугольного пека и этилсиликата приводит к тому, что образовавшийся в них после термообработки кокс и аморфный кремнезем, взаимодействуя между собой и кремнием, образуют при последующем обжиге прочную карбид-кремниевую связку, что способствует .значительному увеличению прочности и термостойкости изделий.Применение высокотемпературного каменноугольного пека позволяет также повысить выход коксового остатка пека после термообработки, а также проводить его сухой помол, в ходе которого не происходит налипания его на рабочие части бегунков, что наблюдается в случае использования низко- и среднетемпературного каменноугольного пека. Поэтому использование высокотемпературного каменноугольного пека позволяет проводить сухое смешение его с компонентами шихты беэ нагрева пека или наполнителя перед смешением, что улучшает условия труда и. исключает вредное воздействие летучих компонентов пека в случае его расплавления перед смешением.Смешение компонентов шихты производят в бегунках в течение 40-60 мин, что более экономично по сравнению с использованием шаровой мельницы, увлажнение, например, в 2. -образном смесителе - в теченние 40-50 мин. .Это значительно удешевляет процесс производства, приводит к уменьшению энергозатрат.Термбобработка до 480-520 С проводится с целью удаления летучих компонентов пека и выкоксовывания пека обязательно в окислительной среде, так как в окислительнои среде выход кокса повышается почти вдвое. Скорость подъема температуры в ходе термообработки 15-20 С/ч ) предполагает оптимальную скорость выхода летучих компонентов пека, не вызывающую растрескивання изделий, Термообработка ниже 490 ОС не приводит к завершению процесса выхода летучих компонентов пека, что увеличивает вероятность растрескивания изделий в ходе последующего обжига. Термообработка в окислительиой среде при температуре выше 520 С приводит к выгоранию пекового кокса, что отри, цательно сказывается на получении высоких прочностных свойств обожженных изделий.Пропитывание жидким натриевым стеклом корундографитовых изделий позволяет обжигать их в карбид- кремниевых капселях без коксовой засыпки, что значительно повышает экономичность предлагаемого способа производства корундографитовых огне-. упоров.П р и м е р. 45 электрокорунда смешивают в бегунках с 20 графита, 9 металлического кремния, 4 карбида кремния, 17 высокотемпературного пека в течение 60 мин. Далее массу увлажняют 2 ( в пересчете на 5102 ) этилсиликата, перемешивают, масса поступает в 2 -образный смеситель, где ее доувлажняют 3 по 5102 )этилсиликата и в течение .50 мин тщательно перемешивают. Из полученной смеси формуют из"делия по способу изостатическогопрессования при давлении 700. атм.Сформованные изделия нагревают до500 С со скоростью 15 С/ч, пропитывают жидким стеклом плотностью1,28 г/см и обжигают при 1380 Со Готовые изделия имеют пределпрочности при сжатии 45 ИПа, термостойкость 1 до появления трещин ) составляет 31 термосмену 1200 с вода.5 Составы шихты для изготовленияогнеупоров приведены в табл, 1.Параметры технологического процесса приведены в табл. 2,0Свойства иэделий в зависимостиот состава и способа приведены втабл. 3Экономичность предлагаемого способа заключается в том, что при введении пропитки заготовок жидкимнатриевым стеклом исключается трудоемкий процесс - обеспечения дорогостоящей коксовой засыпки изделий20 в капселях, что может дать экономиюзаводу-изготовителю порядка 10 тыс.руб, в год.Кроме того, применение термообработки иэделий до 480-520 С со25 скоростью подъема температуры 1520 оград/ч позволяет затем обжигатьизделия по ускоренному режиму, аименно:20-400 ОС - 50 град/ч - 8 ч,З 0 400-бОООС - 100 град/ч - 2 ч,600-900 С - 150 град/ч - 2 ч,900-1200 оС - 100 град/ч - 3 ч,1200-1300 С - 50 град/ч - 2 ч,1300-1380 С - 40 град/ч - 2 ч,35выдержка при .1380 С - 3 ч,Итого: 22 часа вместо 45 по стандартной технологии.Увеличение термостойкости и шла-.коустойчивости изделий из даннойшихты в.сравнении с базовым объек 40 том позволяет увеличить срок службы изделий, а экономический эффектсоставит около 100 тыс. руб. в год.(на 5 Ог) 6 Карбид кремния 17 17 18 16 20 13 17 Таблица 2 Составы Параметры Смещение в бегунах,мин 60 50 50 Термообработка, С 500о 490 480 Подъем температуры, град/ч 17 16 19 20 15 1519 Температураобжига, ОС 1390 1370 1360 1360 1370 1380 1360 Таблица 3 Предлагаемые составы Прототип Свойства 40,0 42,0 37,0 26,0 26,5 25,5 Предел прочностипри сжатии, МПа 45,0 26 21 28 26 30 26 31 до полногоразрушения 28 29 30 41 35 40 43 Шпакопросачивание, мм 4,0 1,8 2,1 2,0 ЭлектрокорундГрафитКремний Каменноуголь-, ный высокотемпературный пек Термостойкость,1028640 Продолжение табл. 3 Предлагаемые состава Прототип Свойстваб 7 Термостойкость,теплосмена 1300 С -вада: до появлениятрещин 19 23 20 до полного разрушения 35 30 32 24 Составитель Д. ИвановРедактор М. Бандура Техред В,далекорей Корректор А.Ильин Заказ 4886/20Тираж 622ВНИИПИ: Государственного комитета, СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4