Способ получения плавленых огнеупоров

(51) 4 С 04 В 35/6 РЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ и технологии минерального сыала им. С.М.Киров улакоаслоб.8)48,кл 106-57ПлавленыеГосстройиздат оры ПЛАВЛЕНЫХ ОГНЕ-. ся к произ- оров, исособо отГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИК АВТОРСКОМ(71) Институт химииредких элементов ирья Кольского филиАН СССР(56) Патент США Мф 3519опублик. 1970.Литваковский А.Атые огнеупоры. М.:1959, с.257-266.(57) Изобретение относводству плавленых огнеупользуемых для футеровк 801333670 ветственных участков плавильных пе чей и установок внепечного вакууми рования стали. Целью изобретения я ляется обеспечение комплексного ис пользования минерального цирконийсодержащего сырья и обеспечение извлечения из него тугоплавких редкихметаллов. В качестве исходного сырь,используют эвдиалитовый и/или бадделеитовый концентрат. В шихту вводят1-40 Е от ее массы железосодержащийкомпонент, Для увеличения размеровметаллической дозы. охлаждение рава ведут со скоростью не более 15в 1 ч, Получены плавленые огнеупс пределом прочности на сжатие360-510 МПа. Тугоплавкие редкие металлы сконцентрированы в легко отделяемую металлическую дозу (до10 мас.Х). 1 з.п. ф-лы, 3 табл.25 25 концентрат 25 1 13336Изобретение относйтся к производству плавленых огнеупаров и можетбыть использовано при изготовлении,например, сталеразливачных стакановвставок-дозаторов, вкладышей дляшиберных затворов и огнеупоров дляФутеровки особо ответственных участков плавильных печей и установоквнепечного вакуумирования стали, 10Цель изобретения - обеспечениекомплексного использования минерального цирконийсодержащего сырья иобеспечение извлечения из него тугоплавких редких металлов, а также 15увеличение размеров металлическойфазы,П р и м е р 1. Исходным материалом для плавки служит бадделеитовыйконцентрат Ковдорского горно-обогатительного комбината, в качестве стабилизирующей добавки использовали известняк Угловского месторождения вследующем соотношении компонентов,мас.%:Бадделеитовыйконцентрат 90Известняк 10Припроведении опытной плавки впроцессе ее дополнительно цводили 30железосодержащий продукт - магнетитовый концентрат в количестве 1% атмассы шихты. Плавку проводили в электродуговой печи мощностью 60 кВт ввосстановительной среде (для чего вшихту дополнительно вводили 5 мас.%графита) при следующем режиме: силатока 800-1000 А, напряжение 55-60 В,время плавки 3 ч, температура на поверхности расплава 2050-2750 С, Охлаждение блока плавленого материа-.ола со скоростью 50 в 1 ч, после охлаждения блок дробили и измельчаликусковой материал, после чего на магнитном сепараторе отделяли металлический сплав, содержащий МЬ и Та,П р и м е р 2. Исходными материалами для плавки служили эвдиалитовыйи бадделеитовый концентраты а в ка "честве модифицирующей добавки использовали кианитовыйконцентрат итехнический глинозем в следующем процентном соотношении, мас.%:Бадделеитовыйконцентрат 55Эвдиалитовыйконцентрат 25Кианитовый.Техническийглинозем 25В качестве асадителя железосодержащего продукта для концентрирования тугаплавких редких металлов дополнительно вводили магнетитовый концентрат в количестве 40 мас,% (сверх 100%). Электроплавку проводили в восстановительной атмосфере, для чего в расплав дополнительно вводили 15% графита при следующем режиме: сила така 600-800 А, напряжение 55-60 В, продолжительность плавки 2 ч, температура проведения плавкио1900-1950 С, скорость охлаждения расплава и блока 100"С в 1 ч.В результате электроплавки получен плавленый огнеупорный материал бакораваго состава и металлический сплав, содержащий тугоплавкие редкие элементы ИЬ, Та и Ферросилиций.П р и м е р 3. Исходными материалами для проведения опытной плавки были использованы эвдиалитовый и кианитовый концентраты с добавлением технического глинозема в качестве модификатора в следующем соотношении компонентов, мас.%:Эвдиалитовыйконцентрат 50Кианитавыйконцентрат 25Техническийглинозем 25В качестве железосодержащего про-. дукта вводили магнетитовый концентрат в количестве 20 мас.% от веса шихты (сверх 100%), а в качестве восстановителя вводили графит в количестве около 10 мас,%, Плавку шихты проводили на блок при следующем режиме: рабочий ток 400-600 А, напряжение 55 В, время плавки 3 ч, температура расплава 1750-1900 С, скорость охлаждения блока 150 С в 1 ч, Затем полученный блок дробили и магнитный сепарацией атделяпи металлический сплав, содержащий тугоплавкие металлы ИЬ, Та и Ферросилиций от плавленого огнеупара.В результате электраплавки получен плавленый огнеупорный материал бакорового (муллиткарундавого с добавкой бадделеита) состава, металлический сплав, содержащий ИЬ, Та и Ферросилиций.П р и м е р 4 В качестве исход ных материалов для плавки использова-, 1333670лись эвдиалитовый, бадделеитовый и кианитовый концентраты в следующем соотношении, мас.7.:Эвдиалитовыйконцентрат25Бадделеитовыйконцентрат 25Кианитовыйконцентрат 50Химический состав исходных материалов по примерам 1-4 приведен в табл.1.В процессе проведения плавки в шихту дополнительно вводили 30 мас,З магнетитового концентрата и 15 мас.7 графита. Электроплавку проводили в дуговой печи мощностью 60 кВт при следующем режиме; рабочий ток 500-700 А напряжение 60 В, время плавки 3 ч,о температура расплава 1950 С, скорость охлаждения блока плавленого материала 75 С в 1 ч. После охлаждения блок; дробили, кусковой материал измельчали и с помощью магнитного сепаратора отделяли металлический сплав, содержащий ИЬ, Та и ферросилиций.Химический состав и физико-технические свойства, полученных по примерам 1-4 плавленых материалов приведены в табл,2.В табл.3 приведен химический состав Ферросплавов, полученных по примерам 1-4 при плавлении цирконийсодержащего минерального сырья. Анализ результатов, приведенных в примерах 1-4, показывает, что предлагаемый способ позволяет комплексно на основе дешевого огнеупорного минерального сырья получать высокоэффективные плавленые огнеупоры, по физико-техническим свойствам не уступающие лучшим образцам отечественных и зарубежных плавленых огне- упоров, а по некоторым показателям, изобретения Ф о р м у л а25 1. Способ получения плавленых огнеупоров с одновременным получениемферросицилия путемплавления огнеупорного сырья в восстановительной З 0 среде, получения блока, охлажденияего, отличающийся тем,что, с целью обеспечения комплексного использования минерального цирконийсодержащего сырья и обеспечения извлечения из него тугоплавкихредких металлов, в качестве исходного минерального сырья используютэвдиалитовый и/или бадделеитовыйконцентрат и в шихту вводят 1-40% 40 от ее массы железосодержащий компонент.2. Способ по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения размеров металлической фазы, охлаждение расплава ведут сооскоростью не более 150 С в 1 ч. например по пределу прочности присжатии, превышающие их за счет армированности материала кристаллами корунда, муллита и бадделеита. Данный5метод позволяет извлекать из исходного цирконийсодержащего минераль, ного сырья тугоплавкие редкие металлы ИЬ, Та с высокой степенью извлечения. Содержание указанных тугоплавких редких металлов в получаемомплавленом огнеупоре составляет1 107. По предлагаемому способу,получают до 1 О мас.7. легко отделяемойметаллической Фазы, концентрирующейтугоплавкие редкие металлы,Предлагаемый способ расширяетсырьевую базу огнеупорной промышленности и ферросплавного производства,позволяет повысить комплексностьиспользования минерального сырья,создать безотходную технологию,м л л а оом ал лосСЧ 1 в л оо СЧ л о-м л лоооСЧ Мл ло оОО в ло ао ол в соол лоолО Чл воь-л л соСЧ ,О а л оо- СЧа е, ооо оД Оч О л всоол лСЧ л а ооСЧ Мл лооо о л л о ч- СЧтл лос илоСЧ Ол л ,ооСЧ 3 л в оо ос л л Ю О ао а а омсол лвсСЧ Мл лоооа л л о ол л ф оЮ Ч ф л л оооо л в ил м мос л в4 О м мСЧ Мв воооовМ О с ЭРоов вО 1 СЧ3 Ядд Рохх эхЭ Жх ой Я Оэ одО,ОххЕч м лСО СЧ м еьоВЕл Гвс мЙьоСс дьо ЭЭс уо о 4в эо хихС ос Ов1333670м Офл в л со сч СЧ М л л л ос о- . ф в в в оо о 1-Ю Ов в лсо1 УО Ю л л л ос л лоф т л л л СО О СЧ м мСЧ 2л л лос оо уЭ Ф ЭРЭ Э ХЕ1333670 Компоненты исвойства Плавленый материал, полученныйпо примерам 1 2 3 4 30,0 34,0 94,0 10,0 ЕгО 0,2 0,3 0,5 0,3 еО,БдО 0,8 15,0 34,0 30,5 48,0 0,4 50,5 35.,5 0,2 0,3 0,25 0,3 Мро 1,3 4,6 2,6 СаО 1,5 0,5 0,4 0,1 0,3 Р О 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,7 0,6 0,2 0,1 0,1 0,2 5,50 3,7 3,3 3,5 Открытаяпористость,Х 2,9 0,5 2,0 450 360 430 Огнеупорность, С Более1750 Более1750 Более2000 Более1750Металлический сплав, полученныйпо примерам Компоненты 1 23 ( 4 450 340 400 34,0 45,0 35,2 8,5 10;0 9,0 53,0 Ре 25,5 15,0 Та 1,4 Оф 5 Оэб 0,51,2 3,5 3,0 3,5 5,5 5,0 Тд 0,5 0,2 0,1 0,2 0,1 0,0 6,2 2,0 7,0 Составитель Л.БулгаковаРедактор Н.Кищтулинец Техред М.Ходанич Корректор И.Муска Заказ 3923/22Тираж 587 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4