Патент на изобретение №2159219
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) МАГНЕЗИАЛЬНАЯ МАССА ДЛЯ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для ремонта и футеровки металлургических агрегатов, в том числе промежуточных ковшей. Магнезиальная масса, включающая периклазсодержащий заполнитель и связующее, содержит в качестве связующего полифосфат натрия и метасиликат натрия и/или сульфат магния, бентонит, двуокись кремния и неорганическое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%: периклазсодержащий заполнитель фракции 1-0,063 мм 57-75, фракции < 0,063 мм 17-31, полифосфат натрия 0,2-0,8, метасиликат натрия и/или сульфат магния 1,7-3,5, бентонит фракции 0,5-0 мм 1,7-3,5, двуокись кремния фракции < 0,01 мм 1,5-3,4, неорганическое волокно 0,5-1,3. Изобретение обеспечивает стабилизацию линейных размеров и прочностных характеристик массы в процессе разогрева, а также увеличение адгезии массы к поверхности футеровки. 2 табл. Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к составам огнеупорных масс для ремонта и футеровки металлургических агрегатов, в том числе промежуточных ковшей. Известна огнеупорная масса на основе периклаза, используемая в качестве обмазки металлургических агрегатов, содержащая, мас.%: периклаз фракции менее 0,075 мм (с Fe2O3 – 1-3%, водопоглощением менее 4%) – 77,5, порошок бентонита 3,5; порошок метасиликата натрия Na2SiO35H2O – 19 (Патент Великобритании N 1272845, C 04 B 19/04, B 22 C 3/00, 1972). Основным недостатком указанных масс является довольно высокое изменение линейных размеров в процессе термообработки и низкие прочностные характеристики. Известна огнеупорная масса состава, мас.%: Магнезиальный заполнитель фракции < 0,008 мм – 25 – 40 Магнезиальный заполнитель фракции 1,5-0,5 мм – Основа Связующее (цемент глиноземистый, фосфатное связующее, метасиликат натрия) – 5 – 20 Древесная мука фракции < 0,2 мм – 1 – 5 (А.с. СССР N 1616881, C 04 B 35/68, 35, 1989 г.). Однако данная масса также имеет большую усадку в процессе термообработки и невысокие прочностные характеристики. Прототипом является огнеупорная масса, преимущественно для промежуточных ковшей, включающая заполнитель из группы магнезиальных, магнезиально-хромитовых или форстеритовых огнеупорных материалов в количестве 75-95 мас.%, 3-12% перлита, 0,5-5% связки и 0,1-5% пластификатора (заявка EP N 0047728 A1, C 04 B 35/66, 17.03.82). В качестве связующего могут быть использованы полифосфат натрия, силикат натрия, сульфат магния и другие неорганические связующие. В качестве пластификатора может быть использован бетонит. От 0,5 до 10 мас.% огнеупорного заполнителя может быть заменено неорганическим волокном, в частности стекло- или минеральным волокном. Однако прочностные характеристики этой массы при температуре 110oC и выше не удовлетворяют условиям эксплуатации металлургических агрегатов, способствуют преждевременному выходу упомянутых агрегатов из строя. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является стабилизация линейных размеров и прочностных характеристик массы в процессе разогрева. Поставленная задача решается за счет того, что магнезиальная масса для футеровки металлургических агрегатов, включающая периклазсодержащий заполнитель, связующее-полифосфат натрия и метасиликат натрия и/или сульфат магния, бентонит и неорганическое волокно, дополнительно содержит двуокись кремния фракции < 0,01 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Периклазсодержащий заполнитель фракции 1-0,063 мм – 57 – 75 фракции < 0,063 мм – 17 – 31 Полифосфат натрия – 0,2 – 0,8 Метасиликат натрия и/или сульфат магния – 1,7 – 4,8 Бентонит фракции 0,5-0 мм – 1,7 – 3,5 Двуокись кремния фракции < 0,01 мм – 1,5 – 3,4 Неорганическое волокно – 0,5 – 1,3 Введение в торкрет-массу предлагаемого количества огнеупорного периклазсодержащего заполнителя обеспечивает требуемую огнеупорность. Введенное в торкрет-массу связующее обеспечивает прилипание массы к покрываемой поверхности. В качестве связующего использования полифосфат натрия и метасиликат натрия и/или сульфат магния. Сульфат магния вводят для того, чтобы снизить содержание щелочи в массе, так как повышенное содержание щелочи приводит к нежелательным последствиям в процессе службы массы. В то же время содержание сульфата магния в массе не должно превышать 5%, так как большее количество на свойства массы влияние не оказывает, а в некоторых случаях даже ухудшает их. Если в массе в качестве связующего использовать только сульфат магния, то можно стабилизировать изменение линейных размеров в температурном интервале от 110 до 1400oC, но при этом прочностные характеристики уменьшаются. Совместное введение полифосфата натрия, метасиликата натрия и сульфата магния позволяет стабилизировать такие характеристики, как изменение линейных размеров в интервале температур от 110 до 1400oC и прочности в интервале температур от 20 до 1400oC. Бетонит является пластификатором и замедлителем схватывания. Введение в массу двуокиси кремния позволяет скомпенсировать усадку в процессе термообработки, а в некоторых случаях наблюдается даже небольшой рост линейных размеров массы, что хорошо сказывается на эксплуатационных характеристиках массы. Неорганическое волокно – базальтовое или каолиновое, введенное в массу, создает армирующий каркас и позволяет уменьшить усадку или рост образцов, тем самым создавая стабилизирующий эффект. Пример В качестве исходных компонентов использовали периклаз спеченный, содержащий MgO не менее 91%; периклазохромит, содержащего MgO не менее 55%, Cr2O3 15-25%; обожженный дунит, с содержанием MgO не менее 46% фракции 1-0 мм, метасиликат натрия фракцией менее 0,1 мм, молотый бентонит фракции 0,5-0 мм, сульфат магния MgSO4  7H2O фракции менее 1 мм, двуокись кремния тонкодисперсная фирмы “Elkem”, полифосфат натрия фракции 0,1-0 мм, неорганическое волокно (базальтовое и каолиновое) длиной 10-12 мм. Все компоненты массы промышленного изготовления.
Для изготовления образцов все исходные компоненты смешивали в скоростном смесителе в течение 2-3 мин. В готовую массу добавляли воду (15-20% сверх 100% компонентов массы), перемешивали в течение минуты. Влажность массы составляла до 20%.
Кажущуюся плотность и открытую пористость определяли согласно ГОСТ 2409-80, в качестве насыщающей жидкости использовали керосин плотностью 0,8 г/см3.
Предел прочности при сжатии определяли согласно ГОСТ 4071.2-94 на кубиках размером 50 х 50 х 50 мм.
Изменение линейных размеров определяли измерением параметров кубика до и после термообработки по формуле: l = (l0-l1)/l0,где l0 – размер образца до термообработки; l – размер образца после термообработки. Для определения кажущейся плотности и открытой пористости, предела прочности при сжатии и определения изменений линейных размеров образцы подготавливали следующим образом: в стальные формы массы укладывали набивкой и 24 ч держали на воздухе. Через сутки снимали опалубку и измеряли линейные размеры, и ставили сушить при температуре 110oC на 24 ч. После этого треть образцов обжигалась при температуре 1100oC с выдержкой 3 ч и треть при 1380oC с выдержкой 2 ч. Составы испытанных масс и массы-прототипа приведены в табл. 1, результаты их испытаний – в табл. 2. Как видно из таблиц, результаты исследований показывают, что разработанная масса по сравнению с прототипом обладает меньшим изменением линейных размеров в интервале температур от 110 до 1400oC и в этом же интервале температур удалось стабилизировать прочностные характеристики. Формула изобретения
Периклазсодержащий заполнитель фракции 1 – 0,063 мм – 57 – 75 фракции менее 0,063 мм – 17 – 31 Полифосфат натрия – 0,2 – 0,8 Метасиликат натрия и/или сульфат магния – 1,7 – 4,8 Бентонит фракции 0,5 – 0 мм – 1,7 – 3,5 Двуокись кремния фракции менее 0,01 мм – 1,5 – 3,4 Неорганическое волокно – 0,5 – 1,3 РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.09.2003
Извещение опубликовано: 20.11.2005 БИ: 32/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
