Патент на изобретение №2238253
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КВАРЦИТО-УГЛЕРОДИСТЫЙ ОГНЕУПОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупоров для футеровки металлургических агрегатов. Изобретение предусматривает использование, мас.%: 75-91 кварцита микрокристаллического, 9-25 графита, 1,3- 3,5 водного раствора этиленгликоля, 2,5-5 порошкообразного полимерного связующего в виде смеси твердой фенолформальдегидной смолы новолачного типа, уротропина и антиоксиданта – порошкообразной борной кислоты, получаемой в процессе одновременного механического измельчения компонентов. Изобретение обеспечивает высокую плотность и механическую прочность огнеупора как непосредственно после прессования, за счет полимерно-органического связующего, так и в высокотемпературном состоянии, за счет взаимодействия ингредиентов с образованием керамической структуры. 4 з.п.ф-лы, 2 табл. Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупоров для футеровки металлургических агрегатов. Известен углеродсодержащий огнеупор [1] огнеупор, содержащий 3-20% аморфного углерода, 97-80%>1 из числа кремнезема, агальматолита, андезита, наполнитель на основе высокоглиноземистого сырья, карбида кремния (1-15%) и органическое связующее. Известен магнезиально-углеродистый огнеупор, содержащий магнезиальный огнеупорный порошок (80-92%), графит (5-15%), металлический антиоксидант (из числа: Al+Mg, ферросплавного порошка, чугунной стружки, специальных сплавов, ферросплавов) 3-5%, порошкообразное фенольное связующее 3-5% (сверх 100%), этиленгликоль 3-5% (сверх 100%) [2, 3]. Недостатками известного кварцитового огнеупора являются большие объемные изменения огнеупора при нагревании, обусловленные использованием в качестве кремнеземистого компонента природных минералов, представленных монокристаллами минерала кварца, низкая пластичность формовочной массы, связанная с применением аморфного углерода. Примеси в минералах и высокоглиноземистом сырье приводят к загрязнению выплавляемых или разливаемых металлов, снижают температуру применения материалов. Недостатками известного углеродистого огнеупора являются высокая плотность (более 2,9 г/см3), что требует использования кранов повышенной грузоподъемности для транспортирования сталеразливочных металлургических ковшей, футерованных этими огнеупорами. Углеродные компоненты выгорают при температурах выше 450 Вязкий этиленгликоль обволакивает частицы магнезиального огнеупорного порошка, графита и фенольного связующего, препятствуя их равномерному распределению по всему объему огнеупорной массы. Поэтому на поверхности и внутри огнеупора могут быть области, не содержащие углерод, что понижает шлакоустойчивость футеровки металлургических агрегатов. Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является кремнеземуглеродистый огнеупор, включающий огнеупорный наполнитель на основе кремнеземсодержащего песка высокой плотности, графита, антиоксиданта (ферросилициума или карбида кремния), фенолформальдегидной смолы, этиленгликоля и воды [4]. Недостатки состава связаны с использованием в смеси кремнеземсодержащего песка высокой плотности, вязкого этиленгликоля и фенолформальдегидной смолы и антиоксидантов в виде ферросилициума или карбида кремния. Содержащиеся в песке неорганические (глина) и органические (гуминовые кислоты, остатки растений и др.) примеси всупают в реакцию с основными компонентами кремнеземуглеродистого огнеупора и понижают его прочностные и огнеупорные характеристики. Вязкие этиленгликоль и фенолформальдегид не могут равномерно распределиться по всему объему огнеупорной массы. Осутствие антиоксидантов во всем объеме огнеупорных изделий приводит к выгоранию графита в футеровке и увеличение пористости улеродсодержащего огнеупора. Это приводит к разуплотнению структуры и увеличению газопроницаемости огнеупоров. Кроме того, используемый ферросилициум взаимодействует с расплавами металлов, что приводят к загрязнению ими выплавляемых или разливаемых металлов. Все вышеперечисленные факторы не позволяет использовать известный кремнеземуглеродистый огнеупор в производстве прецизионных сплавов и снижают его стойкость к окислению и к расплавам металлов. Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат: снижение кажущейся плотности до 2,2 г/см, повышение объемопостоянства, термостойкости, устойчивости к металлургическим расплавам, увеличение чистоты выплавляемых металлов и сплавов. В отличие от известного кремнеземуглеродистого огнеупора, включающего огнеупорный наполнитель на основе кремнеземсодержащего песка высокой плотности, графит, антиоксидант, фенолформальдегидную смолу, этиленгликоль и воду, предлагаемый предусматривает использование измельченного мелкозернистого кристаллического кварцита, измельченного графита, порошкообразного полимерного связующего, состоящего из смеси твердой фенолформальдегидной смолы новолачного типа, порошкообразной борной кислоты и уротропина, получаемого в процессе одновременного механического измельчения компонентов, имеющее зерновой состав более 0,1 мм – не более 5%, водный раствор этиленгликоля при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кварцит микрокристаллический 75-91 Графит 9-25 Порошкообразное полимерное связующее, (сверх 100%) 2,5-5 Водный раствор этиленгликоля (сверх 100%), на сухое вещество 1,3-3,5 Измельченный кварцит содержит: SiO2 – 97-98%, Аl2O3 – 1,1-1,6%, Fе2О3 – 0,6-0,7%, сланца не более 0,4%, имеет зерновой состав: более 3,2 мм – до 3%, 2-3,2 мм – 10-20%, менее 0,09 мм – 15-26%. Графит имеет: зольность не более 10%, зерновой состав: более 0,16 мм – не более 40%, более 0,063 мм – не более 25%. Порошкообразное полимерное связующее содержит, мас.%: фенолформальдегидной смолы новолачного типа – 67,5-93,0, порошкообразной борной кислоты – 0,5-25,0, уротропина – 6,5-7,5; имеет коксовый остаток не менее 57%, потери при бакелизации не более 5%. Водный раствор этиленгликоля имеет плотность 1,03-1,5%. Конкретные составы предлагаемого кварцито-углеродистого огнеупора и известного, а также физико-химические показатели материалов указаны в таблицах 1 и 2. Нижние пределы фенольного связующего 2,5% и этиленгликоля 1,5% обусловлены снижением прочности отформованных изделий, верхние 5% интенсивным выделением газов в жидкий металл при выгорании связок в сталеразливочных агрегатах. Источники информации 1. Пат. Яп. 62-132767,1985, Харима Тайка рэнга к.к. РЖХ 16/86. 2. Патент RU №2108991 от 24.02.1997 “Магнезиально-углеродистый огнеупор”. 3. Огнеупоры и техническая керамика, 1999, №6, стр. 4-12. 4. Патент США №4387173, кл. С 08 К 5/06, опубликован 07.06.1983 г. (прототип). Формула изобретения
1. Кварцито-углеродистый огнеупор, включающий огнеупорный кремнеземсодержащий наполнитель, графит, антиоксидант, фенолформальдегидную смолу, этиленгликоль и воду, отличающийся тем, что он содержит измельченный графит, порошкообразное полимерное связующее в виде смеси твердой фенолформальдегидной смолы новолачного типа, уротропина и антиоксиданта – порошкообразной борной кислоты, получаемой в процессе одновременного механического измельчения компонентов и имеющей зерновой состав более 0,1 мм – не более 5%, а в качестве кремнеземсодержащего наполнителя – измельченный мелкозернистый кристаллический кварцит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кварцит микрокристаллический 75-91 Графит 9-25 Порошкообразное полимерное связующее, сверх 100% 2,5-5 Водный раствор этиленгликоля сверх 100%, на сухое вещество 1,3-3,5 2. Кварцито-углеродистый огнеупор по п.1, отличающийся тем, что измельченный кварцит содержит: SiO2 – 97-98%, А12O3 – 1,1-1,6%, Fе2О3 – 0.6-0,7%, сланца не более 0,4%, имеет зерновой состав: более 3,2 мм – до 3%, 2-3,2 мм – 10-20%, менее 0,09 мм – 15-26%. 3. Кварцито-углеродистый огнеупор по п.1, отличающийся тем, что графит имеет: зольность не более 10%, зерновой состав: более 0,16 мм – не более 40%, более 0,063 мм – не более 25%. 4. Кварцито-углеродистый огнеупор по п.1, отличающийся тем, что порошкообразное полимерное связующее имеет коксовый остаток не менее 57%, потери при бакелизации не более 5%. 5. Кварцито-углеродистый огнеупор по п.1, отличающийся тем, что водный раствор этиленгликоля имеет плотность 1,03-1,5%. |
||||||||||||||||||||||||||
С, что требует применения металлических антиоксидантов. Использование антиоксидантов во всем объеме огнеупора приводит к высокому их расходу (3-5%). Кроме того, легкоплавкие металлические антиоксиданты, плавятся при температурах эксплуатации футеровок, что приводят к загрязнению ими выплавляемых или разливаемых металлов.
