Патент на изобретение №2386601
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ И СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к способам защиты электродов электродуговых печей. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса нанесения композиции, экономия электродов. Композиция для защиты электродов электродуговых печей включает высокоглиноземистый продукт, ортофосфорную кислоту, хромитопереклазовый порошок и замедлитель – сульфосалициловую кислоту, при следующем соотношении компонентов, вес.%: высокоглиноземистый продукт с содержанием оксида алюминия более 40% – 8,0-12,0; хромитопереклазовый порошок – 30,0-36,0; сульфосалициловая кислота – 0,2-0,3; ортофосфорная кислота – остальное. 3 табл.
Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к способам защиты электродов электродуговых печей. Известна обмазка из спеченного Аl2О3 или смеси его с Аl. Обмазка наносится на поверхность электродов толщиной 0,1-1,1 мм (патент Швейцарии Известен способ защиты графитовых и угольных электродов от окисления путем пропитки концентрированной ортофосфорной кислотой при повышенной температуре, при этом процесс ведут при добавлении солей кальция порядка 15-35%. Недостатком этого способа и обмазки является неудовлетворительная стойкость в окислительных средах и наличие в ней паров воды, с которыми интенсивно взаимодействует образующийся при нагревании электрода карбид кальция с образованием ацетилена. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является защитная обмазка для изделий из углеродистых материалов, содержащая (мас.%): высокоглиноземистый материал 25-60; углеродистый порошок 5-6; ортофосфорная кислота – остальное. Предусмотрено использовать в качестве высокоглиноземистого материала глинозем, каолин, бокситы, а в качестве углеродистого порошка – графитовый концентрат марки ГТ-3, пыли электрофильтров производства графитовых электродов. Размер части указанных материалов не должен превышать 0,08 мм (патент РФ Недостатком известной обмазки является использование тонкоизмельченного продукта с размером частиц не более 0,08 мм. Приготовление обмазки требует значительных затрат. Нанесение обмазки на электроды требует дополнительных операций как то приготовление поверхности электродов, нагрев в атмосфере воздуха, выдержке при температуре 1000-1200°С в течение 1 часа. Недостатком известной смеси является необходимость предварительной прокалки твердой составляющей в течение 1 часа при температуре 1200°С для удаления влаги. Нагрев электродов в процессе обмазки до температуры 1000-1200°С и обработка водяным паром в условиях прототипа предполагает наличие специальной установки для нанесения покрытия – является высокозатратным мероприятием. Задачей создания изобретения является разработка композиции и способа ее применения, не требующего дополнительных операций по приготовлению и использованию композиции, а также возможность использования в качестве компонентов обмазки материалов любого металлургического производства. Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения общих с прототипом, таких как композиция для защиты электродов электродуговых речей, включающая высокоглиноземистый продукт и ортофосфорную кислоту, и отличительных существенных признаков, таких как она дополнительно содержит хромитопериклазовый порошок и замедлитель – сульфосалициловую при следующем соотношении компонентов (вес.%):
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных во 2-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ защиты электродов электродуговых печей от окисления путем нанесения защитного компонента на поверхность электродов, и отличительных существенных признаков, таких как пропитку поверхности электродов ведут при температуре 45-60°С композицией состава (вес.%):
Технический результат от вышеперечисленной совокупности признаков – упрощение процесса нанесения композиции, использования в качестве компонентов смеси отходов металлургических производств, а также экономия электродов, которая при использовании предлагаемой композиции составила 30-40%, по прототипу всего лишь 6 %. Количественное соотношение компонентов смеси для приготовления обмазки выбрано опытным путем. Если взять высокоглиноземистый продукт (с содержанием оксида алюминия более 40%) менее 8%, то ухудшаются качественные характеристики состава, а если взять его больше 12%, то ухудшаются экономические показатели состава. Если взять хромитопериклазовый порошок меньше 30%, то ухудшаются защитные свойства обмазки, а если больше 35%, то снижается адгезионная способность композиции и прочность сцепления с поверхностью электродов. Если взять замедлитель – сульфосалициловую кислоту не в указанных выше пределах, то неоправданно увеличивается расход компонентов, ухудшаются экономические показатели состава. Если при нанесении состава взять температуру поверхности электродов ниже +5 или выше 60°С, то ухудшаются экономические показатели состава и способа его применения. 1. Характеристики исходных материалов: 1.1. Кислота ортофосфорная НзР04, ГОСТ 6552-80 или кислота ортофосфорная термическая, ГОСТ 10678-76. 1.2. Порошок хромитопериклазовый получают размолом б/у огнеупорного кирпича марок ХП, ГОСТ 5381-93, ПХСС, ГОСТ 10888-93.
Возможно применение порошков периклазохромитовых и хромитопериклазовых по ТУ 14-8-449-83, ТУ 14-8-596-89, ТУ 14-8-274-78, ТУ 14-8-163-75, имеющих химический состав, аналогичный составу материала кирпича марок ХП и ПХСС. 1.3. Каолин (См. Карклиш А.К. и др. Огнеупорные изделия, материалы и сырье. Справочник. – М.: Металлургия, 1991, стр.374-377).
1.4 Шлак глиноземистый, ТУ 0798-028-00186341-2007 – продукт алюминотермической плавки феррованадия. Химический состав шлака:
Фракционный состав – менее 1 мм, получается в результате размола. Возможно применение шлака, аналогичного по содержанию Аl2О3, от производства других ферросплавов с содержанием Сr2О3 не более 5,0% и MgO не более 12%, в соответствии с примером 1. 1.5. Кислота сульфосалициловая, 2-водная, С7Н6О6S*2Н2О. 2. Способ получения композиции: 2.1. Первый этап. Навеску глиноземистого материала (каолин, шлак глиноземистый растворяют при кипячении в течение двух часов в разбавленной ортофосфорной кислоте. В результате растворения получают водный раствор дигидрофосфата алюминия Аl(Н2РO4)3. После охлаждения полученного раствора в него добавляют водный раствор сульфосалициловой кислоты и доводят водой плотность до 1,2-1,25 г/см3. Полученный раствор в герметичной таре может храниться неограниченное время без изменения свойств. 2.1.1. Примеры дозировки компонентов при приготовлении раствора: Пример 1
Пример 2
2.2. Второй этап. В полученный раствор дигидрофосфата алюминия добавляют хромитопериклазовый или периклазохромитовый порошок при непрерывном помешивании в расчете 37-45 г на 100 мл раствора. Перемешивание продолжают до получения консистенции жидкой кашицы. Полученную композицию согласно примеру 1 (примеры составов приведены в таблице) посредством пульверизации, погружением или кистью наносят на поверхность электродов, температура которой должна быть не более +60°С, и выдерживают на воздухе. При выдержке композиция проникает в поры электродов и ее большая часть, затвердевая в виде пленки толщиной 0,2-0,5 мм, покрывает электрод. При испытании способа мастика наносилась на поверхность электрода мочальной кистью. Окрашиванию мастикой подвергалась поверхность верхней части электрода на высоту около 150 мм выше стыка и поверхность нижней части электрода на высоту около 300 мм ниже стыка (критическое сечение, ограничивающее срок эксплуатации электрода). Одно-двукратная покраска позволила получить 30-40% экономии электродов. 3. Защитные свойства мастики обеспечиваются закрытием открытых пор материала электрода и созданием прочной огнеупорной корочки на поверхности электрода при затвердевании мастики, которая препятствует проникновению кислорода атмосферы к материалу электрода. Приготовленная мастика должна быть израсходована в течение не более чем 30 минут. Таким образом, предлагаемая процедура нанесения обмазки, по сравнению с прототипом, не требует подготовки поверхности электродов и жесткого контроля температуры.
Предлагаемые композиции и способ ее применения реализованы на ОАО «Чусовской металлургический завод» и могут найти применение на любом металлургическом производстве в электродуговых печах. Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
Формула изобретения
1. Композиция для защиты электродов электродуговых печей, включающая высокоглиноземистый продукт и ортофосфорную кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хромитопереклазовый порошок и замедлитель – сульфосалициловую кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%: 2. Способ защиты электродов электродуговых печей от окисления путем нанесения защитного компонента на поверхность электродов, отличающийся тем, что пропитку поверхности электродов ведут при температуре 5-60°С композицией состава, вес.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
126