Торкрет-маса для металургійних агрегатів

Торкрет-маса для металургійних агрегатів, що містить в собі порошкоподібний вогнетривкий на 31392 Відмітними від прототипу суттєвими ознаками винаходу є: - наявність у вогнетривкому наповнювачі периклаза, а також карбонатів кальцію і магнію в кількості, меншій в 1,5...2,5 рази від кількості оксидів кальцію і магнію; - співвідношення між вуглецевим паливом та сумішшю периклазовапняного порошку з карбонатами кальцію і магнію складає (32-48) відсотків і (52-68) відсотків; - вміст карбонатів магнію відноситься до вмісту карбонатів кальцію як (1...2): 3. Перераховані вище суттєві ознаки є необхідними і достатніми для всіх випадків, на які поширюється область застосування винаходу. Між суттєвими ознаками і технічним наслідком - підвищенням шлакостійкості торкрет-покриття без втрати термостійкості, яка властива вапну - існує причинно-наслідковий зв'язок, який поясняється таким. При факельному торкретуванні вуглецеве паливо, наприклад, коксовий порошок, згоряє в потоці кисню і утворює в порожнині металургійного агрегату температуру 1700-1950°С, при якій частинки вогнетривкого наповнювача переходять в інший стан. Частинки вапна набувають слабкі пластичні властивості, які є недостатніми для побудови, міцного каркасу торкрет-покриття. Частинки периклазу переходять в активний пластичний стан і самі можуть спікатися в щільний, міцний моноліт, але частинки вапна їх роз'єднують, внаслідок чого щільність і шлакостійкість торкрет-покриття недостатні для умов служби в металургійному агрегаті. Таким чином, периклазовапняна суміш є необхідною, але недостатньою відмітною ознакою винаходу. Необхідність доповнення периклазовапняної суміші карбонатами кальцію та магнію доказується отаким. Характерною особливістю факельного торкретування є занадто швидкий нагрів частинок вогнетривких компонентів торкрет-маси в факелі і на поверхні торкрет-покриття. При цьому частинки СаСО3 і MgСО3, не встигають декарбонізуватися і переходять в рідкий стан, в якому знаходяться деякий час. Термічне розкладання СаСО3 на СаО и CО2 відбувається вже в рідній фазі. Таким чином, СаСО3 утворює тимчасово рідку фазу, яка сприяє інтенсифікації спікання частинок вапна і периклазу (див.: Мінерали. Т. 1, вип.1. – М.: На ука, 1974). Проте найбільш повне спікання відбувається за рахунок розкладання MgСО3 на MgО и CО2), яке відбувається при швидкім нагріві у дві стадії. Спочатку утворюється рідкий карбонат магнію, який сприяє, як і карбонат кальцію, спіканню торкрет-покриття в рідкій фазі. Потім рідина розпадається і утворюються пари MgО (твердий MgО випарюється дуже активно при температурах більше 1600°С). Пари MgО сублімуються в містах контактів зерен вапна і периклаза згідно з законами поверхневого натягу (спікання в газовій фазі). Завдяки цьому формується дуже щільне покриття. Оксид магнію із газової фази і оксид кальцію із рідкої фази утворюють зв'язку поміж зернами вапна і периклаза, яка забезпечує торкрет-покриттю одночасно високі властивості шлако- і термостійкості. Наявність в складі вогнетривкого наповнювача СаСО3 и MgСО3 потребує додаткового тепла на декарбонізацію і на нагрів додаткового CО2, що утворюється внаслідок розкладання карбонатів. Цей вуглекислий газ, а також вуглекислий газ, що утворився від спалення вуглецю, відходять від поверхні торкретування і виносять певну кількість тепла. Цей недолік усувається шляхом збільшення в торкрет-масі вмісту палива і зменшення вмісту вогнетривкого наповнювача. Як показали дослідження, достатня кількість палива складає (32...48) відсотків від всієї торкрет-маси. Оптимальне співвідношення між оксидами кальцію і магнію, з одного боку, та карбонатами кальцію і магнію, з другого боку, складає 1,5...2,5. При такому співвідношенні забезпечуються високі шлако- і термостійкості торкрет-покриття. Якщо вміст карбонатів кальцію і магнію зменшити більше, ніж у 2,5 рази по відношенню до вмісту оксидів кальцію і магнію, то торкрет-покриття становиться пористим і шлакостійкість його зменшується. Так, при СаО+ +MgО/СаСО3+MgСО3=3,0 торкрет-покриття після шести плавок розчинялось в шлаку. Якщо це співвідношення буде меншим ніж 1,5, то торкретпокриття втрачає термостійкість і сколюється з футерівки. Так, при СаО+MgО/СаСО3+MgСО3=1,3 торкрет-покриття сколюється після чотирьох плавок. Якщо вміст карбонатів магнію по відношенню до вмісту карбонатів кальцію буде складати менше 0,2 пористість покриття збільшується і різко зменшується шлакостійкість. Так, при MgСО3/СаСО3=0,15 покриття розмивається шлаком після п'яти плавок. При збільшенні вмісту карбонатів магнію по відношенню до вмісту карбонатів кальцію більше ніж 0,6 торкрет-покриття становиться жорстким і термостійкість його знижується. Так, при MgСО3/СаСО3=0,7 покриття сколюється після шести плавок. Таким чином, тільки сукупність відмітних ознак забезпечує досягнення поставленої технічної задачі. Приклад приготування торкрет-маси Вогнетривкий наповнювач готували шля хом м'якого випалювання доломіту в обертальній печі. Для випалювання використовували доломіт, в якому було 40% MgСО 3 і 60% СаСО3. Доломіт випалювали при зниженій температурі з тим, щоб масова доля "недопалу" (СаСО3 і MgСО3) була в 3 рази менше суми масової долі периклазу (MgО) і вапна (СаО). Після випалювання отримували готовий вогнетривкий наповнювач, який складався з вапна (СаО) - 45%, периклазу (MgО) - 30%, карбонату кальцію (СаСО3) - 15%, карбонату магнію (MgСО3) - 10%. Як паливо використовували коксовий дріб'я зок зольністю 10%, з вмістом летючих речовин 2% і теплотворною здібністю 30000 Дж/г. Торкрет-масу готували звичайним на підприємстві способом: вогнетривкий наповнювач і вуглецеве паливо дозували в співвідношенні 60:40, відповідно, після цього суміш здрібнювали в кульковому млині до фракції менше 0,1 мм. 2 31392 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3