Магнезіально-магнезито-вуглецевий вогнетрив

Магнезіально-магнезито-вуглецевий вогнетрив, який містить випалений магнезит з вмістом оксиду магнію 95 %, вуглець у складі графіту, антиокислювач та зв'язуюче, який відрізняється тим, що як антиокислювач вогнетрив містить титан, співвідношення вмісту у вогнетриві титану до вуглецю складає від 4 до 5,32 за наступного співвідношення компонентів, мас. %: вуглець - 5-6 титан - 20-32 зв'язуюче - 4,8-6,5 випалений магнезит - решта. (19) (21) a200809148 (22) 14.07.2008 (24) 25.11.2010 (46) 25.11.2010, Бюл.№ 22, 2010 р. (72) АФТАНДІЛЯНЦ ЄВГЕН ГРИГОРОВИЧ, ЗАЗИМКО ОКСАНА ВОЛОДИМИРІВНА, ЛОПАТЬКО КОСТЯНТИН ГЕОРГІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) RU 2108311, 10.04.1998, C1 JP 05-221711, 31.08.1993, A JP 06-072758, 15.03.1994, A, Y JP 5221735, 31.08.1993, A JP 6072758, 15.03.1994, A 3 92624 4 - вогнетривка основа - випалений магвідновлюють вуглець з продуктів окислення, незит і (або) плавлений - магнетит решта. ущільнюють вогнетрив внаслідок того, що об'єм [4. Патент RU25808 МПК7 С04В35/04 - протопродуктів реакцій 3 та 4, відповідно, в 1,2 та 2,4 тип]. рази більший, ніж вихідних реагентів і, як наслідок, Недоліком даного технічного рішення є низька ускладнюють доступ кисню до вуглецю. тріщиностійкість пропонованого вогнетриву в окиПри використанні алюмінієво-магнієвого спласлювальних середовищах, що пов'язано з високим ву у якості антиокислювача, при температурах вмістом вуглецю у вогнетриві та використанням, у вище 1107°С починається кипіння магнію, що приякості антиокислювача, алюмінієво-магнієвого зводить до збільшення пористості вогнетриву і сплаву. розвитку поверхні зневуглецьовування вуглецю Винаходом ставиться завдання підвищення киснем. Використання алюмінію як антиокислюватріщиностійкості магнезіаль-но(магнезито) - вуглеча призводить до того, що в результаті взаємодії цевих вогнетривів. алюмінію з киснем утворюється включення АІ2О3, Поставлене винаходом завдання досягається коефіцієнт лінійного розширення якого на 45-50% тим, що магнезіально-вуглецевий вогнетрив, який відрізняється від коефіцієнта лінійного розширенвключає магнезит, графіт, антиокислювач та в'яня магнезиту [5. Физико-химические свойства окижуче, згідно винаходу вогнетрив містить у якості слов / Самсонов Г.В., Борисова А.Л., Жидкова Т.Г. антиокислювача титанову речовину з таким співи др. // Справочник. М.: Металлургия, 1978. відношенням компонентів (мас.%): графіт, із розс.472], що створює передумови для зародження рахунку отримання у вогнетриві від 5 до 6% вуглетріщин при нагріві і охолодженні магнезіальноцю; титанову речовину, з розрахунку отримання у вуглецевого вогнетриву у разі його використання вогнетриві від 20 до 32% титану; магнезит - решта; як футеровки плавильних або розливних агрегатів - в'яжуче (понад 100%) від 5 до 7%, при цьому відметалургійного виробництва. Вищезазначений ношення вмісту у вогнетриві титану до вуглецю вплив магнію і алюмінію призводить до того, що повинно бути від 4 до 5,32. магнезіально-вуглецеві вогнетриви з антиокислюВідомо [6. Очакова И.Г. Периклазоуглеродисвачами у вигляді магнію і алюмінію мають тріщитые огнеупорные изделия. Μ.: Черметниформаностійкість недостатню для використовування в ция, Сер. Огнеупорное производство, вып.1, 1985. сучасних плавильних або розливних агрегатах. - с.36], що окислення вуглецю здійснює вирішальЗастосування, титану як антиокислювача, доний вплив на працездатність магнезіальнозволяє не тільки захистити вуглець від окислення вуглецевих вогнетривів. Основними чинниками, в результаті реакцій: що істотно впливають на швидкість окислення Ті+О2=ТіО2, (5), вуглецю є відкрита пористість вогнетрива, яка за4Ті+3О2=2Ті2О3, (6), лежить від вмісту вуглецю в вогнетриві та присутале і більш ефективно, у 2,5-2,9 рази, ущільність антиокислювачів, що мають спорідненість до нити вогнетрив за реакціями: кисню вищу ніж вуглець. 2Ті+3СО=Ті2О3+3С, (7), Нашими дослідженнями встановлено, що при Ті+2СО=ТіО2+2С, (8). збільшенні вмісту вуглецю з 5-6% до 7-20% відкриВідомо, що температура плавлення титану та пористість магнезіально-вуглецевих вогнетривів становить 1662°С, отже при температурах виплавпісля прожарювання збільшується з 17-18 % до 22ки сталі (1600-1650°С) в магнезитових вогнетри35%. вах, що містять титан, напруги між частинками Вміст вуглецю в межах від 5 до 6% є оптиматитана і магнезиту практично не виникає. Порівльним, оскільки в цьому випадку відкрита порисняння коефіцієнтів лінійного розширення оксидів тість магнезіально-вуглецевого вогнетривів після магнію і титану показує, що при температурах прожарювання зменшується в 1,3-1,9 разів у порі1000-1600°С різниця між ними становить 2-5%. внянні з відомим рішенням (Патент RU25808 МПК7 Для оксидів алюмінію така відмінність складає 45С04В35/04 - прототип), що створює передумови 46%. Це вказує на те, що при використанні титану для збільшення тріщиностійкості вогнетриву. замість алюмінію, створюються передумови для Вміст вуглецю менше 5% є недоцільним, оскізниження в 9-23 рази вірогідності утворення трільки збільшується проникнення шлаку у вогнетщин, внаслідок різного розширення компонентів рив, інтенсифікується процес взаємодії шлаку з магнезитового вогнетриву. вогнетривом і як наслідок руйнування вогнетриву. Проте вміст титану в магнезіальноВміст вуглецю більше 6% призводить до збільвуглецевому вогнетриві повинен бути в кількості, шення відкритої пористості і як наслідок до інтендостатній для захисту вуглецю від окислення, а у сифікації процесу окислення вуглецю. разі його окислення - відновлення з оксиду до перДля зменшення швидкості окислення вуглецю винної кількості. у вогнетрив вводять компоненти, що мають вищу Баланс мас реакції окислення вуглецю спорідненість до кисню, ніж вуглець, наприклад, С+О=СО, (9) алюміній і магній, які, взаємодіють з киснем за репоказує, що окислення 1г вуглецю супровоакціями: джується витратою 1,33г кисню і утворенням 2,33г 2Mg+O2=2MgO, (1) СО. Згідно балансу мас реакцій 5-8 для захисту 4АІ+3О2=2АІ2О3, (2) вуглецю від окислення необхідно від 2,0 до 2,66г ускладнюють окислення вуглецю киснем, а в титану і для відновлення вуглецю з 2,33г СО також результаті реакцій: необхідно від 2,0 до 2,66г титану. Для комплексноMg+CO=MgO+C, (3), го захисту 1г вуглецю від окислення, а, у разі оки2АІ+3СО=АІ2О3+3С, (4) слення, для відновлення необхідно від 4 до 5,32г 5 92624 6 титану. Отже, вміст титану в вогнетриві повинен З приготованих мас формували гільзи зовнішбути в 4...5,32 рази більший ніж вуглецю. При співнім діаметром 350мм, внутрішнім діаметром відношенні титану до вуглецю меншому за 4 збі250мм, висотою 450мм. Відпресовані гільзи термільшується швидкість окислення вуглецю і, як начно обробляли у повітряному середовищі при слідок, схильність вогнетриву до розтріскування. 200°С для затвердіння в'яжучого. При співвідношенні титану до вуглецю більше 5,32 Тріщиностійкість вогнетриву оцінювали за кізбільшується не раціональна витрата титану, яка лькістю та довжиною тріщин, що з'являлись після не супроводжується підвищенням ефективності заливання рідкого металу з температурою 1600°С його впливу. у гільзи, які стояли на піддоні з вогнетривкою маПриклад сою, та охолоджувались на повітрі. Запропонований винахід реалізується у викоСклад вогнетривів відповідно винаходу, що ристанні як наповнювача випаленого магнезиту з заявляється (№1-3), за межами винаходу, що заявмістом MgO 95%; графіту штучного дрібного марвляється (№4-5) та відповідно прототипу (№6), а ки НК-Б-2-4 з вмістом вуглецю 96%; як антиокистакож тріщиностійкість (кількість та довжина трілювача титанової губки марки ТГ-ТВ з вмістом щин) наведено у таблиці. титану 98,4%; як в'яжучого - фенол формальдегідЯк видно з даних таблиці, зразки з вогнетриної смоли (ГОСТ 4959-78). вом за запропонованим винаходом перевершують Приготування дослідних мас запропонованого прототип за параметрами тріщиностійкості. Вихід вогнетриву здійснювали наступним чином. Масу за межі заявленого складу призводить до погірготували у лабораторному скребковому змішувачі. шення властивостей вогнетриву. Вогнетрив за У змішувач завантажували зернисті фракції наповинаходом відрізняється від прототипу підвищевнювача і змішували їх з рідким в'яжучим. Потім ною у 3,5-34 рази тріщиностійкістю. вводили у змішувач титанову губку та графіт. ПеВказане зумовлює підвищену здатність запроремішували їх із зернистими наповнювачами. Піспонованого вогнетриву до роботи у порівнянні з ля цього додавали дрібнодисперсну складову шипрототипом у футеруванні металургійних агрегахти, в'яжуче і перемішували шихту до гомогенного тів. стану. Застосування винаходу дозволить підвищити Приготування маси вогнетриву відповідно пронадійність роботи футерівки сталеплавильних, тотипу здійснювали відповідно патенту RU сталерозливних та інших металургійних агрегатів. №25808 МПК7 С04В35/04. Таблиця Склад та тріщиностійкість вогнетривів Компоненти вогнетривіву, мас.% № вогнетриву Графіт Вуглець 1 2 3 4 5 6 (прототип) 5,2 5,7 6,3 4,2 7,3 14 5 5,5 6 4 7 13,4 Комп’ютерна верстка А. Рябко Титанова губка Титан Магнезит Зв'язка (понад 100%) Алюмінієвомагнієвий сплав 20,3 26,4 32,5 19,3 33,5 20 26 32 19 33 решта решта решта решта решта решта 6 6 6 6 6 6 3 Підписне Тріщиностійкість Сумарна Кількість довжина тріщин тріщин, мм 2 15 1 13 1 14 3 22 4 26 7 443 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601