Вогнетривка суміш для виготовлення футерівки сталерозливних ковшів

Вогнетривка суміш для виготовлення футерівки сталерозливних ковшів, що містить кварцит, Корисна модель належить до чорної металургії і призначена для виготовлення методом лиття монолітних футеровою теплових агрегатів та пристроїв, наприклад, сталерозливних ковшів та промковшів. Відомий склад вогнетривкої суміші, що містить кварцит, ферохромовий шлак та рідке скло [1]. Ця вогнетривка суміш має низьку шлакостійкість, а термін експлуатації футеровки до першего проміжного ремонту складає всього 4,5 наливу. Найбільш близькою до пропонуємо! є вогнетривка суміш, яка містить кварцит, ферохромовий шлак, рідке скло та додаток, що являє собою суміш магнезиту і пекококсу [2]. Використання цієї суміші дозволяє підвищити термін експлуатації футеровки до першого проміжного ремонту до 8 наливів, однак при цьому шлакостійкість суміші лишається невисокою. В основу корисної моделі поставлена задача оптимізації складу вогнетривкої суміші для виготовлення футеровки сталерозливних ковшів, в якій введення нового додатку дозволить поліпшити шлакостійкість суміші, що забезпечить підвищення стійкості футеровки. ферохромовий шлак, рідке скло та додаток, яка відрізняється тим, що як додаток містить магнезіально-залізисту суміш при такому співвідношенні компонентів, мас. %: кварцит 70,0-72,2 ферохромовий шлак 2,3-2,4 рідке скло 24,0-24,6 магнезіально-залізиста суміш 1,5-3,0. Означена задача вирішується тим, що вогнетривка суміш для виготовлення футеровки сталерозливних ковшів, що включає кварцит, ферохромовий шлак, рідке скло та додаток, відповідно до корисної моделі, в якості додатку містить магнезіально-залізисту суміш при такому співвідношенні компонентів, мас %: Кварцит 70,0-72,2 Ферохромовий шлак 2,3-2,4 Рідке скло 24,0-24,6 Магнезіально-залізиста суміш 1,5-3,0 Для виготовлення складів сумішей використовували такі компоненти: - кварцит Овручського родовища фракції 05мм по ТУ 14-892-74; - натрієве рідке скло густиною 1,1г/см3 по ГОСТ 13078-81*; - ферохромовий шлак по ТУ 14-11 -95-74; - тонкомелена магнезіально-залізиста суміш по ТУ 14-8-135-74. Фракційний склад її відповідав проходу через сито 0,088мм не менш 74%. Склади вогнетривких сумішей для виготовлення футеровки сталерозливних ковшів наведені в табл. 1. CM CO CO ST 10332 Таблиця 1 Склади вогнетривких сумішей для виготовлення футеровки сталерозливних ковшів Найменування компонентів Кварцит Ферохромовий шлак Рідке скло Магнезит Пекококс Магнезіальнозалізиста суміш 1 Прототип 71,7 2,4 24,0 1,7 0,2 2 72,9 2,3 23,8 1,0 Номер складу / вміст, мас % 4 5 3 6 71,4 72,2 70,9 70,3 2,3 2,4 2,4 2,3 24,2 24,0 24,3 24,5 1,5 Для виготовлення вогнетривких сумішей в лабораторних умовах в перемішувачі змішували сипучі компоненти протягом 2 хвилини, а потім заливали рідке скло і всю суміш знову перемішували З хвилини Виготовлену суміш розливали в форми Шлакостійкість вогнетривких сумішей оцінювали по площі шлакороз'їдання Для визначення шлакостійкості з сумішей складів №1-8 виготовлювали зразки розміром 50 х 50х50мм з заглибиною-лункою діаметром 20мм та висотою 11 мм Зразки витримували добу в повітряно-сухих умовах при нормальній температурі і сушили при температурі 110°С до постійної ваги Досліджували СТІЙКІСТЬ складів вогнетривких сумішей до ди ківшевого шлаку, відібраного з конвертера перед випуском плавки в ківш, що містить, мас % 41,94 СаО, 29,78 SiO2, 1,8 АІ 2 О 3 , 3,24 Fe2O3, 13,19 FeO, 6,5 MnO, 2,47 MgO, 0,72 R2O5, 0,063S Тонина помелу шлаку відповідала повному проходу через сито 900віч/см2 КІЛЬКІСТЬ шлаку приймали рівним 3,8гр, що при визначених розмірах заглибини приблизно відповідало КІЛЬКОСТІ шлаку, діючого на одиницю робочої поверхні футеровки Випробування проводили в криптоловій печі Зразки зі шлаком нагрівали до температури 1500°С зі швидкістю підйому температури до 800°С - 10 град в хв , більш 800°С - 5 град в хв, витримували при цій температурі ЗОхв, потім рівномірно знижували температуру до 1300°С протягом ЗОхв і охолоджували до нормальної температури разом з 2,4 2,1 8 68,6 2,2 25,0 3,0 2,8 7 70,0 2,3 24,6 4,2 піччю Охолоджені зразки розпилювали по центру заглибини та вимірювали площу шлакороз'їдання Границю МІЦНОСТІ на стиск в охолодженому стані після нагрівання до температури 800°С визначали на кубах 70х70х70мм по ГОСТ 20910-90 Деформацію під навантаженням при високих температурах визначали на циліндрах висотою 50мм і діаметром 36мм по ГОСТ 20910-90, визначаючи температури початку розм'якшення, 4% деформації та руйнування Уявну густину та відкриту пористість визначали на зразках 50 х 50 х 50мм ВІДПОВІДНО ДО ГОСТ 12730 1-78 і ГОСТ 12430 4-78 В умовах виробництва дослідження СТІЙКОСТІ КОВШІВ проводили на Маріупольському металургійному комбінаті їм Ілліча при розливанні сталі в 160-тонні ковші Виготовлення вогнетривких сумішей здійснювали за допомогою установки для виготовлення рідкорухливих сумішей Спочатку в ґі робочій камері одночасно змішували всі сипучі компоненти, а потім в змішувач додавали рідке скло Отриману суміш подавали в зазор між металевим шаблоном і цегляним (постійним) шаром футеровки, формуючи таким чином її робочий шар СТІЙКІСТЬ футеровки ковшів оцінювали по КІЛЬКОСТІ плавок (наливів сталі), які витримував робочий шар футеровки до першего проміжного ремонту Властивості вогнетривких сумішей для виготовлення футеровки сталерозливних ковшів наведені в табл 2 Таблиця 2 Властивості вогнетривких сумішей Показники 1 СТІЙКІСТЬ робочого шару футеровки, КІЛЬКІСТЬ плавок Площа шлакороз'їдання, мм* Границя МІЦНОСТІ на стиск після нагрівання до температури 800°С, Мпа Номер складу 4 5 6 5 6 7 7 8 8 9 9,5 10,5 9 8,4 5,7 287,7 274,5 254,1 268,9 298,7 386,6 1,47 1,49 1 52 1,56 1,59 1,63 1 Прототип 2 2 3 3 4 8 8 8,7 370,2 316,6 1,39 1,43 10332 Продовження табл 2 1 Температура деформації під навантаженням 0,2 Мпа в °С Початок розм'якшення 4% стиску Руйнування Уявна густина після нагрівання до температури 3 800°С, г/см Відкрита пористість після нагрівання до температури 800°С, % 2 3 4 5 6 7 8 9 670 760 780 670 880 890 670 940 950 670 980 1000 670 1070 1080 680 1150 1150 680 1210 1220 680 1180 1180 1,8 1,81 1,83 1,82 1,82 1,8 1,78 1,76 28,2 27,3 27,5 27,7 27,8 28,0 28,1 28,6 Як видно з табл 2 СТІЙКІСТЬ робочого шару футеровки у порівнянні з прототипом підвищується при застосуванні в якості додатку магнезіальнозалізистої суміші в КІЛЬКОСТІ 1,5-3,0% (склади 3-7) Максимальну СТІЙКІСТЬ робочого шару футеровки 10,5 плавок має футеровка складу 5 при КІЛЬКОСТІ магнезіально-залізистої суміші 2,4% Збільшення КІЛЬКОСТІ магнезіально-залізистої суміші більше 3,0% не к підвищує СТІЙКІСТЬ робочого шару, а при КІЛЬКОСТІ додатку 4,2% (склад 8) СТІЙКІСТЬ робочого шару відчутно знижується Підвищення СТІЙКОСТІ робочого шару футеровки при використанні вогнетривких сумішей складів 3-7 можна пояснити їх кращою СТІЙКІСТЮ ДО ДІЇ розплавленого шлаку При цьому склад суміші 5 має найменшу площу шлакороз'їдання, яка дорівнює 254,1мм2 і, ВІДПОВІДНО до цього, найбільшу СТІЙКІСТЬ футеровки При КІЛЬКОСТІ додатку 4,2% (склад 8) шлакостійкість суміші погіршується і стає нижче ніж у прототипу Комп ютерна верстка Д Шеверун Покращення шлакостійкості вогнетривких сумішей, поряд з утворенням нових мінеральних фаз, напряму пов'язане зі зниженням відкритої пористості, а для складів 2-5 ще і з підвищенням їх уявної густини При цьому слід відзначити і вплив деформативних і МІЦНІСТНИХ характеристик сумішей, які значно перевищують аналогічні характеристики прототипу Таким чином, використання в складах вогнетривких сумішей магнезіально-залізистої суміші в КІЛЬКОСТІ 1,5-3,0% забезпечує збільшення шлакостійкості і підвищення СТІЙКОСТІ робочого шару футеровки в 1,05-1,3 рази Джерела інформації 1 Технологическая инструкция ТИ-227-СТ-0591 Футеровка сталеразливочных ковшей, сталевыпускных желобов Мариуполь, 1991, с 3 2 Деклараційний патент №68743 Україна, МПК С04/В35/00 Вогнетривка суміш для футерування сталерозливних ковшів / О Ю конопляник Публ 2004, Бюл №8 (прототип) Підписне 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 - 4 2 , 01601