Високовогнетривка суміш

Реферат: Винахід належить до вогнетривкої промисловості, а саме до складів мас для монолітних футерівок теплових агрегатів, які виготовляються методом сухого ущільнення, зокрема індукційних тигельних печей при виплавці сталі високотемпературного складу і жароміцних сплавів. Високовогнетривка суміш містить, мас. %: плавлений корунд фракції 3-0 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % 76-82; плавлену алюмомагнезіальну шпінель з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % 18-24. Винахід забезпечує створення термостійких та стійких до дії розплаву шлаку високовогнетривких сумішей. UA 110129 C2 (12) UA 110129 C2 UA 110129 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до вогнетривкої промисловості, а саме до складів мас для монолітних футерівок теплових агрегатів, які виготовляються методом сухого ущільнення, зокрема індукційних тигельних печей при виплавці сталі високотемпературного складу і жароміцних сплавів. Відомо вогнетривкий матеріал для індукційних печей, який включає окис магнію різної зернистості (Заявка № 57-20268 (Японія), МКІ С04В 35/10, 1982 р.). Недоліком указаного вогнетривкого матеріалу є низька термостійкість і понижена стійкість до дії шлако-металевого розплаву. Найбільш близькою до пропонованого винаходу по технічній суті та результату, що досягається, є високовогнетривка суміш на основі плавленого корунду різної зернистості. (Высокоогнеупорная смесь для футеровки тиглей индукционных печей при выплавке стали высокотемпературного сортамента / Л.А. Бабкина, Л.Н. Солошенко, Л.М. Щербак и др. // Огнеупоры и техническая керамика - 1997 - №9 - С. 31-32). Проте і ця суміш характеризується недостатньо високою термостійкістю (4 теплозміни) і недостатньою стійкістю до дії шлако-металевого розплаву (площа просочення шлаку складає 2 1018 мм ). У основу винаходу поставлена задача створення високовогнетривкої суміші, в якій використання плавленого корунду фракції 3-0 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % і додаткове використання плавленої алюмомагнезіальної шпінелі з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % забезпечує підвищення її термостійкості і стійкості до дії шлако-металевого розплаву, що в свою чергу підвищує стійкість футерівок теплових агрегатів. Поставлена задача вирішується тим, що високовогнетривка суміш на основі плавленого корунду різної зернистості, згідно з винаходом, містить плавлений корунд фракції 3-0 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % і додатково плавлену алюмомагнезіальну шпінель з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: плавлений корунд фракції 3-0 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % 76,0-82,0 плавлена алюмомагнезіальна шпінель з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % 18,0-24,0. Особливістю пропонованого винаходу є те, що використання плавленого корунду фракції 30 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % і плавленої алюмомагнезіальної шпінелі з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 %, сприяє більш щільному пакуванню частинок і забезпечує в процесі експлуатації спікання контактної поверхні робочого шару футерівки з утворенням щільної, непроникної для шлако-металевого розплаву структури унаслідок збільшення площі контакту між частинками. Ущільнення контактного шару зменшує дифузію шлако-металевого розплаву в товщу нагрітих стінок футерівки, тим самим, зменшуючи глибину спікання з утворенням малоспеченої зони зі сторони водоохолоджуваного індуктора. Використання плавленої алюмомагнезіальної шпінелі з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % сприяє підвищенню термостійкості за рахунок утворення мікротріщинуватої структури на контакті заповнювачзв'язка, що в свою чергу підвищує стійкість футерівок теплових агрегатів. Зменшення просочення шлаку забезпечується за рахунок взаємодії шпінелі з компонентами шлаку, що робить його в'язким і менш рухливим. Окрім того, унаслідок розпаду твердого розчину плавленої алюмомагнезіальної шпінелі з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром менше ніж 12 мкм у кількості 55-65 % виділяється тонкокристалічний корунд, який концентрується поблизу пор і тріщин, ущільнюючи структуру, і, тим самим, також сприяючи зниженню площі просочення шлако-металевим розчином футерівок. Винахід ілюструється прикладами, наведеними в таблиці. У лабораторії ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" була виготовлена високовогнетривка суміш за заявленим складом і прототипом по типовій технології виготовлення вогнетривких сумішей. З високовогнетривкої суміші з використанням тимчасової зв'язки методом пресування було виготовлено такі зразки: циліндри розміром 36 × 36 мм і 36 × 50 мм та куби зі стороною ребра 40 мм. Стійкість до дії розплаву шлаку оцінювали тигельним методом при температурі 1580 °C (8 г) на попередньо термооброблених при 1450 °C (2 г) зразках з циліндричним заглибленням 1 UA 110129 C2 5 діаметром 15 мм та глибиною 18 мм. Склад використаного шлаку, за даними хімічного аналізу, наступний, мас. %: SiO2-14,6; Аl2О3-23,7; ТіО2-11,4; Fe2O3-0,76; СаО - 13,1; MgO-6,2; МnО - 20,8; Сr2О3-9,44. Термостійкість визначали за ГОСТ 7875.2-94 по режиму 950 °C - вода. Як видно з таблиці, високовогнетривка суміш пропонованого складу, у порівнянні з прототипом, характеризується підвищеною термостійкістю (9 і 4 теплозмін відповідно) і 2 2 підвищеною стійкістю до дії розплаву шлаку (площа просочення 640 мм і 1018 мм відповідно). Таблиця Склади високовогнетривких сумішей та їх властивості. Найменування компонентів, показники властивостей Найменування компонентів: плавлений корунд різної зернистості плавлений корунд фракції 3-0 мм вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % плавлена алюмомагнезіальна шпінель з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % Показники властивостей: термостійкість, теплозмін 2 площа просочення розплавом шлаку, мм 10 Приклади №1 №2 №3 №4 №5 №6 протот оптималь пропоно пропоно позамеж позамеж ип ний ваний ваний ний ний 100 79 76 82 84 74 21 24 18 16 26 4 1018 9 640 8 650 7 660 5 685 6 670 Пропонований винахід планується до впровадження на дослідному виробництві ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" у 2013-2014 роках. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Високовогнетривка суміш на основі плавленого корунду різної зернистості, яка відрізняється тим, що містить плавлений корунд фракції 3-0 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % і додатково плавлену алюмомагнезіальну шпінель з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 20 плавлений корунд фракції 3-0 мм з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 50-55 % 76,0-82,0 плавлена алюмомагнезіальна шпінель з співвідношенням Аl2О3 і MgO 85:15 з вмістом частинок розміром, меншим ніж 12 мкм, у кількості 55-65 % 18,0-24,0. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2