Способ футеровки металлургический емкостей
Сущность изобретения: способ содержит подачу футеровочной массы, уплотнение и сушку. При подаче в футеровочную массу вводят добавки во вспененном состоянии в количестве 3,0-4,5 мас.%. В качестве добавок используют продукты взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов, огнеупорность которых выше или равна огнеупорности основного материала футеровочной массы. Соотношение вводимых продуктов взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов составляет 1:0,3-0,6. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 О 41/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО GCCP (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840989/02 (22) 25.04,90 (46) 07.02.93. Бюл. ¹ 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт вагоностроения (72) И,А,Сучков, А.М.Яценко, Н.А.Субботин, Ю,cD, Михневич, В.С.Покусай, Э.Н.Сайко, В.В.Петров, B,Н,Баластрик и С,Д,Буров (56) Авторское свидетельство СССР.
¹ 1072994, кл. В 22 0 41/02, 1982, (54) СПОСОБ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЕМКОСТЕЙ (57) Сущность изобретения: способ содержит подачу футеровочной массы, уплотнеИзобретение относится к металлургии и может быть использовано для футеровки металлургических емкостей, например, сталеразливочных ковшей, Известен способ футеровки металлургических емкостей, включающий изготовление многослойной по толщине футеровки с равномерной твердостью путем подбора огнеупорных масс различного химического и фрикционного состава, уплотнение слоев футеровки и их сушку. Рабочую или контактную футеровку выполняют из огнеупорного материала, огнеупорность которого ниже, чем материала, применяемого для изготовления защитного слоя.
Указанный способ футеровки черезвычайно сложен, т.к. требует применение набора огнеупорных масс различной огнеупорности. Кроме того. способ характеризуется повышенной энергоемкостью процесса уплотнения футеровки и снижением долговечности футеровки за счет применеЯ2,, 1792802 А1 ние и сушку. При подаче в футеровочную массу вводят добавки во вспененном состоянии в количестве 3,0 — 4,5 мас. g . В качестве добавок используют продукты взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов, огнеупорность которых выше или равна огнеупорности основного материала футеровочной массы. Соотношение вводимых продуктов взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов составляет 1:0,3 — 0,6. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл, ния огнеупорных масс различной энергоем- ф кости и коэффициентов расширения.
Известен способ футеровки металлургических емкостей, включающий подачу фу- . теровочной массы с последующим уплотнением и сушкой. Подачу футеровоч- О ной массы осуществляют прерывисто круго- Я выми циклами. Уплотнение производится Q() непрерывно. При этом отношение продол- . С) жительности цикла подачи к продолжительности цикла уплотнения регулируют в интервале 0,5 — 0,1.
Недостаткамииавестногоспособа явля- 3 » ются следующие:
° .-Ъ низкая стойкость футеровки, т.к. не обеспечивается эффективное снижение пористости; значительные энергозатраты на футеровку из-за большой длительности процес- . са сушки.
Цель изобретения — повышение стойкости футеровки и снижение энергозатрат.
1792802
Поставленная цель достигается тем, что способ футеровки включает подачу футеровочной массы, уплотнение и сушку. При подаче в футеровочную массу вводят добавки во вспененном состоянии в количестве 3 04,5 мас.%. В качестве добавок используют продукты взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов ме эллов, огнеупорность которых выше или равна огнеупорности основного материала футеровочной массы, Продукты взаимодей-. ствия водорастворимых неорганических солей и гидроокислов металлов вводят в соотношении 1:0,3 — 0,6 по массе соответственно, На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.
Футеровку сталераэливочного ковша производят следующим 6бразом. Ковш 1 устанавливают в отверстие полого основания
2, которое в нижней части снаб>кено патрубком 3 для соединения с вакуумной системой. Затем основание 2 герметизируют герметизирующей пастой и в ковш 1 помещэ1от формообразующий шаблон 4. Из бункера 5 футеровочную массу дозированно подают в шнековый смеситель 6 и одновременно из пеногенератора 7 дозированно вводят во вспененном состоянии продукты взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов.
Полученная масса подается на распределитель С и далее в зазор между арматурным слоем ковша 1 и боковой поверхностью шаблона 4, Футеровочная масса равномерно распределяется по периметру и уплотняется пневмотрамбовкой 9, Одновременно с подачей и уплотнением футеровочной массы полость основания 2 соединяется с вакуумной системой, в результате чего, в процессе уплотнения удаляются пары воды через выпарные отверстия в донной и боковой частях ковша, т.е. производится предварительная подсушка футеровки. После уплотнения футеровочной массы формообразующий шаблон 4 удаляется из ковша 1 и осуществляется сушка изготовления футеровки.
Продукты взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов распределяются в пене в виде золя (распределение происходит в пеногенераторе 7), Поверхностно-активные вещества существенно облегчают пропитку футеровочной массы золями продуктов реакции и обеспечивают равномерное распределение золя в футеровочной массе.
Образовавшийся мелкодисперсный золь располагается в пористом пространстве футеровочной массы и закупоривает поры, 5
10 снижая общую пористость массы, Подобранные соотношения водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов обеспечивают образование золей, огнеупорность которых выше огнеупорности основного материала футеровки, Если огнеупорность добавок ниже огнеупорности основного материала, то происходит более быстрое разрушение футеровки под действием жидкого металла и шлака, т.к. добавка быстро вымывается. В случае, когда огнеупорность добавок превышает огнеупорность основного материала, такое разрушение отсутствует, При нагреве футеровки ковша для приема жидкого металла введенный золь образует на поверхности футеровки твердую корочку, которая имеет плотную структуру и низкую пористость. Это способствует уменьшению про20 никновения жидкого металла и шлака вглубь футеровки и ее размыванию, что обеспечивает стойкость футеровки, Введение добавок в виде пены снижает влажность футеровки и, следовательно, энергозатраты на ее сушку и процесса в целом, сохраняя при этом хорошую подвижность смеси, В качестве примера осуществления способа проводят футеровку в лабораторных условиях сталеразливочного ковша емкостью 100 кг, Размеры ковша; диаметр — 510 мм, высота — 610 мм, В качестве футеровочной массы используют смесь песка марок 2К
04A — 85 мас,% и огнеупорной глины марки
40 — 15%, Песок и глину подают в бункер 5, а затем в шнековый смеситель 6. Затем в пеногенератор 7 подают водные растворы гидроксида кальция и оксинитрэта алюминия в количестве 3,9% футеровочной массы (в расчете на сухое вещество), Одновременно в пеногенератор 7 вводят поверхностно-активные вещества — оксиэтилированные на
10 молей окиси этилена алкинфенолы в количестве 0,25% футеровочной масы (в расчете на сухое вещество). Образующаяся пена с продуктами реакции дозированно подается в смеситель6, затем в распределитель 8 и далее равномерно в зазор между боковой стенкой ковша 1 и боковой поверхностью формообразующего шаблона 4 (размеры шаблона; наружный диаметр — 410 мм, внутренний — 360 мм). После укладки и уплотнения футеровочной массы высотой 0,2 мм включают вакуум-насос и дальнейшее уплотнение производят под воздействием ва55 куума. Время изготовления футеровки — 20 мин. Далее из ковша 1 извлекают формообразующий шаблон 4, помещают в него электронагреватель и осуществляют сушку в течение 44 мин при температуре 2500, Через
44 мин футеровка имеет влажность 0,52;0
1792802 (исходная влажность — 7,0 мас. ), После сушки ковш 1 подогревают газовой горелкой для приема жидкого металла, время подогрева — 20 мин при температуре
500 — 1000 С. При этом пористость футеров ки составляет 16,8, а пористость корочки толщиной 3,5 мм составляет 8,37ь. Давление в вакуумной линии — 20 кПа.
Далее произведена эксплуатация ковша: стойкость футеровки составила 25 наливов (сталь 20 ГЛ). Коэффициент полезного использования энергии составляет 53,4, В представленной таблице приведены результаты испытаний футеровок, изготовленных предлагаемым способом и способом-прототипом, Как следует из таблицы, увеличение концентрации добавки с 3,0 до 4,5 способствует повышению стойкости футеровки с
21 до 25 плавок, Пористость футеровки с 24,6 понижается до 15,7 — 17,0 или уменьшается в 1,31,5 раза.
Уменьшение пористости связано с тем, что зольные продукты реакции водорастворимых гидрооксидов металлов и неорганических солей в процессе нагрева образуют дополнительную связку между зернами осФормула изобретения
1. Способ футеровки металлургических емкостей, включающий подачу футеровочной массы, уплотнение и сушку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки и снижения энергозатрат, при подаче в футеровочную массу доводят во вспененном состоянии в количестве 34,5 продукты взаимодействия водораствоновного материала футеровки (диоксила кремния), При прокаливании футеровки при температуре 500 — 700 С обоазуется плотная корочка толщиной 3 — 6 10 м, которая име5 ет пористость 6-9$. Это еще более снижает размывание футеровки жидким металлом и шлаком и тем самым повышает стойкость футеровки, Коэффициент полезного использования
10 энергии составляет 52,1-62,6 против
31,37; по прототипу, т.к. КПД возрастает в
1,7-2 раза. Это объясняется тем, что под действием вакуума уменьшается температура кипения воды и интенсифицируются тер15 модиффузионные процессы, причем поток тепла и удаляемой влаги направлены в одну сторону. а сушка футеровки производится при пониженной влажности ее, обеспечиваемой введением добавок во вспененном со20 стоянии.
Использование предлагаемого способа позволяет повысить стойкость футеровки в
1,4-1,7 раза; сократить время сушки в 1,21,5 раза, повысит коэффициент полезного
25 использования энергии в 1,7-2 раза, что эквивалентно снижению энергозатрат на сушку рабочего слоя футеровки. римых неорганических солей и гидрооксидов металлов, огнеупорность которых выше или равна огнеупорности основного материала футеровочной массы.
2. Способ по и. 1. о тл и ч а ю щи и с я тем, что продукты взаимодействия водорастворимых неорганических солей и гидрооксидов металлов вводят в соотношении
1:0,3 — 0,6 по массе соответственно.
1792802
С ) Т8< oz с
1д и .С С оо тГ ь со С? с ь со
СО g < С4 СО С) СЧ
=ООШ
1 С)
С4 С52
LD Z
cD ь ь л у с о.С4,Я
- ОС
