Огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к составам огнеупорных масс, применяющихся для набивки тиглей индукционных печей при выплавке чугуна и стали. Огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей, включающая кристаллический кварцит и цирконовый концентрат, дополнительно содержит в качестве минерализатора - триполифосфат натрия, а в качестве пластификатора - каолин при следующем соотношении компонентов, вес. %: кристаллический кварцит 70-75, цирконовый концентрат 20-25, триполифосфат натрия 0,5-2,0, каолин 3-5. Средний размер зерен, входящих в состав набивной массы, мм: кристаллический кварцит 0,14-0,23, цирконовый концентрат 0,05-0,063. Использование предложенного состава обеспечивает повышение стойкости футеровки, снижение степени ее спекания в околоиндукторной зоне и повышение термостойкости. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к составам огнеупорных масс, применяющихся для набивки тиглей индукционных печей при выплавке чугуна и стали.

Известна огнеупорная набивная масса, включающая кристаллический кварцит с добавками борной кислоты и соединений хрома [1]. Недостатком указанной массы является низкая термостойкость и высокая спекаемость в околоиндукторной зоне.

Наиболее близкой к предлагаемой набивной массе является шихта для изготовления безобжигового огнеупора [2], содержащая ингредиенты в следующих количествах, вес. %: Ортофосфорная кислота - 3-5 Цирконовый концентрат фракции 0,001-0,315 мм - 23-57 Кварцевый наполнитель фракции 0,001-0,5 мм - 1-7 Кварцевый наполнитель фракции 0,5-7 мм - 25-57 Огнеупорная глина - Остальное Недостатком указанной огнеупорной композиции является низкая стойкость, выражаемая количеством проведенных плавок при установившихся режимах металлургического процесса, низкая термостойкость и высокая степень спекания в околоиндукторной зоне.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении стойкости футеровки, снижении степени ее спекания в околоиндукторной зоне и повышении термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что набивная масса, включающая кристаллический кварцит и цирконовый концентрат, дополнительно содержит в качестве минерализатора - триполифосфат натрия, а в качестве пластификатора - каолин при следующем соотношении компонентов, вес.%: Кристаллический кварцит - 70-75 Цирконовый концентрат - 20-25 Триполифосфат натрия - 0,5-2
Каолин - 3-5
Средний размер зерен, входящих в состав набивной массы, мм:
Кристаллический кварцит - 0,14-0,23
Цирконовый концентра - 0,05-0,063
Указанное соотношение компонентов и размера зерен обеспечивает возникновение в процессе плавки металлов в индукционных печах барьерного слоя, отличающегося аномально высоким значением относительной диэлектрической проницаемости по сравнению с окружающими слоями футеровки. Относительная диэлектрическая проницаемость образцов определялась на мосте емкостей Е8-2 с использованием внешнего генератора и индикатора. Образующийся барьерный слой препятствует проникновению продуктов взаимодействия расплава металла и шлака с футеровкой в околоиндукторную зону, что приводит к существенному снижению степени спекания набивной массы в этой зоне, а следовательно, и к повышению термостойкости футеровки при ее эксплуатации. Последнее обстоятельство имеет очень важное значение, так как предлагаемую набивную массу предполагается использовать в индукционных плавильных печах периодического действия с небольшой емкостью тигля.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава набивной массы были изготовлены методом набивки по выплавляемому шаблону непосредственно в печи футеровки для индукционной тигельной печи промышленной частоты типа ИЧТ с емкостью тигля 0,4 т.

Изготовление и испытание огнеупорных футеровок осуществлялось в условиях АО "Ливгидромаш".

В качестве кристаллического кварцита использовался песок формовочный марки 2К₃О₃O2 или 2К₃О₃O16 по ГОСТ 2138-91, в качестве цирконового концентрата использовался концентрат цирконовый марки КЦП по ТУ 48-10-115-94, в качестве минерализатора использовался триполифосфат натрия по ГОСТ 13493-86 и в качестве пластификатора - каолин по ГОСТ 21286-82.

Перечисленные компоненты тщательно перемешивали в бегунах в указанном выше соотношении.

Затем полученную огнеупорную массу слегка увлажняли и послойно трамбовали по шаблону ручной трамбовкой. Обжиг набитой футеровки осуществляли в течение 8 часов при температуре 900-1000^oC.

Составы испытанных набивных масс приведены в табл. 1, а их свойства - в табл. 2.

Испытания были проведены по единой методике на одной и той же печи. Количество измерений по каждому параметру не менее трех.

В качестве критерия термостойкости использовалось количество циклов плавка металла - охлаждение футеровки до 150^oC, которые она выдерживает до образования сквозных трещин.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 402522, кл. С 04 В 35/14; С 04 В 35/68, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР N 624905, кл. С 04 В 35/48; С 04 В 29/02, 1978, прототип.

Формула изобретения

1. Огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей, включающая кристаллический кварцит и цирконовый концентрат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве минерализатора триполифосфат натрия, а в качестве пластификатора - каолин при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Кристаллический кварцит - 70 - 75
Цирконовый концентрат - 20 - 25
Триполифосфат натрия - 0,5 - 2,0
Каолин - 3 - 5
2. Огнеупорная набивная масса по п.1, отличающаяся тем, что кристаллический кварцит и цирконовый концентрат имеют средний размер зерен, мм:
Кристаллический кварцит - 0,14 - 0,23
Цирконовый концентрат - 0,05 - 0,063м

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2