Огнеупорная закладочная масса для ремонта

Изобретение относится к огнеупорной закладочной массе для ремонта мест износа в огнеупорных футеровках металлургических печей. Технический результат изобретения - получение безопасной и нетоксичной массы, обеспечивающей хорошее сцепление с футеровкой и износостойкость. Огнеупорная масса включает, мас.%: огнеупорный компонент в гранулированной форме 45-90, а также связующую систему (остальное), которая содержит, по меньшей мере, один компонент в виде твердого битума в гранулированной форме 3,5-20, по меньшей мере, один воспламеняющийся при температуре применения металлический порошок 1,5-25 и, по меньшей мере, одно горючее минеральное масло 5 - менее 10. В качестве огнеупорного компонента используют MgO и/или доломит и/или Al₂O₃ и/или MgAl₂O₄ и/или SiO₂ и/или ZrO₂ и/или оксид хрома. 2 н. и 13 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к огнеупорной закладочной массе для ремонта в целях ремонта мест износа в огнеупорных футеровках, в особенности в металлургических печах или резервуарах, например в конвертерах.

Такого рода массы для ремонта называют также массами для горячего ремонта, так как их вносят в горячую печь, соответственно в горячий резервуар. Ремонтируют таким образом так называемые места износа, то есть места огнеупорной футеровки, имеющие прорыв или отскакивания, которые еще не требуют никакой полной реконструкции и замены огнеупорной футеровки. При этом массы в зависимости от рода и структуры закладки, например, пневматически разбрызгивают или разливают, или насыпают, или вносят путем разбрасывания. Разбрызгивание позволяет осуществлять целенаправленное нанесение на ремонтируемые места, вследствие чего предпочитают этот способ.

Известно разбрызгивание основных масс для горячего ремонта, в частности, также основных футеровок, которые разбавлены водой и также не содержат никакого углерода. Кроме того, известны основные массы для горячего ремонта, которые могут содержать углерод и безводны. Эти массы для ремонта, однако, нельзя разбрызгивать.

Вода в массах для горячего ремонта приводит к очень сильным нагрузкам за счет изменения температуры на местах ремонта и вследствие этого к образованию трещин, которые ухудшают результат ремонта. К тому же можно достигать только относительно незначительных сил сцепления между массой для ремонта и ремонтируемым местом, так что на месте ремонта ухудшена износостойкость. Вода, кроме того, воздействует на основной материал огнеупорной футеровки, который может разрушаться за счет гидратации.

Указанными недостатками содержащих воду масс для горячего ремонта, правда, не обладают углеродсодержащие массы для горячего ремонта, однако эти массы нельзя разбрызгивать.

Из US 4102694 известен огнеупорный материал для ремонта, содержащий огнеупорный, в частности также основной резисторный компонент в порошкообразной форме, битуминозный компонент, который может быть твердым или порошкообразным, а также жидкое масло. Битуминозный материал состоит либо из каменноугольного дегтярного пека, либо из нефтяного пека. Поэтому такая масса для ремонта не может быть приготовлена сыпучей.

Задачей изобретения является получение безводной, пригодной с точки зрения гигиены труда, безопасной и нетоксичной массы для горячего ремонта, которая является регулируемой в отношении текучего и сыпучего состояния и таким образом разбрызгиваемой, разливаемой, засыпаемой и пригодной для разбрасывания, обеспечивает очень хорошее сцепление и износостойкость и не вызывает никаких вредных нагрузок за счет изменений температуры.

Эта задача в огнеупорной закладочной массе для ремонта, включающей огнеупорный резисторный компонент, в частности, MgO и/или доломит и/или Al₂O₃ и/или MgAl₂O₄ и/или SiO₂ и/или ZrO₂ и/или оксид хрома, в гранулированной форме, а также связующую систему, согласно изобретению решается тем, что связующая система содержит, по меньшей мере, один компонент в виде твердого битума в гранулированной форме, по меньшей мере, один воспламеняющийся при температуре применения металлический порошок и, по меньшей мере, одно горючее минеральное масло, причем масса для ремонта имеет следующие составы:

45-90 мас.%, в частности, 67-80 мас.%, резисторного компонента;

1,5-25 мас.%, в частности, 4-10 мас.%, металлического порошка;

3,5-20 мас.%, в частности, 10-15 мас.%, гранулята твердого битума;

5 - менее 10 мас.%, в частности, 6-8 мас.%, минерального масла.

Согласно изобретению масса для горячего ремонта содержит, по меньшей мере, один резисторный компонент в виде самого по себе известного огнеупорного материала, как MgO, доломит, Al₂O₃, MgAl₂O₄, SiO₂, ZrO₂, оксид хрома. Этот огнеупорный материал выбирают в соответствии с ремонтируемым материалом футеровки и используют предпочтительно с гранулометрическим составом, который подогнан под гранулометрический состав материала футеровки печи или резервуара.

Сыпучий резисторный компонент, как правило в гранулированной форме, вводят в многофункциональную связующую систему из, по меньшей мере, одного компонента в виде твердого битума в гранулированной форме, по меньшей мере, одного воспламеняющегося при температуре применения металлического порошка и, по меньшей мере, одного горючего при температуре применения минерального масла.

Связующая система связывает частицы резисторного компонента друг с другом клееподобно, так что можно получать массу регулируемой консистенции, используемую для горячего ремонта. Консистенцию можно устанавливать такой, что масса является либо разбрызгиваемой, либо разливаемой, либо засыпаемой, либо сыпучей, либо пригодной для разбрасывания; согласно этому массу можно вводить технологически универсально.

Связующая система является самовоспламеняющейся и воспламеняется самое позднее при попадании на горячее место ремонта; кроме того, связующая система реагирует экзотермически. Связующая система при нанесении прежде всего становится клейкой и очень хорошо прилипает, соответственно сцепляется с местом ремонта тем, что она проникает в поры или углубления, так что можно ремонтировать также от крутых до вертикальных или нависающих заделываемых областей стенок.

Кроме того, связующая система за счет коксования битума образует углеродную матрицу, которая связывает резисторный компонент через саму по себе известную углеродную связь, причем углерод матрицы, как также само по себе известно, желательным образом in situ подавляет смачиваемость ремонтного материала относительно металлургического материала в печи или резервуаре после нанесения.

Металлический порошок связующей системы должен воспламеняться примерно при температуре 500°С, и минеральное масло, которое служит в качестве носителя энергии и представляет собой, в частности, тяжелое масло, например, полугудрон или отработанное масло, сгорает, благодаря чему твердый битум плавится, придает необходимую подвижность массе для ремонта в горячем состоянии и коксуется и тем самым обеспечивает желательные согласно изобретению вышеописанные свойства.

Высокодисперсный металлический порошок, который предпочтительно используют с дисперсностью 90 мас.% <45 мкм, окисляется, и оксиды металлов вызывают реакции агломерации между резисторными частицами массы для ремонта, а также между резисторными частицами массы для ремонта и материалом футеровки, так что достигают очень хорошего сцепления также за счет керамической связки.

Минеральное масло, которым предпочтительно является полугудрон, служит как в качестве носителя энергии, так и также в качестве связующего для пыли, так что масса при нанесении не пылит и в то же время очень удобна в обращении во время ремонтных работ. Оно служит, кроме того, для установления желательной консистенции массы относительно технологии применения.

Для разбрызгиваемой массы используют, например, несколько больше полугудрона, чем для сыпучей массы.

Предпочтительно для улучшения углеродной связи массы добавляют, по меньшей мере, один другой носитель углерода, как графит, например, чешуйчатый графит, или сажа.

Предлагаемая согласно изобретению масса для ремонта отличается, таким образом, углеродной связью и керамической связкой и благодаря этому обеспечивает особенно высокую износостойкость. Ее можно приспосабливать к материалу футеровки простым образом за счет выбора резисторного компонента и универсально использовать за счет выбираемой консистенции. Нагрузки от изменения температуры не возникают. Предлагаемые согласно изобретению массы для ремонта можно разбрызгивать с помощью обычных разбрызгивателей.

Согласно изобретению сухие компоненты закладочной массы для горячего ремонта, как резисторный компонент, твердый битум, металлический порошок и, в случае необходимости, другие компоненты в качестве носителей углерода, которые можно добавлять вплоть до 6 мас.%, смешивают в смесителе принудительного действия и затем добавляют минеральное масло. После этого массу упаковывают в мешки и затем поставляют как пригодную к обработке.

В смесителе принудительного действия согласно предлагаемому в изобретении способу, например, смешивали массу из следующих компонентов: 70 мас.% агломерата MgO; 4 мас.% чешуйчатого графита; 6 мас.% Si-порошка; 13 мас.% гранулята твердого битума; 7 мас.% полугудрона.

Эту массу для ремонта вносили путем разбрызгивания на месте в сталеплавильном цехе в горловину конвертера с помощью имеющегося ротационного разбразгивателя на ремонтируемое место износа. Место ремонта оставалось еще невредимым также после 30 выгрузок остатков прореагировавшей шихты и загрузок новой порции шихты. До сих пор используемые в этом сталелитейном цехе известные массы для ремонта могли выдерживать для сравнения лишь максимально до 15 загрузок.

1. Огнеупорная закладочная масса для ремонта, включающая огнеупорный резисторный компонент, в частности MgO, и/или доломит, и/или Al₂О₃, и/или MgAl₂O₄, и/или SiO₂, и/или ZrO₂, и/или оксид хрома в гранулированной форме, а также связующую систему, отличающаяся тем, что связующая система содержит, по меньшей мере, один компонент в виде твердого битума в гранулированной форме, по меньшей мере, один воспламеняющийся при температуре применения металлический порошок и, по меньшей мере, одно горючее минеральное масло, причем масса для ремонта имеет следующие составы:

45-90 мас.%, в частности 67-80 мас.%, резисторного компонента;

1,5-25 мас.%, в частности 4-10 мас.%, металлического порошка;

3,5-20 мас.%, в частности 10-15 мас.%, гранулята твердого битума;

5- менее 10 мас.%, в частности 6-8 мас.%, минерального масла.

2. Масса для ремонта по п.1, отличающаяся тем, что резисторный компонент имеет гранулометрический состав, соответствующий гранулометрическому составу ремонтируемого материала футеровки.

3. Масса для ремонта по одному из п.1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет разбрызгиваемую, или разливаемую, или насыпную, или сыпучую, или пригодную для разбрасывания консистенцию.

4. Масса для ремонта по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что она реагирует с самовоспламенением при температурах применения.

5. Масса для ремонта по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что она реагирует экзотермически при температурах применения.

6. Масса для ремонта по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что она образует углеродную связь при температурах применения.

7. Масса для ремонта по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что она образует керамическую связку при температурах применения.

8. Масса для ремонта по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что металлический порошок воспламеняется при температуре примерно 500°С.

9. Масса для ремонта по одному из пп.1-8, отличающаяся тем, что минеральное масло горит при температурах применения и представляет собой, в частности, тяжелое масло, например полугудрон или отработанное масло.

10. Масса для ремонта по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что твердый битум плавится при температурах применения и коксуется и образует углеродную связь.

11. Масса для ремонта по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что металлический порошок окисляется и вызывает реакции агломерации между резисторными частицами, а также между резисторными частицами и материалом футеровки.

12. Масса для ремонта по одному из пп.1-11, отличающаяся тем, что металлический порошок имеет дисперсность 90 мас.% <45 мкм.

13. Масса для ремонта по одному из пп.1-12, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один другой носитель углерода, в частности графит, например чешуйчатый графит, или сажу, предпочтительно в количествах вплоть до 6 мас.%.

14. Способ получения огнестойкой закладочной массы для ремонта по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что сухие компоненты, как резисторный компонент, твердый битум, металлический порошок и, в случае необходимости, другой носитель углерода смешивают в смесителе принудительного действия и затем добавляют минеральное масло.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что массу упаковывают в мешки.

Приоритет по пунктам:

18.11.2002 по пп.1-15.