SU1328333A1

SU1328333A1 - Refractory mixture for manufacturing roastless articles

Info

Publication number: SU1328333A1
Application number: SU864001235A
Authority: SU
Inventors: Леонид Дмитриевич Пилипчатин; Нина Федоровна Саврасова; Светлана Алексеевна Деревянко; Александр Степанович Луценко; Виктор Иосифович Коздоба
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1987-08-07

Abstract

Изобретение относитс к области черной металлургии, а именно к огнеупорному составу, дл изготовлени безобжиговых изделий дл разливки стали. Целью изобретени вл етс повышение металлостойкости, термостойкости и механической прочности огнеупорных изделий, примен емых при разливке стали. Огнеупорна масса дл изготовлени безобжиговых изделий включает, мас.%: комплексна св зка на основе кислотных отходов 4-8; графит 9-14; алюминий металлический 2-4} совместно молотые муллито- корундовый шамот, глина и цирконовый песок фракций 0,088 мм в соотношении The invention relates to the field of ferrous metallurgy, namely, a refractory composition, for the manufacture of unburned products for steel casting. The aim of the invention is to increase the metal resistance, heat resistance and mechanical strength of refractory products used in steel casting. The refractory mass for the manufacture of unburned products includes, in wt%: a complex binder based on acidic wastes 4-8; graphite 9-14; aluminum metal 2-4} jointly ground mullite-corundum chamotte, clay and zircon sand fractions of 0.088 mm in the ratio

Description

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к огнеупорным издели м дл ра-лливки стали.The invention relates to ferrous metallurgy, namely, refractory products and for steel casting.

Целью изобретени вл етс. повы- шение металлостойкости, термостойкости и механической прочности изделий.The aim of the invention is. increase of metal resistance, heat resistance and mechanical strength of products.

Комплексна св зка представл ет собой св зующее на основе кислотных отходов и сульфитно-глиИистого шликера . Кислотные отходы используют после электрополировки труб из нержавеющих сталей и содержат мас.%: Н5Р04 51,9; HjSO 21,6; ионы Fe(II) + Fe (Ш) 1,52; ионы СгОЮ ,55; ионы Ni (II) 1,05, остальное - .The complex binder is a binder based on acidic wastes and a sulphite-glycine slip. Acid wastes are used after electropolishing of stainless steel pipes and contain wt.%: H5PO 4 51.9; HjSO 21.6; Fe (II) + Fe (III) ions 1.52; CrO5 ions, 55; Ni (II) ions 1.05, the rest -.

Введение в совместный помол дирко- нового песка позволит измельчить его до фракции 0,088 мм и равномерно распределить его в смеси, что позволит повысить термостойкость у готовых изделий, химическую инертность к расплавленному металлу и снизить теплопроводность .The introduction of joint sand in joint grinding will make it possible to grind it to a fraction of 0.088 mm and evenly distribute it in the mixture, which will improve the heat resistance of finished products, the chemical inertness to the molten metal and reduce thermal conductivity.

Использование совместного помола муллито-корундового шамота, глины и цирконового песка дает возможность получить прерывистый зерновой состав массы что способствует компактной укладке зерен и получению высокоплотных изделий, обладающих YIOвыц eнными прочностными свойствами и металло- стойкостыо.The use of joint grinding of mullite-corundum fireclay, clay and zircon sand makes it possible to obtain an intermittent grain composition of the mass, which contributes to the compact packing of grains and obtaining high-density products with high strength properties and metal resistance.

Введенный металлический алюминий оказывает положительное вли ние как противоокисл юща добавка к графиту и дл образовани А1Н2Р04, обладающего сильными адгезионными свой- ствами.The introduced metallic aluminum has a positive effect as an anti-oxidant additive to graphite and for the formation of A1H2P04, which has strong adhesive properties.

Введение совместного помола менее 35 мас.% не обеспечивает необходимой плотности упаковки зерен и при этом вводитс малое количество глинистого компонента, который играет роль св зки. Добавка в массу более 40 мас.% незначительно повышает прочностные свойства, так как, кроме совместного помола в виде тонкомолотой фракции, вводитс еще графит, а наличие повьпиенного количества в массе тонкозернистой составл юш,ей приводит к перепрессовочным трещинам.The introduction of co-milling of less than 35% by weight does not provide the necessary packing density for the grains, and a small amount of the clay component is introduced, which plays the role of a binder. The addition of more than 40 wt.% To the mass slightly increases the strength properties, since, besides joint grinding in the form of a finely ground fraction, graphite is also added, and the presence of a twisted amount in the fine-grained mass of ush leads to repressive cracks.

Введение в данную композицию графита менее 9 мас.% не позволит снизить смачиваемость этих изделий металлом, что приводит к. снижению металлостойкости. Кроме того, низкое содержание . графита- может привести к зарастанию канала стакана и.коллектора различными шпинелеобразова- ни ми. Введение в массу графита более 14 мас.% приводит к снижению механической прочности и более интенсивному окислению графита, что отрицательно сказываетс на структуре изделий. Последнее приводит к увеличению скорости протекани диффузионных процессов химическогоIntroduction to this composition of graphite less than 9 wt.% Will not reduce the wettability of these products with metal, which leads to a decrease in metal resistance. In addition, low content. graphite- can lead to the overgrowth of the canal of the glass and collector by various spinel formations. The introduction of more than 14 wt.% Into the mass of graphite leads to a decrease in mechanical strength and more intensive oxidation of graphite, which adversely affects the structure of products. The latter leads to an increase in the rate of flow of diffusion processes of chemical

взаимодействи на границе металл-ог- неупор, что приводит к коррозионному и эрозионному разрушению изделий при разливке стали. С целью снижени interaction at the metal-refractory boundary, which leads to corrosive and erosive destruction of products during steel casting. In order to reduce

окисл емости графита его легируют металлическим алюминием, который измен ет характер взаимодействи компонентов массы с кислородом, наход щимс в ее составе.The oxidizability of graphite is doped with metallic aluminum, which changes the character of the interaction of the components of the mass with the oxygen in its composition.

С повьгаением при эксплуатации температуры на поверхности издели металлический алюминий про вл ет повышенную активность к кислороду, в результате чего образуетс AljO,.As the temperature on the surface of the product explodes, metallic aluminum exhibits an increased activity towards oxygen, as a result of which AljO is formed.

Этот процесс происходит с увеличением объема на 40%, увеличива плотность поверхностного сло огнеупора, так как прогрев издели начинаетс с поверхностных слоев. УвеличениеThis process occurs with an increase in volume of 40%, increasing the density of the surface layer of the refractory, as the heating of the product begins with the surface layers. Increase

плотности поверхностного сло приво-. дит к снижению окисл емости графита и, следовательно, к повьщгению метал-; лоустойчивости.the density of the surface layer It leads to a decrease in the oxidability of graphite and, consequently, to the increase in metal; lostability

Особенно интенсивно протекаетEspecially intensively proceeds

этот процесс в предлагаемой, композиции материалов. Так алюминий, контактиру с комплексной св зкой, в составе которой имеетс раствор ,реагирует с последней. ПриThis process in the proposed composition of materials. So aluminum, in contact with the complex binder, which contains a solution, reacts with the latter. With

этом окисленный слой каждой частицы алюмини очища:етс и активность его значительно возрастает по отношению к кислороду.In this case, the oxidized layer of each aluminum particle is purified: its activity significantly increases with respect to oxygen.

Кроме этого, металлический алюминий оказывает и другое положительное действие, а именно сразу после прессовани в сырце начинает протекать реакци его с и , вход щими в соста-в комплексной св зки,, с образованием однозамещенных фосфатов алюмини и сульфатов алюмини : А1 +3H,PO,-Al(HjP04),+ 1,5 Hj, 2А1 + (SO),+ 3H,j.In addition, metallic aluminum has another positive effect, namely, immediately after pressing in the raw, its reaction begins to take place with and, which are part of a complex binder, with the formation of monosubstituted aluminum phosphates and aluminum sulfates: A1 + 3H, PO , -Al (HjP04), + 1.5 Hj, 2A1 + (SO), + 3H, j.

Образовавшиес соединени обладают высокими адгезионными свойствами Formed compounds have high adhesion properties.

и усиливают степень взаимодействи and enhance the degree of interaction

компонентов св зки с компоиентамиcomponent bindings with components

массы.masses.

Таким образом, защитные действи металлического алюмини против окислени графита про вл ютс в интенсификации процессов взаимодействи с комплексной св зкой и процессами уплотнени структуры той части огнеу пора, котора находитс в действии высоких температур.Thus, the protective effects of metallic aluminum against the oxidation of graphite are manifested in the intensification of the processes of interaction with the complex binder and the processes of compaction of the structure of that part of the fire that is exposed to high temperatures.

Введение металлического алюмини в предлагаемую массу 2-4 мас.% за- висит от его дисперсности. Менее 2 мас.% А1 недостаточно дл обеспечени легирующей способности, а более 4 мас.% приводит к значительному расширению, сопровождающемус нару- тением монолитности структуры изделий , .The introduction of metallic aluminum into the proposed mass of 2–4 wt.% Depends on its dispersity. Less than 2 wt.% A1 is not enough to ensure the doping ability, and more than 4 wt.% Leads to a significant expansion accompanying the violation of the monolithic structure of the products,.

Введение комплексной св зки, состо щей из кислотных отходов и сульфитно-глинистого шликера, обеспечи- вает высокую механическую прочность изделий.после термообработки. Это св зующее обладает высокими адгезионными свойствами и имеет низкую стоимость .The introduction of a complex binder consisting of acid waste and a sulphite clay slurry ensures high mechanical strength of the products. After heat treatment. This binder has high adhesive properties and has a low cost.

Введение в состав массы менее 4 мас.% комплексной св зки не обеспечивает необходимой пластичности массы, а следовательно, удобоуклады- ваемости, в результате чего снижают- с прочностные свойства, а более 8 мас,% св зки приводит к повьппенном содержанию стеклофазы и снижению термостойкости.Introduction of less than 4 wt.% Of the complex binder into the composition does not provide the necessary plasticity of the mass and, therefore, workability, resulting in a decrease in strength properties, and more than 8 wt.% Binder leads to a glass phase content and a decrease in heat resistance. .

Превьшение величины нижнего и верхнего пределов муллито-корундовог шамота приводит к снижению физико- керамических свойств изделий.The excess of the lower and upper limits of mullite-corundum chamotte leads to a decrease in the physical-ceramic properties of the products.

Введение в предпагаемую массу муллито-корундового шамота опреде- л етс прежде всего тем, что он основной наполнитель с зерновым составом 3,0-0,5 мм. Такой зерновой состав необходим дл образовани основного каркаса изделий.The introduction of mullite-corundum chamotte into the expected mass is determined primarily by the fact that it is the main filler with a grain composition of 3.0-0.5 mm. Such a grain composition is necessary for the formation of the main frame of products.

Изготовленные из предпагаемой массы безобжиговые стаканы и коллекторы обладают физико-керамическими свойствами благодар введению совместного помола перечисленных компо- нентов в указанном соотношении, а также металлического алюмини и графита на комплексно й св зке.Unburned glasses and collectors made of the expected mass have physico-ceramic properties due to the introduction of joint grinding of the listed components in the specified ratio, as well as metallic aluminum and graphite on a complex bond.

Комплекс полученных свойств не адекватен свойствам, вносимым каждым компонентом в отдельности, и в результате совместного применени воз5 The complex of the properties obtained is not adequate to the properties introduced by each component separately, and as a result of the joint use of air

5 five

0 0

5 five

0 50 5

t 0 t 0

5five

никает новый эффект, обусловленный влением синергизма.No new effect due to the phenomenon of synergism.

В идентичных услови х провод т сопоставительньй анализ свойств изделий из предлагаемой массы и известной .Under identical conditions, a comparative analysis of the properties of products of the proposed mass and known is carried out.

С целью определени физико-керамических свойств безобжиговых стаканов и коллекторов из огнеупорной массы предлагаемого состава готов т образцы следующим образом. В бегун загружают муллито-корундовьв шамот фракции 3-0,5 мм и 1/4 часть раствора комплексной св зки, после 3 мин. перемешивани ввод т половину совместного помола муллитокорундового шамота, глины, циркона, графит, алюминий металлический, 1/4 часть св зки и перемешивают еще 3, мин. Затем загружают оставшийс совместный помол и остальное количество комплексной св зки, массу перемешивают еще 4 мин.1In order to determine the physico-ceramic properties of unburned glasses and collectors, samples of the refractory mass of the proposed composition are prepared as follows. Mullito-corundum chamotte fractions 3-0.5 mm and 1/4 part of the complex binder solution are loaded into the runner after 3 minutes. mixing, half of the joint grinding of mullite-corundum chamotte, clay, zircon, graphite, aluminum metal, 1/4 of the binder is introduced and mixed for another 3 minutes. Then, the remaining joint grinding and the rest of the complex binder are loaded, the mass is stirred for another 4 min.

Из приготовленной массы прессуют образцы при удельном давлении прессовани 50 ffla размером d 36 и h 50 мм и образцы специальных размеров. дл определени металлоустойчивости, термостойкости, предела прочности при сжатии.From the prepared mass, samples are pressed at a specific pressing pressure of 50 fla in size d 36 and h 50 mm and specimens of special dimensions. for determining metal resistance, heat resistance, compressive strength.

Сушку образцов производ т при 100 С и затем термообрабатывают при 500 С вьщержкой в печи 4 ч. В идентичных услови х изготавливают также образцы из известной массы и исследуют свойства образцов известного и предлагаемого составов массы.Drying of the samples is carried out at 100 ° C and then heat treated at 500 ° C in a furnace for 4 hours. In identical conditions, samples of a known mass are also prepared and the properties of the samples of the known and proposed mass compositions are examined.

Составы исследуемых масс при определении оптимального количества совместного помола приведены в табл.1; физико-химические свойства масс (табл.1) - в табл.2; состав исследуе мых масс при установлении оптималь- ного соотношени компонентов в совместном помоле - в табл.3; физико- керамические свойства масс (табл.З) в табл.4.The compositions of the studied masses in determining the optimal amount of joint grinding are given in table 1; physico-chemical properties of the masses (table 1) - in table 2; The composition of the studied masses in determining the optimal ratio of components in the joint grinding is given in Table 3; physico-ceramic properties of the masses (Table 3) in Table 4.

Claims

1. A refractory mass for the manufacture of unburned products, including a phosphate binder, an alumina-containing component, graphite, and an additive, characterized in that, in order to improve metal resistance, heat resistance, and mechanical strength, it contains

51

phosphate binder complex binding based on acid wastes, as a glyiozem-containing component - mullite-corundum chamotropic of 3.0-0.5 mm, as an additive - metallic aluminum and additionally jointly ground mullite-corundum chamotte, fractions 88 mm, clay and zircon sand fractions of 0.088 mm in the ratio (1, 4-1, 6): 1, 0: (1.4-1.6) in the following ratio of components, wt.%:

Complex linking to

acid base

waste4-8.

42.5 40 37.5 35 32.5

6.5

9.0 11.5

1.0 2.0 3.0 2.0 4.0 6.0

14.0 16.5

4.0 5.0 8.0 10.0

Graphite Aluminum metal Co-milled mullite-corundum chamotte fractions of 0.088 mm, clay and zircon sand fractions of 0.088 mm in the ratio (1.4-, 6): 1.0: (1.4-1.6) Mulito-corundum chamotte fractions 3.0-0.5 mm

2. Mass according to claim 1, characterized in that the mullite-corundum chamotte fractions of 0.088 and 3.0-0.5 mm are taken in a ratio of 1: (2,). Table 1

11.5

3.0 6.0

14.0 16.5

4.0 5.0 8.0 10.0

P

0

2

5.0 5.2

4.1 4.2 3.5 3.4 3.8 3.6 4.8 4.9 5.0 5.3 4.4 4.6 3.6 3.8 3.5 3.9 4, 9 5.3 5.2 5.6 4.5 4.6 4.6

1328333

10 Table 4

24.5 25.5 26.8

28.1. 32.1 33.7 33.1 32.8 30.0 29, t 23.1

24.2 30.8 32.1 35.8 38.3 34.1 33.9 28.9 29.4 22.9 23.7 28.7 29.2 31.2

15.8 15.4 14.4 14.5 14.1 14.3 14.2 14.2 14.9 14.8 15.2 15.0 14.1 14.2 13.9 14.2 14.0 14 , 4 15.3 15.3 15 15.0 14.1 14.4 14, 3

4.4 2 4.6 A, 9 5,

18 17 18

5 16

Editor N. Gunko

Compiled by O, Motorika Tehred M. Khodanych

Order 3449/27 Circulation 587 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

14.2 4.2 14.4

15.0 15.1

Proofreader G. Reshetnik