[go: up one dir, main page]

RU2110499C1 - Carbon-containing refractory material - Google Patents

Carbon-containing refractory material Download PDF

Info

Publication number
RU2110499C1
RU2110499C1 RU93057409A RU93057409A RU2110499C1 RU 2110499 C1 RU2110499 C1 RU 2110499C1 RU 93057409 A RU93057409 A RU 93057409A RU 93057409 A RU93057409 A RU 93057409A RU 2110499 C1 RU2110499 C1 RU 2110499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory
periclase
carbon
graphite
component
Prior art date
Application number
RU93057409A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93057409A (en
Inventor
О.И. Фролов
В.И. Сакк
В.Н. Коптелов
Л.Д. Бочаров
Е.А. Киселева
Г.Б. Чернышова
Л.И. Андриевских
В.М. Бибаев
Original Assignee
Акционерное общество по производству огнеупоров "Магнезит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество по производству огнеупоров "Магнезит" filed Critical Акционерное общество по производству огнеупоров "Магнезит"
Priority to RU93057409A priority Critical patent/RU2110499C1/en
Publication of RU93057409A publication Critical patent/RU93057409A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2110499C1 publication Critical patent/RU2110499C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; production of refractories. SUBSTANCE: material has the following composition, mas. %: periclase-containing filler used as a base, graphite, 8-20; cementing component, 20-30. The latter has the following composition, mas.%: finely dispersed periclase used as a base, carbonaceous substance, 17-25; calcium phenolates and lime, 0.05-3; larnite, 9-15; mervinite, 10-16. EFFECT: higher efficiency of material. 3 tbl

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству углеродистых огнеупоров с периклазсодержащим заполнителем, используемых для футеровки металлургических агрегатов. The invention relates to the refractory industry, in particular to the production of carbon refractories with periclase-containing aggregate used for lining metallurgical units.

Известен огнеупорный углеродсодержащий материал, включающий 65 - 95% плавленых агрегатов алюмомагнезиальной шпинели и 5 - 35% углерода или углеродсодержащего материала [1]. Known refractory carbon-containing material, including 65 - 95% of the fused aggregates of aluminum-magnesium spinel and 5 - 35% of carbon or carbon-containing material [1].

Износ углеродсодержащих огнеупоров происходит путем образования обезуглероженной зоны, проникновения металла и шлака в обезуглероженную зону и ее коррозии. Как показали испытания такого состава, обезуглероженная зона имеет низкую прочность и высокую пористость, так как уплотнения и спекания керамических фаз огнеупора практическим не происходит или происходит незначительно, поэтому износостойкость недостаточна. The wear of carbon-containing refractories occurs through the formation of a decarburized zone, the penetration of metal and slag into the decarburized zone, and its corrosion. As tests of such a composition have shown, the decarburized zone has low strength and high porosity, since compacting and sintering of the ceramic phases of the refractory practically does not occur or occurs slightly, so the wear resistance is insufficient.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является огнеупор, состоящий из периклазсодержащего заполнителя, графита и цементирующего компонента [2]. Closest to the claimed technical solution is a refractory consisting of periclase-containing aggregate, graphite and cementitious component [2].

Недостатком известного технического решения являются пониженная остаточная прочность после термообработки при 1300oC и, кроме того, низкая микротвердость минералов, составляющая огнеупор. Указанные свойства в известном решении не достигаются из-за того, что в процессе формования и термообработки в структуре огнеупора канальные поры не залечиваются и являются аккумулятором кислорода. В результате чего при термообработке на 1300oC в огнеупоре происходит частичное окисление графита и нарушение полимеруглеродистых связей.A disadvantage of the known technical solution is the reduced residual strength after heat treatment at 1300 o C and, in addition, the low microhardness of minerals that make up the refractory. The specified properties in the known solution are not achieved due to the fact that during molding and heat treatment in the refractory structure the channel pores are not healed and are an oxygen accumulator. As a result, during heat treatment at 1300 o C in the refractory occurs partial oxidation of graphite and the violation of polymerocarbon bonds.

Структура огнеупора получается рыхлая, с большим количеством пор и низкой остаточной прочностью. The structure of the refractory is loose, with a large number of pores and low residual strength.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении остаточной прочности и повышении микротвердости. The problem to which this invention is directed is to increase the residual strength and increase the microhardness.

Указанная задача достигается за счет того, что огнеупор, состоящий из периклазсодержащего заполнителя, графита и цементирующего компонента, имеет следующий состав цементирующего компонента, мас.%:
Периклаз тонкодисперсный - Основа
Углеродистое вещество - 17 - 25
Феноляты кальция в сумме с известью - 0,05 - 3
Ларнит - 9 - 15
Мервинит - 10 - 16
причем цементирующий компонент имеет ксеноморфно-флюидальную микроструктуру с элементами пленочного и базального типов при следующем соотношении компонентов огнеупора, мас.%:
Периклазсодержащий зернистый заполнитель - Основа
Графит - 8 - 20
Цементирующий компонент - 20 - 30
В составе цементирующего компонента содержатся силикаты в виде тугоплавких ларнита и мервинита, а также феноляты кальция, которые образовались при взаимодействии фенольных олигомеров связки со свободным оксидом кальция, входящим в качестве примеси в состав исходного периклазсодержащего ингредиента. Цементирующий компонент, образующий матрицу огнеупора, является связующей фазой в структуре огнеупора, выполняющей задачи комплексного действия. Процесс термообработки и охлаждения проводят со скоростью подъема температуры 15 - 20oC/ч и выдержкой при максимальной температуре 180 - 200oC не менее 4 ч.
This problem is achieved due to the fact that the refractory, consisting of periclase-containing aggregate, graphite and cementitious component, has the following composition of the cementitious component, wt.%:
Fine Periclase - Base
Carbon Substance - 17 - 25
Calcium phenolates in the amount of lime - 0.05 - 3
Larnith - 9 - 15
Mervinitis - 10 - 16
moreover, the cementing component has a xenomorphic fluid microstructure with elements of the film and basal types in the following ratio of refractory components, wt.%:
Periclase-containing granular aggregate - Base
Graphite - 8 - 20
Cementing component - 20 - 30
The cementitious component contains silicates in the form of refractory larnite and merwinite, as well as calcium phenolates, which were formed during the interaction of phenolic oligomers of the binder with free calcium oxide, which is an impurity in the composition of the starting periclase-containing ingredient. The cementing component that forms the matrix of the refractory is the binder phase in the structure of the refractory, performing the tasks of complex action. The process of heat treatment and cooling is carried out with a rate of temperature rise of 15 - 20 o C / h and exposure at a maximum temperature of 180 - 200 o C for at least 4 hours

В результате по реакционно-каталитическому механизму образуются полимеруглеродистые и микрокристаллические каркасы из фенолятов кальция, сопровождающиеся увеличением объема в 2 - 2,5 раза, что приводит в свою очередь к уплотнению структуры и вытеснению из нее кислорода. При температуре 1300oC протекает спекание с образованием монолитного защитного покрытия, препятствующего разрушению полимеруглеродистых связей и окислению графита, что определяет прочностные и другие свойства. Благодаря наличию указанных выше ингредиентов и прочной микроструктуры цементирующего компонента, а именно, ксеноморфно-флюидальной с элементами пленочного и базального типов, огнеупор имеет более высокие остаточную прочность и микротвердость минералов, входящих в его состав, в отличие от прототипа.As a result, polymer-carbon and microcrystalline skeletons of calcium phenolates are formed by the reaction-catalytic mechanism, accompanied by a 2–2.5-fold increase in volume, which in turn leads to the compaction of the structure and the displacement of oxygen from it. At a temperature of 1300 o C, sintering proceeds with the formation of a monolithic protective coating that prevents the destruction of polymer carbon bonds and the oxidation of graphite, which determines the strength and other properties. Due to the presence of the above ingredients and a strong microstructure of the cementitious component, namely, xenomorphic fluid with elements of the film and basal types, the refractory has a higher residual strength and microhardness of the minerals included in it, in contrast to the prototype.

Пример. Для изготовления предлагаемых огнеупоров использовали периклаз, содержащий порошок с содержанием свободного оксида кальция ≤3%, углеродсодержащий компонент (графит, сажа, пек, кокс и т.п.), антиоксиданты в виде металлов, карбидов, минеральных добавок комплексного действия, органическое связующее (жидкую и твердую фенол-формальдегидные смолы, технические лигносульфонаты). Example. For the manufacture of the proposed refractories, periclase was used containing a powder with a free calcium oxide content of ≤3%, a carbon-containing component (graphite, soot, pitch, coke, etc.), antioxidants in the form of metals, carbides, complex mineral additives, an organic binder ( liquid and solid phenol-formaldehyde resins, technical lignosulfonates).

Составы шихт приведены в табл. 1. The compositions of the charges are given in table. one.

Приготовление массы осуществляли в смесителе бегункового типа при удельном объеме загружаемого материала 238 кг/м2 смешением исходных компонентов в соотношениях, приведенных в табл. 1, в определенной последовательности.Mass preparation was carried out in a runner-type mixer with a specific volume of the loaded material of 238 kg / m 2 by mixing the starting components in the ratios given in table. 1, in a specific sequence.

Изделия прессовали на гидравлическом прессе при давлении 100 - 120 H/мм (прессование 3 - 4 ступенчатое), термообрабатывали в колпаковых или туннельных сушилках при 180 - 200oC в течение 24 - 36 ч при скорости подъема температуры 15 - 20oC/ч и выдержкой при максимальной температуре не менее 4 ч.The products were pressed on a hydraulic press at a pressure of 100 - 120 N / mm (pressing 3-4 steps), heat treated in bell-type or tunnel dryers at 180 - 200 o C for 24 - 36 hours at a rate of temperature rise of 15 - 20 o C / h and exposure at a maximum temperature of at least 4 hours

В табл. 2 и 3 приведены вещественный и фазовый составы огнеупора. Свойства изделий приведены в табл. 4. In the table. 2 and 3 show the material and phase compositions of the refractory. The properties of the products are given in table. 4.

Свойства, характеризующие поведение огнеупора при высоких температурах (остаточную прочность), определяли после дополнительной термообработки при 1300oC. Образцы в форме кубов устанавливали в печь с силитовыми нагревателями, поднимали температуру до максимальной в течение 2 ч, выдерживали при температуре 1300oC 2 ч, затем печь отключали. После естественного охлаждения образцов вместе с печью определяли остаточную прочность образцов по ГОСТ 4071-80.The properties characterizing the behavior of the refractory at high temperatures (residual strength) were determined after additional heat treatment at 1300 o C. Samples in the form of cubes were installed in a furnace with silicone heaters, the temperature was raised to a maximum for 2 hours, kept at a temperature of 1300 o C 2 hours , then the oven was turned off. After natural cooling of the samples together with the furnace, the residual strength of the samples was determined according to GOST 4071-80.

Микроструктуру и минеральный состав (табл. 3) определяли методом оптической микроскопии на базе универсальных поляризационных микроскопов для отраженного и проходящего света "Аксиоплан" фирмы ОПТОН (ФРГ) и "Ампливал поль У" фирмы Карл Цейс Йена (ГДР). The microstructure and mineral composition (Table 3) were determined by optical microscopy on the basis of universal polarizing microscopes for reflected and transmitted light, Axioplan, OPTON (Germany), and Amplival Paul U, Carl Zeiss Jena (GDR).

Микротвердость минералов измеряли на приборе "МНТ-4" фирмы ОПТОН (ФРГ). С учетом сложного фазового состава заявляемых огнеупоров для диагностики некоторых минералов, кроме оптического, в комплексе применялись методы анализа электронно-микроскопических изображений в отраженных и вторичных электронах, а также рентгеновского микроанализа. The microhardness of minerals was measured using an OPTON (Germany) instrument "MNT-4". Given the complex phase composition of the inventive refractories for the diagnosis of certain minerals other than optical, the complex used methods of analysis of electron microscopic images in reflected and secondary electrons, as well as x-ray microanalysis.

Из данных испытаний огнеупоров, приведенных в таблицах, следует, что состав огнеупора по изобретению обеспечивает повышение остаточной прочности после термообработки и микротвердости в сравнении с известным. From the test data of the refractories shown in the tables, it follows that the composition of the refractory according to the invention provides an increase in the residual strength after heat treatment and microhardness in comparison with the known.

Результаты данных исследований подтвердились службой опытных огнеупоров в футеровках агрегатов внепечной обработки стали, АКОС в условиях Сумского машиностроительного завода. The results of these studies were confirmed by the experienced refractory service in the linings of steel after-furnace treatment units, AKOS in the conditions of the Sumy Machine-Building Plant.

После испытания в службе практически все опытные огнеупоры (по изобретению) имели остаточную толщину 2/3 от первоначальных размеров, при этом для огнеупоров известного состава остаточная толщина составила 1/3. After testing in the service, almost all experimental refractories (according to the invention) had a residual thickness of 2/3 of the original dimensions, while for refractories of known composition, the residual thickness was 1/3.

Claims (1)

Углеродсодержащий огнеупор, состоящий из зернистого периклазсодержащего заполнителя, графита и цементирующего компонента, отличающийся тем, что в состав цементирующего компонента входят ингредиенты при следующем соотношении, мас.%:
Периклаз тонкодисперсный - Основа
Углистое вещество - 17 - 25
Феноляты кальция в сумме с известью - 0,05 - 3,0
Ларнит - 9 - 15
Мервинит - 10 - 16
а микроструктура цементирующего компонента ксеноморфно-флюидальная с элементами пленочного и базального типов, причем названный огнеупор содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас.%:
Периклазсодержащий зернистый заполнитель - Основа
Графит - 8 - 20
Цементирующий компонент - 20 - 30
Carbon-containing refractory, consisting of granular periclase-containing aggregate, graphite and cementitious component, characterized in that the composition of the cementitious component includes ingredients in the following ratio, wt.%:
Fine Periclase - Base
Carbonaceous substance - 17 - 25
Calcium phenolates in the amount of lime - 0.05 - 3.0
Larnith - 9 - 15
Mervinitis - 10 - 16
and the microstructure of the cementing component is xenomorphic fluid with elements of the film and basal types, and the said refractory contains ingredients in the following ratio, wt.%:
Periclase-containing granular aggregate - Base
Graphite - 8 - 20
Cementing component - 20 - 30
RU93057409A 1993-12-09 1993-12-09 Carbon-containing refractory material RU2110499C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93057409A RU2110499C1 (en) 1993-12-09 1993-12-09 Carbon-containing refractory material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93057409A RU2110499C1 (en) 1993-12-09 1993-12-09 Carbon-containing refractory material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93057409A RU93057409A (en) 1996-09-10
RU2110499C1 true RU2110499C1 (en) 1998-05-10

Family

ID=20150752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93057409A RU2110499C1 (en) 1993-12-09 1993-12-09 Carbon-containing refractory material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2110499C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151123C1 (en) * 1998-06-04 2000-06-20 Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) Composition and method of formation of compound for carbonized refractory materials
RU2155731C2 (en) * 1998-10-01 2000-09-10 " Б.М.Б.-С.Д. Трейдинг Корпорейшн Лимитед", Британские Виргинские острова Method manufacture of periclase-carbonaceous refractories
RU2414321C1 (en) * 2010-02-17 2011-03-20 ООО НПО "ВОСТИО-Урал" Sand mix backing material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1597353A1 (en) * 1985-12-11 1990-10-07 Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности Periclase-carbon rafractory

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1597353A1 (en) * 1985-12-11 1990-10-07 Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности Periclase-carbon rafractory

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151123C1 (en) * 1998-06-04 2000-06-20 Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) Composition and method of formation of compound for carbonized refractory materials
RU2155731C2 (en) * 1998-10-01 2000-09-10 " Б.М.Б.-С.Д. Трейдинг Корпорейшн Лимитед", Британские Виргинские острова Method manufacture of periclase-carbonaceous refractories
RU2414321C1 (en) * 2010-02-17 2011-03-20 ООО НПО "ВОСТИО-Урал" Sand mix backing material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4306030A (en) Carbon-containing refractory
Stadtmüller et al. MgO–C refractories based on refractory recyclates and environmentally friendly binders
CA2388675C (en) Carbonaceous refractory shaped body with improved oxidation behavior and batch composition and method for producing the same
RU2110499C1 (en) Carbon-containing refractory material
US5214010A (en) Alumina-carbon compositions and slidegate plates made therefrom
US20110152059A1 (en) Chromia-containing refractory
US5438026A (en) Magnesite-carbon refractories and shapes made therefrom with improved thermal stress tolerance
JPWO1990008114A1 (en) Metal-impregnated refractories
US5002908A (en) Resin bonded refractory shape and method of making
RU2120925C1 (en) Carbon-containing refractory
RU2068823C1 (en) Spinel-periclase-carbon refractory material
JPH0233666B2 (en)
Chan et al. Effect of Cr2O3 on slag resistance of Al2O3–SiO2 refractories
RU2235701C1 (en) Periclase-spinel refractory products and a method for manufacture thereof
RU2130440C1 (en) Spinel-containing refractory material with carbon binder
Chen et al. Oxidation protection of CaO–ZrO2–C refractories by addition of SiC
JP2023165768A (en) Castable refractories and molten steel ladle using them
RU2122535C1 (en) Refractory material and method of making same
RU2129535C1 (en) Magnesia-carbon refractory material
US3640518A (en) Basic refractories
JPH111373A (en) Mud material for taphole
Kim et al. Epoxide/flame-retardant hybrid binder for reducing odor during thermal decomposition of MgO-C refractories
Bag Development of Environment Friendly New Generation MgO-C Brick Using Nano Carbon
RU2214378C2 (en) Method of preparation of mixture for manufacture of carbon-containing refractories
Krivokorytov et al. Effect of antioxidants on the properties of unfired carbon-bearing refractories

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091210