RU2110499C1 - Углеродсодержащий огнеупор - Google Patents
Углеродсодержащий огнеупор Download PDFInfo
- 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
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 11
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 title abstract description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- ZMRQTIAUOLVKOX-UHFFFAOYSA-L calcium;diphenoxide Chemical class [Ca+2].[O-]C1=CC=CC=C1.[O-]C1=CC=CC=C1 ZMRQTIAUOLVKOX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Углеродсодержащий огнеупор содержит мас. %: периклазсодержащий заполнитель - основа; графит 8 - 20, цементирующий компонент 20 - 30, причем цементирующий компонент содержит, мас. %: тонкодисперсный периклаз - основа, углистое вещество 17 - 25; феноляты кальция и известь 0,05 - 3; ларнит 9 - 15; мервинит 10 - 16. 3 табл.
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству углеродистых огнеупоров с периклазсодержащим заполнителем, используемых для футеровки металлургических агрегатов.
Известен огнеупорный углеродсодержащий материал, включающий 65 - 95% плавленых агрегатов алюмомагнезиальной шпинели и 5 - 35% углерода или углеродсодержащего материала [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.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является огнеупор, состоящий из периклазсодержащего заполнителя, графита и цементирующего компонента [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.
Структура огнеупора получается рыхлая, с большим количеством пор и низкой остаточной прочностью.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении остаточной прочности и повышении микротвердости.
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.
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.
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.
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).
Составы шихт приведены в табл. 1.
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.
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.
В табл. 2 и 3 приведены вещественный и фазовый составы огнеупора. Свойства изделий приведены в табл. 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.
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).
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.
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.
Результаты данных исследований подтвердились службой опытных огнеупоров в футеровках агрегатов внепечной обработки стали, АКОС в условиях Сумского машиностроительного завода.
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.
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
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93057409A RU2110499C1 (ru) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Углеродсодержащий огнеупор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93057409A RU2110499C1 (ru) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Углеродсодержащий огнеупор |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93057409A RU93057409A (ru) | 1996-09-10 |
| RU2110499C1 true RU2110499C1 (ru) | 1998-05-10 |
Family
ID=20150752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93057409A RU2110499C1 (ru) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Углеродсодержащий огнеупор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2110499C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2151123C1 (ru) * | 1998-06-04 | 2000-06-20 | Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров |
| RU2155731C2 (ru) * | 1998-10-01 | 2000-09-10 | " Б.М.Б.-С.Д. Трейдинг Корпорейшн Лимитед", Британские Виргинские острова | Способ изготовления периклазоуглеродистых огнеупоров |
| RU2414321C1 (ru) * | 2010-02-17 | 2011-03-20 | ООО НПО "ВОСТИО-Урал" | Наполнитель формовочной смеси |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1597353A1 (ru) * | 1985-12-11 | 1990-10-07 | Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности | Периклазоуглеродистый огнеупор |
-
1993
- 1993-12-09 RU RU93057409A patent/RU2110499C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1597353A1 (ru) * | 1985-12-11 | 1990-10-07 | Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности | Периклазоуглеродистый огнеупор |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2151123C1 (ru) * | 1998-06-04 | 2000-06-20 | Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров |
| RU2155731C2 (ru) * | 1998-10-01 | 2000-09-10 | " Б.М.Б.-С.Д. Трейдинг Корпорейшн Лимитед", Британские Виргинские острова | Способ изготовления периклазоуглеродистых огнеупоров |
| RU2414321C1 (ru) * | 2010-02-17 | 2011-03-20 | ООО НПО "ВОСТИО-Урал" | Наполнитель формовочной смеси |
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 (ru) | Углеродсодержащий огнеупор | |
| 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 (ja) | 金属含浸耐火物 | |
| US5002908A (en) | Resin bonded refractory shape and method of making | |
| RU2120925C1 (ru) | Углеродосодержащий огнеупор | |
| RU2068823C1 (ru) | Шпинельнопереклазоуглеродистый огнеупор | |
| JPH0233666B2 (ru) | ||
| Chan et al. | Effect of Cr2O3 on slag resistance of Al2O3–SiO2 refractories | |
| RU2235701C1 (ru) | Периклазошпинельные огнеупорные изделия и способ их изготовления | |
| RU2130440C1 (ru) | Шпинельсодержащий огнеупор на углеродистой связке | |
| Chen et al. | Oxidation protection of CaO–ZrO2–C refractories by addition of SiC | |
| JP2023165768A (ja) | キャスタブル耐火物およびそれを用いた溶鋼鍋 | |
| RU2122535C1 (ru) | Огнеупорный материал и способ его получения | |
| RU2129535C1 (ru) | Магнезиально-углеродистый огнеупор | |
| US3640518A (en) | Basic refractories | |
| JPH111373A (ja) | 出銑口用マッド材 | |
| 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 (ru) | Способ приготовления массы для изготовления углеродсодержащих огнеупоров | |
| 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 |