лёточная масса

Формула изобретения

Леточная масса, характеризующаяся тем, что она включает углеродсодержащий компонент, карбид кремния, органическое связующее в виде смеси фенольной смолы и нефтяных кубовых остатков, натриевую соль алкилароматической сульфокислоты, огнеупорную глину, воду и огнеупорный заполнитель в виде смеси кварцита и кварцевого песка в соотношении, мас.%: кварцит 25-30, кварцевый песок 70-75 или смеси боксита и корунда в соотношении, мас.%: боксит 30-40, корунд 60-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродсодержащий компонент 5-8,5

Карбид кремния 2,5-5,5

Указанное органическое связующее 10,5-11,5

Натриевая соль алкилароматической

сульфокислоты 1,5-2,5

Огнеупорная глина 13-20

Вода 1-2

Указанный огнеупорный заполнитель Остальное

Описание изобретения к патенту

Патентуемое изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к получению масс для закрытия леток доменных печей. Леточные массы, содержащие огнеупорный заполнитель, огнеупорную глину и органическое связующее, известны, например, авт. св. СССР:

№1719373, С 04 В 35/52, 1992, №661020, С 21 В 7/12, 1979; №431217, С 21 В 7/12, 1964; №1675282, С 04 В 35/66, 1991; патент РФ №2055052, С 04 В 35/66, 1996.

По совокупности общих признаков наиболее близкой к патентуемой массе можно отнести леточную массу по авт. св. СССР №1719373, С 04 В 35/52, 1992. Эта масса содержит огнеупорный заполнитель - кремнезем, входящий в состав отходов сицилицирующей засыпки производства карбидкремниевых изделий, огнеупорную глину, углеродсодержащий компонент, карбид кремния и органическое связующее - пек каменноугольный.

Недостатки такой леточной массы состоят в низкой пластичности и значительном времени схватывания массы при ее нагнетании в леточный канал, что сокращает время на выполнение других технологических операций на литейном дворе.

Повышенное содержание в ней огнеупорной глины увеличивает пористость и снижает коррозионную стойкость леточной массы.

Кроме того, в указанной массе используется пек каменноугольный - вредный для здоровья человека материал.

Известны способы получения леточной массы путем дозирования и перемешивания огнеупорного заполнителя, огнеупорной глины и органического связующего, например, авт. св. СССР №1719373, С 04 В 35/52, 1992, №661020, С 21 В 7/12, 1979; №431217, С 21 В 7/12, 1964; №1675282, С 04 В 35/66, 1991; патент РФ №2055052, С 04 В 35/66, 1996.

Способ получения леточной массы, изложенный в авт. св. СССР №1719373, С 04 В 35/52, 1992, заключается в дозировании и перемешивании компонентов, включающих огнеупорный заполнитель, огнеупорную глину, углеродсодержащий компонент, карбид кремния и органическое связующее - пек каменноугольный.

Такой способ не обеспечивает получение пластичной леточной массы с продолжительным временем схватывания при нагнетании ее в леточный канал, повышенное содержание огнеупорной глины увеличивает ее пористость и снижает коррозионную стойкость, использование в массе пека каменноугольного повышает вредность выполняемых работ.

Патентуемое изобретение направлено на получение леточных масс с высокими эксплуатационными свойствами.

Технический результат, который создает изобретение, состоит в повышении пластичности и снижении времени схватывания массы в леточном канале в процессе нагнетания и высокой стойкости к воздействию потока расплавленного чугуна и шлака, а также в повышении ее экологичности.

Для достижения этого, согласно формуле изобретения, леточная масса характеризуется тем, что она включает углеродсодержащий компонент, карбид кремния, органическое связующее в виде смеси фенольной смолы и нефтяных кубовых остатков, натриевую соль алкилароматической сульфокислоты, глину, воду и огнеупорный заполнитель в виде смеси кварцита и кварцевого песка в соотношении, мас. %: кварцит 25-30, кварцевый песок 70-75 или смеси боксита и корунда в соотношении, мас. %: боксит 30-40, корунд 60-70 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Огнеупорный заполнитель 34,0-66,5

Огнеупорная глина 13-20

Углеродсодержащий компонент 5-20

Карбид кремния 2,5-10,0

Указанное органическое связующее 10,5-11,5

Натриевая соль алкилароматической сульфокислоты 1,5-2,5

Вода 1-2

При содержании в леточной массе указанного органического связующего менее 10,5 мас. % или фенольной смолы в органическом связующем менее 20 мас. % образуется малопластичная масса с пониженными механическими свойствами и небольшим коксовым остатком, в результате масса плохо укладывается в летку, не обеспечивается оптимальное время схватывания леточной массы.

При содержании в леточной массе указанного органического связующего более 11,5 мас. % или фенольной смолы в органическом связующем более 50 мас. % происходит излишнее увеличение пластичности, повышенное выделение летучих веществ, что влияет на удлинение времени схватывания и образование выбросов газовых выделений при вскрытии летки.

При содержании в леточной массе натриевой соли алкилароматической сульфокислоты менее 1,5 мас. % огнеупорное связующее распределяется по огнеупорному заполнителю неравномерно, что снижает пластичность леточной массы.

При содержании в леточной массе натриевой соли алкилароматической сульфокислоты более 2,5 мас. % чрезмерно повышается ее пластичность, что затрудняет эксплуатацию массы и увеличивает ее расход.

Содержание в леточной массе воды в количестве 1-2 мас. % оптимально активизирует натриевую соль алкилароматической сульфокислоты поверхностно-активного вещества.

В соответствии с изобретением в леточной массе используется кремнеземистый или высокоглиноземистый заполнитель, а именно кварцит и кварцевый песок, в соотношении, мас. %: кварцит 25-30, кварцевый песок 70-75 или боксит и корунд в соотношении, мас. %: боксит 30-40, корунд 60-70. Выбор огнеупорного заполнителя делается с учетом конкретных условий. Так, леточную массу с кварцитом и кварцевым песком применяют, например, в случаях увеличения времени между выпусками продуктов плавки доменной печи. При содержании кварцита в такой массе менее 25 или более 30 мас.% изменяется зерновой состав массы, вследствие чего ухудшаются пластичность и другие физико-керамические свойства.

Леточная масса с высокоглиноземистым заполнителем применяется при основности шлака более 1, а также при повышенном количестве выпускаемого чугуна и шлака. Огнеупорный заполнитель с бокситом и корундом используется для повышения шлакоустойчивости при основности шлака более 1. При изменении указанных соотношений боксита и корунда нарушается оптимальный зерновой состав леточной массы, что ведет к снижению физико-керамических свойств и служебных характеристик.

В качестве углеродсодержащего компонента в леточной массе могут использоваться кокс, коксик, графитсодержащие материалы и т.д.

Способ получения леточной массы характеризуется дозированием и перемешиванием огнеупорного заполнителя, огнеупорной глины, углеродсодержащего компонента и карбида кремния, введением при перемешивании натриевой соли алкилароматической сульфокислоты, подачей водяного пара, последующим введением органического связующего в виде смеси фенольной смолы и нефтяных кубовых остатков, перемешиванием всех компонентов и брикетированием полученной массы.

Водяной пар активизирует натриевую соль алкилароматической сульфокислоты как поверхностно-активного вещества, которое способствует равномерному распределению по огнеупорному заполнителю указанного органического связующего, обеспечивающего высокую пластичность массы, сокращение времени твердения массы в летке, необходимую стойкость к продуктам плавки.

Изобретение поясняется следующими примерами получения леточной массы.

Для получения леточной массы использовали указанные компоненты в количествах, приведенных в формуле изобретения.

Примеры составов леточной массы указаны в табл.1.

Компоненты дозируются, приготовление леточной массы осуществляется в смесителе, куда загружаются огнеупорный заполнитель, огнеупорная глина, кокс, карбид кремния, вводится при перемешивании натриевая соль алкилароматической сульфокислоты. После смешивания сырьевых материалов в течение нескольких минут в смеситель подается водяной пар. После достижения необходимой влажности смеси в нее вводится органическое связующее. Компоненты перемешиваются, готовая масса выгружается из смесителя. В дальнейшем из полученной массы с помощью вакуум-пресса формуются брикеты, которые упаковывают в пленку.

Свойства леточных масс после процесса вылеживания приведены в табл.2.

Коэффициент пластичности определяли по методике МВИ 202-39-01, основанной на измерении изменения высоты образца после приложения нагрузки при 25С.

Кажущуюся пористость образцов леточной массы после термообработки при 800С определяли по ГОСТ 2409-05.

Механическую прочность определяли на образцах после термообработки при 800С по ГОСТ 4071.1-94.

Сроки схватывания определяли по результатам испытаний в летке доменной печи.

Линейный рост определяли после термообработки образцов при 800С. Как видно из таблиц, патентуемая леточная масса имеет высокую пластичность, что позволяет использовать ее без предварительного подогрева. Масса отличается значительно меньшими сроками схватывания. Механическая прочность массы достаточна для применения в качестве леточной массы. В ней используются экологически более чистые компоненты по сравнению с прототипом.