Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СМЕСЬ ДЛЯ НАПЛАВКИ И СВАРИВАНИЯ ШАМОТА И ДИНАСА - Патент РФ 2096387
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СМЕСЬ ДЛЯ НАПЛАВКИ И СВАРИВАНИЯ ШАМОТА И ДИНАСА
СМЕСЬ ДЛЯ НАПЛАВКИ И СВАРИВАНИЯ ШАМОТА И ДИНАСА

СМЕСЬ ДЛЯ НАПЛАВКИ И СВАРИВАНИЯ ШАМОТА И ДИНАСА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к составам для горячего ремонта кладки печей методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и может быть использовано в металлургической, коксохимической и других отраслях промышленности. Задачей изобретения является создание смеси для наплавки и сваривания шамота и динаса с получением керамической связки высокой огнеупорности и низкой пористости. Предлагаемая смесь содержит следующие компоненты, мас. %: порошок оксида железа 60-70; порошок алюминия 10-20; порошок кремния 1-15; сварочный флюс 3-19. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2096387
Класс(ы) патента: C04B35/66
Номер заявки: 96105688/03
Дата подачи заявки: 22.03.1996
Дата публикации: 20.11.1997
Заявитель(и): Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Автор(ы): Дябин В.В.; Неволин В.М.; Заборовский В.М.; Крутский Ю.Л.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Описание изобретения: Изобретение относится к составам для горячего ремонта кладки печей методом распространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и может быть использовано в металлургической, коксохимической и других отраслях промышленности.
Известна смесь для наплавки, содержащая, мас. огнеупорный порошок (динасовый мертель) 50-70, порошок алюминия 2-5, порошок кремния 8-15, диабазовую муку 10-30 [1]
Недостатком данной смеси для наплавки является ее низкая термичность и слабая огнеупорность полученного после реакций СВС продукта, в связи с отсутствием необходимого количества окислителей в составе смеси. Керамическую наплавку в этом случае осуществляют в ходе так называемой "окситермии", в токе кислородо-порошковой струи (расход вещества 0,8-1,0 кг/мин, расход кислорода 0,2-0,25 м3/мин) при температуре футеровки печи 800-900oC.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является экзотермический состав [2] содержащий следующие компоненты, мас.
оксид кремния 25,6-42,0
алюминий 14,4-16,0
1-3%-ный водный раствор жидкого стекла остальное
Недостатком известного материала является низкая термичность состава, слабая огнеупорность, вызванная использованием раствора жидкого стекла.
Задачей предлагаемого изобретения является создание смеси для наплавки и сваривания шамота и динаса с получением керамической связки высокой огнеупорности и низкой пористости, образующейся в результате реакций СВС.
Указанная задача решается тем, что смесь наплавки и сваривания шамота и динаса, включающая порошок кремнийсодержащего вещества, порошок алюминия и добавку, согласно изобретению содержит в качестве порошка кремнийсодержащего вещества порошок кремния, в качестве добавки сварочный флюс и дополнительно порошок оксида железа при следующем соотношении компонентов, мас.
порошок кремния 1-15
порошок алюминия 10-20
сварочный флюс 3-19
порошок оксида железа 60-70
Сущность изобретения заключается в следующем.
Предлагаемую смесь из металлов-восстановителей (кремния и алюминия) и оксида металла (оксид железа), получают из порошковых материалов простым смешиванием со сварочным флюсом, измельченным совместно с кремнием до крупности менее 0,08 мм.
Воздушно-сухую смесь наносят на нагретый до температуры 900oC шамотный или динасовый огнеупор, затем проводят инициирование процессов СВС и спекание смеси с получением керамической связки.
Применение двух металлов-восстановителей приводит к тому, что для реакций синтеза во всех случаях с позиций термодинамии первоначально происходит алюминотермия оксидов железа:
Fe2O3+2Al= 2Fe+Al2O3 (1)
либо:
3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3 (II)
Если же в избытке остается Al, идет реакция:
3SiO2+4Al=3Si+2Al2O3 (III)
При избытке Fe2O3 идет его восстановление кремнием:
2Fe2O3+3Si=4Fe+3SiO2 (IV)
При содержании кремния в смеси менее 1% преимущественное развитие получают реакции I, II и III, т.е. из-за незначительного количества кремния, т.е. почти в чистом виде происходит "алюминотермия".
При количестве кремния в смеси, превышающем 15% эффективное его использование возможно лишь при избытке оксидов железа. В случае стехиометрических отношений реагентов и заявляемых пределов повышение содержания кремния > 15% неэффективно.
При содержании алюминия в смеси более 20% в силу вступает реакция (III) и термичность смеси превышает оптимальный уровень, равный 2800-3200 кДж/кг, обеспечивающий хорошую огнеупорность и низкую пористость керамической связки.
При содержании алюминия в смеси менее 10% синтез новых веществ происходит по реакции (IV), а оптимальный уровень термичности обеспечивается суммарным тепловыделением от окисления как алюминия, так и кремния. Недостаток алюминия при совместном использовании двух металлов-восстановителей резко ухудшает тепловыделение, т. к. при горении кремния тепла выделяется значительно меньше, что приводит к снижению огнеупорности керамической связки, образующейся в ходе реакций СВС.
При избытке оксида железа Fe2O3 в составе смеси (свыше 70%) происходит очень бурное алюминотермическое восстановление по реакции (I). Керамическая связка при этом имеет высокую пористость, которая резко понижает ее прочность.
С уменьшением содержания оксида железа Fe2O3 в смеси менее 60% соответственно возрастает доля сварочного флюса, в результате чего получают развитие реакции разложения содержащихся в сварочном флюсе силикатов марганца:

Поскольку это разложение сопровождается дополнительным расходом тепла, у смеси такого состава снижается термичность для процессов СВС и огнеупорность полученного продукта.
При содержании в смеси для наплавки сварочного флюса в количестве более 19% также, как и в предыдущем случае, возрастает роль реакции (V), что приводит к затратам тепла на разложение силикатов при соответствующем снижении термичности смеси и огнеупорности полученного в ходе реакций СВС продукта.
Использование в составе смеси сварочного флюса в количестве менее 3% нецелесообразно, поскольку образующейся в ходе реакции СВС жидкости очень мало, из-за того, что эти реакции идут, в основном, в твердой фазе и возникающая термическая связка не обладает достаточной жидкоподвижностью. Это затрудняет горячий ремонт при заделке дефектов пода коксовой печи.
Новый технический результат заявляемой смеси состоит в том, что при совместном измельчении сварочного флюса, содержащего плавень CaF2 и металлического кремния до крупности 0,08 мм, и последующем перемешивании с термитной составляющей, включающей оксид железа Fe2O3 и алюминий, а также совместном участии алюминия и кремния в присутствии сварочного флюса в реакциях СВС с оксидом железа Fe2O3, образуется материал керамической связки, обладающий высокой огнеупорностью и низкой пористостью.
При совместном окислении металлического кремния и алюминия наиболее легко окисляется алюминий, кроме того, стабильность его оксида выше. Из-за отсутствия плотной оксидной пленки на оксиде кремния, который в большом количестве содержится в сварочном флюсе, при наличии газообразных оксидов увеличивается скорость окисления частиц металлического кремния, что способствует образованию керамической связки муллитового типа в ходе реакций СВС.
Смесь для наплавки и сваривания шамота и динаса получали следующим образом.
Смесь, состоящую из следующих компонентов, мас.
порошок оксида железа 70
порошок алюминия 15
порошок кремния 10
сварочный флюс 5
влажностью 2,3% и термичностью 3253 кДж/кг помещали в пустую разогретую до температуры 900oC камеру коксования на под камеры.
После разогрева смеси до указанной температуры за счет физического тепла камеры коксования самопроизвольно происходило инициирование процессов СВС и спекания смеси с образованием керамической связки. Связка, растекаясь по горизонтальной поверхности пода камеры, заполняет дефекты пода, образуя гладкую поверхность.
Ниже приведен расчетный состав керамической связки, полученной в ходе реакций СВС для данного примера реализации,
оксид кремния 40,3
оксид алюминия 59,7
Огнеупорность составляет 1710oC, пористость 14%
Результаты испытаний предлагаемых смесей для наплавки и сваривания шамота и динаса при оптимальных, граничных параметрах отличительных признаков формулы изобретения приведены в таблице.
Из таблицы видно, что в приведенных примерах термичность процессов СВС для предлагаемых смесей составляла 2655-3286 кДж/кг, влажность 2,0-2,5% Огнеупорность керамической связки, образующейся в ходе реакций СВС составляла 1450-1730oC, а пористость 14-24%
Предлагаемая смесь для наплавки шамота и динаса промышленно применима, что подтверждается актом испытаний.
Формула изобретения: Смесь для наплавки и сваривания шамота и динаса, включающая порошок кремнийсодержащего вещества, порошок алюминия и добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве порошка кремнийсодержащего вещества порошок кремния, в качестве добавки сварочный флюс и дополнительно порошок оксида железа при следующем соотношении компонентов, мас.
Порошок кремния 1 15
Порошок алюминия 10 20
Сварочный флюс 3 19
Порошок оксида железа 60 70и