огнеупорная насадка для газовой вагранки

Формула изобретения

1. Огнеупорная насадка для газовой вагранки, содержащая огнеупорный и углеродосодержащий материалы, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного материала используют бой высокоглиноземистых огнеупоров, а в качестве углеродосодержащего материала используют кокс или древесный уголь, пропитанный высокоогнеупорным бетоном с борной кислотой, при следующем соотношении, вес. %:

Бой высокоглиноземистых огнеупоров - 40 - 60

Кокс или древесный уголь, пропитанный высокоогнеупорным бетоном с борной кислотой - 40 - 60

2. Огнеупорная насадка по п.1, отличающаяся тем, что высокогнеупорный бетон содержит 2 - 4% борной кислоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, точнее к разновидностям насадок, применяемых в газовых вагранках для плавки и науглероживания чугуна.

Известна огнеупорная насадка по авт.св. СССР N 1439131, C 21 C 7/00, F 27 B 3/18, 1988. Эта насадка состоит из смеси кокса, электродного боя и серебристого графита.

Недостатком известной насадки является ее недостаточная стойкость, так как графит вымывается, а кокс не только не способствует улучшению качества чугуна, а, напротив, за счет наличия в нем серы - ухудшает.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому техническому результату является огнеупорная насадка, содержащая 20-25% порошкообразного графита, 4-5% чугунной стружки и углеродсодержащий материал (см. авт.св. СССР N 472977, C 21 C 1/08, 1975).

Введение в состав насадки порошкообразного графита и чугунной стружки обусловлено приданием насадке равномерной электропроводности в начальный период ее разогрева, в стационарном же режиме работы стружка расплавляется, а графит вымывается проходящей через насадку струей металла, поэтому остается лишь "каркас" насадки, выполняющий роль карбюризатора и способствующего только повышению содержания углерода в чугуне, не влияя на его свойства.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении высокой стойкости насадки в высокотемпературных условиях.

Технический результат достигается тем, что огнеупорная насадка для газовой вагранки, включающая бой огнеупоров и углеродсодержащий материал (кокс или древесный уголь) пропитан высокоогнеупорным бетоном, перемешанным с 2-4% борной кислоты при следующем соотношении компонентов (мас.%): бой высокоглиноземистых огнеупоров 40-60, кокс или древесный уголь, пропитанный высокоогнеупорным бетоном с 2-4% борной кислоты, 40-60.

Введение в состав огнеупорной насадки углеродсодержащего материала (кокс или древесный уголь), пропитанного высокоогнеупорным бетоном в смеси с борной кислотой, повышает его стойкость и как горючего материала, и как огнеупорного, сокращая его расход и повышая экономичность процесса.

Борная кислота в данном случае выполняет роль связующего и снижение ее расхода ниже 2% не обеспечивает необходимой прочности бетона, а превышение выше верхнего предела практически и экономически нецелесообразно.

Пределы содержания углеродсодержащего и высокоглиноземистого материалов обусловлены из соображения обеспечения длительности работы насадки без ее пополнения.

Снижение и превышение граничных пределов влияет на количество в насадке углерода, являющегося важным компонентом насадки, позволяющим регулировать количество углерода в чугуне и достичь поставленной цели.

Составы предлагаемой насадки приведены в табл. 1, а их влияние на свойства полученного чугуна в табл. 2.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемая наседка обладает значительными преимуществами по сравнению с известной, что объясняется как более высокой стойкостью в окислительной атмосфере специально обработанного огнеупорного материала, так и более высокой температурой расплава чугуна.

Проведенный металлографический анализ обработанного чугуна показал, что матрица чугуна перлитная с незначительными включениями феррита. В результате обработки содержание углерода и кремния в чугуне возрастает, однако графитовые включения в обработанном чугуне мельче и компактнее. Балл графита изменяется от Гф2 до Гф4, Гф5, а дисперсность перлита возрастает с Пд1,4 до Пд1,0, что, по-видимому, обусловлено тем, что при высокотемпературной обработке чугуна происходит дезактивация потенциальных зародышей, во-первых, в результате их растворения, а во-вторых, в результате всплывания их из расплава при уменьшении его вязкости. Это повышает устойчивость жидкого расплава к переохлаждению, поэтому процесс выделения графита из жидкого расплава начинается позднее, при более глубоком переохлаждении, что и приводит к самопроизвольному образованию большого числа равномерно распределенных центров графитизации, а образующиеся графитовые включения получаются более мелкими. Все эти изменения в химическом составе и структуре чугуна в результате обработки в насадке предлагаемого состава приводят, с одной стороны, к некоторому снижению микротвердости НВ за счет увеличения количества графита, с другой стороны, к увеличению микротвердости перлита за счет повышения его дисперсности. В целом прочностные свойства после обработки возрастают, на что оказывает влияние также сокращение в чугуне неметаллических включений и газов.

Таким образом, применение предлагаемой огнеупорной насадки для газовой вагранки по сравнению с известной обеспечивает достижение поставленной цели за счет высокотемпературной обработки его расплава и влияния на графитообразование и структуру чугуна.

Внедрение предлагаемой насадки даст существенный экономический эффект за счет достижения высокой стойкости насадки в высокотемпературных условиях.