5 съезд Литейщиков России – 2001 г. Москва
УДК 621.047:742.5

И.М.Магидсон, С.В.Гуржий (ЗАО «Урал ВИМ, г.Челябинск),

              С.А.Никифоров (Южно-Уральский гос.университет)

ОГНЕУПОРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКО-КРЕМНЕЗЕМНОГО ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО

ДЛЯ ФУТЕРОВОК ПЛАВИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ, РАЗЛИВОЧНЫХ КОВШЕЙ И ОБМАЗОК СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

         Разработаны составы огнеупорных  композиций на основе высоко-кремнеземного жидкого стекла, получаемого из сухого высокоактивного порошкообразного концентрата, изготовляемого по патенту Челябинской фирмы   ЗАО «Урал ВИМ».

          Для наварных футеровок  кислых дуговых и мартеновских плавильных печей используются огнеупорные композиции на основе калиевого или калий натриевого высоко-кремнеземного жидкого стекла, получаемого из соответствующего сухого концентрата.

          В качестве огнеупорного наполнителя применяются кварцевый песок или молотый кварцит из месторождений Уральского региона.

           Огнеупорная композиция для футеровок плавильных печей приготавливается в лопаточных смесителях непрерывного действия, например  модели С-946, или в любых других смесителях.  Жидкое стекло используется с плотностью 1180-1220 кг/м3 и модулем 4,5-5 ед. Готовая смесь с влажностью 2,8-3,2 % забрасывается пескометной машиной или вручную лопатой в печь на откосы и подину сразу после выпуска плавки. При этом смесь хорошо пристает  к основной нагретой футеровке, но не течет и  легко разравнивается, при необходимости, скребком  по поверхности футеровки. Особенность огнеупорной футеровочной композиции на основе высоко-кремнеземного жидкого стекла состоит в том, что она, имея более высокую огнеупорность по сравнению с заправочными смесями на обычном жидком стекле, исключает подрыв подины даже при сильном перегреве металла в процессе плавки. При этом снижается стоимость заправочных материалов и их удельный расход.

               Для футеровки разливочных, особенно крупнотонажных   ковшей  применяется  жидкотекучая самотвердеющая смесь на основе высоко-кремнеземного жидкого стекла. Самозатвердевание  смеси обеспечивается добавкой в нее порошкообразного отвердителя в виде саморассыпающегося шлака феррохромового производства, который на 80% состоит из двух -кальциевого силиката.

                  Смесь готовят в лопаточном смесителе непрерывного действия, оснащенном тремя дозаторами: молотого кварцита, жидкого стекла и феррохромового шлака. Готовая смесь непрерывным потоком заливается в зазор между кирпичной кладкой ковша и конусообразной моделью опустошения. После полного заполнения зазора смесью делается выдержка времени около 40-50 минут и модель из ковша удаляется. Затем футеровка высушивается газовой горелкой до достижения ею температуры около 700- 750⁰С и готовый ковш  используется по назначению.

                   При использовании для приготовления жидкой самотвердеющей футеровочной огнеупорной массы высоко-кремнеземного жидкостекольного связующего удалось ускорить затвердевание футеровки даже в зимнее время, когда из-за пониженной температуры в цехе смесь на обычном жидком стекле зачастую не твердела и при извлечении модели опустошения разрушалась. Отмечено значительное, до 35-40% увеличение стойкости футеровки ковшей, что позволяет снизить себестоимость жидкого металла и сократить расход исходных футеровочных материалов.

                      Разработан также состав огнеупорной композиции на основе калиевого и калий натриевого жидкого стекла для обмазки сварочных электродов.  К огнеупорной композиции для сварочных электродов предъявляются ряд специфических требований: пластичность, четкое формообразование в экструзивных  устройствах, высокая скорость высыхания покрытия на воздухе, высокие прочностные и защитные противоокислительные свойства, легкая отделяемость покрытия от сварочного шва по завершению процесса сварки, хорошая чистота повержности сварочного шва.

                  В значительной мере указанные свойства покрытий зависят от типа и свойств  применяемого жидкостекольного связующего.  Применение натриевого жидкого стекла часто приводит к значительному снижению огнеупорности  покрытия и повышенной его адгезии  к поверхности сварочного шва. Опыт работы показывает, что наиболее оптимальные свойства покрытий получаются при использовании калиевого жидкого стекла. Однако стоимость  калиевого жидкого стекла значительно превышает стоимость натриевого жидкостекольного связующего и выпуск его в промышленности ограничен.

                   На Челябинской фирме ЗАО «Урал ВИМ» разработана технология приготовления огнеупорных композиций с использованием калиевого и калий натриевого жидкостекольного связующего, получаемого из соответствующего сухого  концентрата. Применение сухого концентрата для приготовления жидкостекольного связующего позволяет значительно повысить его силикатный модуль до 5 –8 ед., что существенно улучшает свойства покрытий  и качество сварочного шва.  Высоко-кремнеземное жидкостекольное связующее, приготовленное из сухого концентрата, имеет более высокую живучесть, хорошо сочетается с применяемыми огнеупорными материалами и технологическими добавками. При этом отпадает необходимость приобретения дорогостоящей калиевой силкат-глыбы.

                Сухой концентрат расфасовывается и поставляется в полиэтиленовых мешках и может длительно храниться без изменения исходных свойств. Сухой концентрат удобен для быстрого порционного приготовления жидкого стекла в любых условиях температуры и влажности  без использования автоклавов и обогреваемых механических мешалок.