Изобретение относится к области металлургии, к огнеупорным футеровкам плавильных печей и способам их изготовления.

Известен способ монтажа плавильной печи, включающий выкладывание облицовки кожуха и кирпичной кладки, заполнение зазора между ними огнеупорной засыпкой и сушку с подводом тепла в зазор между облицовкой и кладкой, сушку облицовки и кладки осуществляют перед заполнением зазора огнеупорной засыпкой, которую предварительно высушивают (SU 1092348 А, опубликовано 15.05. 1984, бюл. № 18)

Недостатком данного способа является вымывание кладочного раствора в районе колебания уровня расплава и разрушение футеровки.

Известен способ изготовления огнеупорной футеровки плавильной печи, включающий послойную кладку, заполнение зазоров между слоями теплоизоляционной засыпки, сушку кладки, приготовление суспензии из а-окиси алюминия, нанесение ее на огневую поверхность с последующей сушкой и совместный обжиг кладки и полученного покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы футеровки за счет увеличения термостойкости покрытия, при приготовлении суспензии в нее вводят азотнокислый алюминий, суспензию для нанесения первых слоев покрытия аэрируют и используют для ее приготовления а -окись алюминия в виде конгломератов, а суспензию для нанесения лицевого слоя вакуумируют и используют для ее приготовления а -окись алюминия с размером частиц менее 2 мкм, при обжиге нагрев футеровки до 500-600° С осуществляют со скоростью 50- 60 С/ч, дальнейший нагрев до 1 100-1200° С- со скоростью 100-500 С/ч и выдерживают при этой температуре в течение 2-3 суток (SU 1015223, опубликовано 30.04.1983, бюл. № 16) Недостатком способа является разрушение футеровки вследствие воздействия резких перепадов температур расплава.

Наиболее близким является способ футеровки плавильной печи, включающий выполнение кладки из огнеупорного кирпича, нанесение многослойного покрытия на основе оксида алюминия с переменной пористостью по толщине и защитного слоя в зоне настылеобразования, сушку и обжиг, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости при сохранении эксплуатационных характеристик, для нанесения защитного слоя используют суспензию, содержащую оксид цинка, при следующем соотношении компонентов, об.%: оксид цинка 21-25, связующее 9-15, вода 60-70, нанесение защитного слоя осуществляют с получением толщины слоя после обжига 0,3- 0,5 мм, в качестве связующего используют вещество, выбранное из группы, содержащей жидкое стекло, соли алюминия и цинка, гидроксиды алюминия и цинка (SU 1580132, опубликовано 23.07.1990, бюл. № 27)

Недостатком способа является наличие примесей, негативно влияющих на дальнейший процесс переработки получаемого расплава.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении срока службы футеровки печи, исключение примесей, переходящих в расплав при его переработке.

Технический результат заключается в уменьшении количества швов и повышении прочности кладки в зоне, подверженной наибольшему воздействию расплава, исключении примесей, переходящих в расплав.

Технический результат достигается тем, что способ футеровки плавильной печи, включающий выполнение кладки из огнеупорного кирпича, и создание защитного слоя в зоне, подверженной наибольшему воздействию расплава, отличаюгцийся тем, что, для создания защитного слоя используют песок кварцевый (SiO2), порошок периклазовый (MgO), калий кремнефтористый (K2S1F6), глинозем (А12ОЗ), при следующем соотношении компонентов, об.%: песок кварцевый 30-35, порошок периклазовый - 25-30, калий кремнефтористый - 20-25, глинозем - 8-10, путем их смешения, полученную шихту плавят в электродуговой печи в три этапа, за 5 минут до окончания литья в печь вводят легирующую добавку - карбид бора с массовой долей от 0,025 % до 0,03 % от массы плавки, затем заливают литейные формы расплавом при температуре от 1380°С до 1480°С, охлаждают до температуры не менее 700°С, выдерживают от 2 до 5 минут и проводят термическую обработку в обжиговой печи при температуре 900°С не менее двух часов, охлажденные отливки, имеющие толщину как у огнеупорных кирпичей, а поверхность большую в 3 раза?, извлекают из термической печи, и укладывают в зоне плавильной печи, подверженной наибольшему воздействию расплава, ниже и выше этой зоны осуществляют кладку огнеупорными кирпичами, кладку огнеупорного кирпича и отливок осуществляют на слой огнеупорного бетона.

Способ изготовления футеровки плавильной печи осуществляют следующим образом:

Получают защитные отливки, для чего из расходных бункеров, через шлюзовые питатели в смеситель подают компоненты, в пропорциях об.%: песок кварцевый (SiO2) - 30-35, порошок периклазовый (MgO) - 25-30, калий кремнефтористый (K2SiF6) - 20-25, глинозем (А12ОЗ) - 8-10, затем полученную шихту плавят в электродуговой печи в три этапа, за 5 минут до окончания литья в печь вводят легирующую добавку - карбид бора с массовой долей от 0,025 % до 0,03 % от массы плавки, затем заливают литейные формы расплавом при температуре от 1380 ^(! С до 1480 °C, после выдержки в течение от 1 до 2 минут, для дегазации расплава в ковше.

Расплав выдерживают в течение от 2 минут до 5 минут, в зависимости от конфигурации и массы отливки, для формирования отливок и кристаллизации расплава, до снижения температуры расплава в формах ниже температуры его кристаллизации (но не менее 700 °C), после выдержки, литейную форму раскрывают, охлажденные отливки извлекают и помещают в предварительно нагретую металлическую корзину, корзину доставляют к обжиговой печи для термической обработки изделий, для снятия внутреннего напряжения изделий, выдержку в печи производят при температуре 900 °C не менее двух часов, затем печь отключают и охлаждают, вместе с отливками, не менее 24 часов, охлажденные изделия извлекают из термической печи, удаляют заливы, заусеницы и укладывают в зоне плавильной печи, подверженной наибольшему воздействию расплава, ниже и выше этой зоны осуществляют кладку огнеупорными кирпичами, кладку огнеупорного кирпича и отливок осуществляют на слой огнеупорного бетона, перед этим кожух плавильной печи изнутри обклеивают диабазовой плиткой на раствор, состоящий из жидкого натриевого стекла с добавлением кремнефтористого натрия.

Пример выполнения способа по прототипу:

Футеровку выкладывали из шамотного кирпича, на ее рабочую поверхность наносили покрытие из смеси гамма и альфа-оксидов алюминия Толщина покрытия 3 мм. Для нанесения этого слоя покрытия использовали порошок альфа -оксида алюминия и нитрат алюминия, растворенный в воде.

Для нанесения первых слоев использовали порошки альфа -оксида алюминия дисперсностью 40 мкм, а суспензию аэрировали, лицевой слой наносили с использованием порошка альфа-оксида алюминия с размером частиц меньше 2 мкм, а суспензию вакуумировали. После нанесения этого слоя покрытия проводили сушку при 150°С, а затем дополнительно в ванне печи, т.е. в зоне контакта футеровки с расплавом металла и шлаками, наносили возобновляемый слой покрытия из суспензии, содержащей, об.%: оксид цинка - 21,0, нитрат алюминия - 15,0, вода ~ 64,0

Связующее брали жидкое стекло. После нанесения покрытия (толщиной 0,5 мм) его сушили в течение 4 ч, а затем подвергали обжигу газовыми горелками или электронагревом, нагревая до 600° С со скоростью 60°С/ч и до 1200°С/ч со скоростью 500°С/ч и выдерживали при этой температуре 1 сутки

В результате получили футеровку, содержащую кладку из шамотного кирпича, покрытие толщиной 3 мм, состоящее из 20 об,% гамма-оксида алюминия и 80 об.% альфа-оксида алюминия. Пористость покрытия убывала от 60% в переходном слое до 0,1 -5,0% на поверхности,

В зоне, подверженной наибольшему воздействию расплава, получен дополнительный слой, содержащий оксид цинка толщиной 0,5 мм.

При работе печи на футеровке образуются настыли, которые при достижении значительной их толщины удаляли вместе со слоем оксида цинка. На место удаленного покрытия наносили новый.

По истечении одного года стали появляться примеси в расплаве.

При ер выполнения способа по заявляемому изобретению

Получали защитные отливки, толщиной равной толщине шамотных кирпичей и в 3 раза больше по длине, для чего из расходных бункеров, через шлюзовые питатели в смеситель подавали компоненты, в пропорциях об.%: песок кварцевый (SiO2) -33, порошок периклазовый (MgO) - 27, калий кремнефтористый (K2S1F6) - 24, глинозем (А12ОЗ) - 9, в расчете на одну дозу шихты, затем полученную шихту плавили в электродуговой печи в три этапа, за 5 минут до окончания литья в печь вводили легирующую добавку - карбид бора с массовой долей от 0,025 % до 0,03 % от массы плавки, затем заливали литейные формы расплавом при температуре от 1380 °C до 1480 °C, после выдержки в течение от 1 до 2 минут, для дегазации расплава в ковше.

Расплав выдерживали в течение 5 минут, в зависимости от конфигурации и массы отливки, и кристаллизации расплава, до снижения температуры расплава в формах ниже температуры его кристаллизации (но не менее 700 °C), после выдержки, литейную форму раскрывали, охлажденные отливки извлекали и помещали в предварительно нагретую металлическую корзину, корзину доставляли к обжиговой печи для термической обработки изделий, для снятия внутреннего напряжения изделий, выдержку в печи производили при температуре 900 °C не менее двух часов, затем печь отключали и охлаждали, вместе с отливками, не менее 24 часов, охлажденные изделия извлекали из термической печи, удаляли заливы, заусеницы, отливки получали плотностью 2, 7-2, 8 г/см ³ , механической прочностью при сжатии 400 -700 кг/см ³ , ’ величиной кристаллов не более 5 мм, затем укладывали в зоне плавильной печи, подверженной наибольшему воздействию расплава, ниже и выше этой зоны осуществляют кладку шамотными кирпичами, кладку шамотного кирпича и отливок осуществляли на слой огнеупорного бетона, перед этим кожух плавильной печи изнутри обклеивали диабазовой плиткой на раствор, состоящий из жидкого натриевого стекла с добавлением кремнефтористого натрия.

Полученная футеровка исключает попадание примесей алюминия и цинка в расплав, настылеобразования на поверхности печи в зоне, подверженной наибольшему воздействию расплава, обладает высокой прочностью также и за счет сокращения соединительных швов в связи с использованием более длинных, чем огнеупорные кирпичи, отливок.