192636. lajstromszámú szabadalom • Dugaszoló massza nagyolvasztók csapónyílásához

1

2

192 636

A találmány eljárás dugaszolómasszák előállítására nagy toroknyomású nagyolvasztók csapolónyílásához.

A nagyolvasztók csapolónyílásának elzárására dugaszolómasszákat alkalmaznak, amelyeket a mintegy 5 80 mm átmérőjű és 1,5—2—3 m hosszú nyílásba dugaszológép présel be. A masszának a tökéletes térkitöltés miatt könnyen préselhetőnek, képlékenynek kell lennie, és gyorsan kell „megkötnie”, megszilárdulnia repedés és hézagmentesen, hogy a nagyolvasztó fene- 10 kén elhelyezkedő forró fém ki ne ömöljék. Ismeretes a hagyományos kis toroknyomással dolgozó nagyolvasztók esetében számos dugaszolómassza összetétel, amelynek az a közös tulajdonsága, hogy anyagot és vizet tartalmaz, ami biztosítja a jól homogenizálhatósá- 15 got és képlékenységet, kiégés után pedig a tűzállóságot. A dugaszolómasszáknak nemcsak az a feladatuk, hogy a csapolónyílást a csapolások közötti időszakban gyorsan és tökéletesen elzárják, hanem az is, hogy a felesleges massza anyaga a nyílás körüli falazatanya- 20 got egy fészek képződésével megvédje a forró fém áramlása által okozott eróziós falazatkárosodástól. A dugaszolómassza víztartalma a bepréseléskor érintkezik az izzó vasolvadékkal, ami közismerten vízbontó hatású és hidrogéngáz keletkezik és ég el. 25

A nagyolvasztók intenzitásának növelése az egész világon tért hódít, ami megváltoztatja az üzemelés körülményeit: nő a nyersvas és salak kifolyási sebessége a megnövekedett toroknyomás miatt. A nagy toroknyomású nagyolvasztókban vizes-agyagos, sőt, kát- 30 rányt tartalmazó savas, de szintén víztartalmú dugaszoló masszák nem alkalmazhatók, mert a vízből keletkező hidrogéngáz kilövelések biztos balesethez vezetnek, és a massza szilárdsága sem elegendő még szerencsés kiégés esetében sem. A keletkező vízgőz a fen- 35 tiekcn túl az olvasztótér falát is oxidálja.

Ismeretes, hogy az intenzifikált, nagy toroknyomással működő nagyolvasztók csapoló nyílásának dugaszolására olyan masszákat alkalmaznak, melyekben a hő hatására legkésőbb, de már készítésekor is fő- 40 ként sziliciumkarbid a kötőanyag, így kémiai-kerámikus vegyes kötés jön létre. Ilyen anyag pl. a Didier- Werke cég 2903 941 NSZK Íj. sz. szabadalmi leírása szerint Carsit néven forgalomba hozott terméke, amely igen nemes egyéb alkotókat is tartalmaz: 45 timföldet, jelentős krómoxid tartalma is. Egy másik ismert, DÓRIT SR elnevezésű massza, melyet a Dörentrup, NSZK-beli cég állít elő, szintén sziliciumkarbid alapú, és emellett sok bauxitot és titándioxidot tartalmaz. Mindkét termék a plaszticitást gondos 50 szemcseméret megválasztással és kötőanyaggal éri el, ami azután szénné ég ki.

Ezek az anyagok lehetővé teszik ugyan a nagyolvasztók intenzifikálását, de elég költségesek, másfelől pedig kifúrásuk a csapolás megkezdése előtt jelen- 55 tős műszaki feladat, a fúrófej gyakori cseréjét teszi szükségessé.

Mivel a sziliciumkarbid igen költséges anyag, továbbá alkalmazása a csapolónyílás kifúrásakor komoly hátránnyal jár, mert a fúróberendezést a ke- 50 mény kiégett massza tönkreteszi, más alkalmas összetételeket kerestek.

A 2219. 407. Íj. sz. NSZK-szabadalom leírása olyan dugaszolómasszát ismertet, amelynek 12—18% a kötőanyag tartalma, melyet 4—12% agyag kötése is 65

Kiegészít, míg tűzálló anyag 60—80% a keverékben, amely magnezitből, égetett dolomitból, sziliciumkarbid-sziliciumdioxid elegyből és timföldkovasav elegyből választható. A kötőanyag szénvázzá kiégő szurok és őrölt lágy szén. Fontos az agyag szerepe, amely a kátrány-szurok kötőanyagot tartja emulzióban, így nem lép fel elválás esetleges hosszú tárolás alatt sem.

Egyszerű és feltehetően olcsó összetételt írnak le a Stahl und Eisen szaklap 1966. évi 1141—1146. oldalain. Ennek tűzálló komponense egy ragasztóhomok, ami a természetben is található, 10% finomszenet és 20% kátrány terméket tartalmaz. A Neue Hütte 1967. évben az 595-597. oldalain olyan dugaszolómasszát ismertet, amely 45% nyers kaolint, 35% igen praktikus kötőanyagot leírt formájában és 20% szénhordozót tartalmaz.

Ezek a masszák azonban nagy nyomás mellett nem védik meg a kiszolgáló személyzetet, annak ellenére, hogy lényegében vízmentesek, a hidrogén okozta hátrányokkal nem rendelkeznek.

Az USA 4. 339. 982 Íj. sz. szabadalom leírása továbblép a fenti úton, és kötőanyaga szénkátrány, tűzálló anyag a töltete és polimerizálódás céljából nehéz aromás petróleumot tartalmaz. A két szerves szénhidrogén feladata természetesen a plasztifikálás is.

A találmány célkitűzése olyan dugaszolómassza előállítása, amely vízmentes, képlékeny, így kis erővel biztosan dugaszol a csapolónyílás teljes, adott esetben 3 m-es hosszában is, keményedése gyors legyen, de megkeményedése után is rendelkezzék gázáteresztő képességgel, hogy a massza illékony komponensei eltávozhassanak, jó legyen a kopás- és korrózióállósága, ne zsugorodjék az égetésnél, végül a dugaszolt csapolónyílás könnyen nyitható legyen füstképződés és robbanás nélkül.

A fenti összes követelmény teljesítése biztosítja a nyugodt csapolást, a főcsatorna hosszú élettartamát és a balesetmentes üzemelést.

Azt találtuk, hogy a dugaszolómasszát úgy kell előállítani, hogy abból a kiégetés után zsugorodásmentes, sőt enyhén duzzadó tűzálló anyagként legalább 50%ban mullit és 12—17%-ban krisztobalit képződjék üvegfázisba ágyazva és szénváz szerkezetben.

A mullit kialakulását részben a komponensek gondos megválasztásával, részben a megfelelő szemcseméretek homogenizálásával segítjük elő.

A tűzálló anyag kiégése egy szénváz közbeiktatásával történik, és a szénváz hőhatásra bomló, illetőleg stabil, nem bomló komponenseket egyaránt tartalmaz.

Azt találtuk továbbá, hogy a mullit kialakulásának részben már a dugaszolómassza készítése előtt kell megtörténnie, hogy a massza készítése, tárolása és bepréselése közben kristályszerkezet változás, sem zsugorodás, sem dermedés ne lépjen fel, ez idő alatt csak a képlékenyítő agyag és a hőre bomló szénhordozó átalakulása megy végbe nem véglegesen rögződött, gázáteresztő szerkezetben, és végül az üzemelés 1500 C feletti hőmérsékleten alakul ki az enyhén duzzadt mullitos és szénvázas szerkezet némi üvegfázisba ágyazva.

A találmány szerinti dugaszolómasszát úgy állítjuk, elő, hogy 50-60s%, 0—2,5 mm szemcsenagyságú mullitot és mullittá alakuló tűzálló anyagot 10 -20s.% hőre nem bomló, 0—3 mm szemcsenagyságú szénhor2