CHOOSING CLAY BINDING OF REFRACTORY MIXTURE FOR POURING LADLE LINING

PURPOSE. The main component of fire-resistant bricks is clay. In particular, fire-resistant bricks are used for lining of pouring ladles and smelting furnaces. A technological indicator of clay suspension is viscosity. The paper studies the influence of concentration of various Kazakhstan deposits clays on suspension viscosity. METHODS. The experiments on viscosity determination were carried out using the SV-1A Viscometer. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. Clay in refractory mix is present as a binding agent, therefore, it should be evenly distributed throughout the whole volume of the mix. At the same time, viscosity has a strong effect on coating adhesion and cohesion that finally affects the efficiency and durability of the coating. In broad terms the shape and size of clay particles as well as the quality of the present liquid affect the viscosity. The diagrams of viscosity variation have shown that the suspension with the clay from the Beloe Glinishche field has the smallest viscosity, the greatest viscosity has the suspension with the clay from the Darat field. It has been determined that the clay particles of the Beloe Glinishche field have a cylindrical form, the clay particles of the Darat field are granular, whereas the clay particles of the Fedorovskoe field are flake-like. The clay from the Beloe Glinishche field in combination with the finely ground fire-clay in the proportion of 60:25 is considered to be the most useful for binding. This contributes to the production of fire-resistant bricks with the optimum evenly distributed sealed porosity (10-15%) that raises the service life of a fire-resistant composition. CONCLUSIONS. The conducted studies have shown that the greatest viscosity has the suspension based on Beloe Glinishche clay when the proportion of clay to chamotte is 50:35. The suspensions based on Beloe Glinishche clay and Fedorovskoe field clay feature similar viscosity when the proportion is 60:25. The tests of the proposed refractory mix carried out when pouring steel in the foundry shop of the Factory named after Parkhomenko LLP (Karaganda) have shown the increase in the service life of lining by 20% as compared with the composition based on the bentonite clay used earlier.

pouring ladle, lining materials, viscosity, density, suspension, solvent

1. Темлянцев М.В., Запольская Е.М., Стерлигов В.В., Темлянцева Е.Н., Дегтярь В.А. Повышение энерготехнологической эффективности стендов высокотемпературного разогрева футеровок металлургических ковшей // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2014. № 33. С. 38-44.

2. Фрейн М., Кендрик Р., Хопс В. Эффективная футеровка ковшей INSURAL ATL для алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2015. № 9. С. 21-23.

3. Karja J., Nevala H., Oy R. Modern steel ladle lining and wear monitoring practise in Raahe Steel // 5th Unified International Technical Conference on Refractories - a Worldwide Technology (Unitecr 97): Radisson hotel, New Orleans. 1997. Vol. 1-3. No. 4-7. P. 131-133.

4. Гладких И.В. Использование промышленных отходов для изготовления футеровки ковшей в литейном производстве машиностроительных заводов // Заготовительные производства в машиностроении. 2018. Т. 16. № 3. С. 106-109.

5. Hou Chang-Yu; Feng L.; Seleznev N. Low frequency complex dielectric (conductivity) response of dilute clay suspensions: Modeling and experiments // Journal of colloid and interface science. 2018. № 9. Vol. 525. P. 62-75.

6. Лесив Е.М., Безруких А.И., Беляев С.В., Юрьев П.О., Рассказова Е.В. Изменение прочности песчано-глинистых смесей от концентрации водно-глинистой суспензии и количества мусковита в ее составе // Литейное производство. 2016. № 6. С. 8-12.

7. Антошкина Е.Г., Смолко В.А. Влияние ультразвуковой обработки на вязкость водно-глинистых суспензий для песчано-глинистых смесей // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Металлургия. 2017. Т. 17. № 2. С. 34-40.

8. Пастухов, А. Г., Минасян А.Г., Шарая О.А. Оценка напряженно-деформированного состояния сегмента прессвалкового измельчителя // Технология машиностроения. 2016. № 3. С. 43-46.

9. Ганин Д.Р., Дружков В.Г., Панычев А.А., Шаповалов А.Н. Пути использования местных минеральных ресурсов в агломерационном производстве АО «Уральская сталь» // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2017. Т. 15. № 1. С. 20-26.

10. Abrougui M.M.; Bonhome-Espinosa A.B.; Bahri D. Rheological Properties of Clay Suspensions Treated by Hydrocyclone Process // Journal of nanofluids. 2018. No. 4. Vol. 7. Р. 256-268.

11. Verma A., Chauhan G., Ojha K. Synergistic effects of polymer and bentonite clay on rheology and thermal stability of foam fluid developed for hydraulic fracturing. Asia-Pacific journal of chemical engineering. 2017. No. 4. Vol. 12. Р. 872-883.

12. Kameda J., Morisaki T. Sensitivity of Clay Suspension Rheological Properties to pH, Temperature, Salinity, and Smectite-Quartz Ratio. Geophysical research letters. 2017. No. 10. Vol. 44. Р. 9615-9621.

13. Цветкова Е.В. Влияние температурного воздействия на вязкость водно-глинистых суспензий // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всерос. науч.-метод. конф. (г. Оренбург, 31 января - 2 февраля 2018 г.). Оренбург, 2018. С. 2626-2630.

14. Исагулов А.З., Куликов В.Ю. Вывод уравнения прессования песчано-смоляных смесей и их реологические модели // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2007. № 6. С. 52-56.

15. Кидалов Н.А., Князева А.С., Безбабнова Т.Ю., Смирнова В.В. Влияние химических добавок на свойства бентонитовых водно-глинистых суспензий для песчано-глинистых смесей // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 9 (188). С. 131-134.