Огнеупорная масса

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая шамот, обожженный глинозем, као-Ь ЛИН и ортофосфорную кислоту, о т л и|чающаяся тем, что, с целью увеличения термостойкости и адгезии массы к огнеупорам и снижения деформации при высоких температурах, она дополнительно содержит тонкомолотый апатитовый концентрат с удельной поверхностью не менее 5000 и окис§ никеля при следующем соотвошений компонентов, мас.% Обожженный глинозем 33-46 Каолин7-14 Ортофосфорная кислота9-16 Тонкомолотый апатитовый концентрат. (Л с удельной поверхностью не менее 5000 4-7 2,5-4,5 Окись никеля Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(59 С 04 В 33 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ

4-7

2,5-4,5

Остальное (21) 3352246/29-33

° ° ° ° ° °

22) 11. 11. 81

46) 30. 03. 83. Бюл. Р 12 (72) A.Å.Ãóðåâè÷, К.В.Розе, И.А Наркевич, Я.Я.Вилшкерст, С.В.Валпетерс, А.Я.Озолиньш и Б.М.Марудин (71) Специализированная проектноконструкторская организация по наладке технологических процессов производства и оказанию помощи предприятиям "Оргтехстром" Министерства промышленности строительных материалов

Латвийской ССР

° °

53) .666.762(088 ° 8) .56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 791690, кл. С 04 В 29/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

М 478817, кл. С 04 В 35/10, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 687037, кл. С 04 В 33/22, 1978 (прототип).

1 (54) (57) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включаю-. щая шамот, обожженный глинозем, као- .

„„SU„„194 А

JIHH и ортофосфорную кислоту, 0 T л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения термостойкости и адгезии массы к огнеупорам и снижения деформации при высоких температурах, она дополнительно содержит тонкомолотый апатитовый концентрат с удельной поверхностью не менее 5000 cM /г и окись никеля при следующем соотношении компонентов, мас.В:

Обожженный глинозем 33-46

Каолин 7-14

Ортофосфорная кислота 9-16

Тонкомолотый апатитовый концентрат, с удельной поверхностью не менее

5000 cM /г

Окись никеля

Шамот

1 0081 94

9-16

4-7

2,5-4,5

Остальное

Изобретение относится к составу огнеупорной массы, используемой, преимущественно, для строительства и ремонта футеровок тепловых агрегатов керамической промышленности.

Известна огнеупорная масса, включающая, вес.Ъ: ортофосфорную кислоту с плотностью 1,47-1,52 г/см

8-20; глинозем 26-35; каолин 8-12; гидроокись алюминия 5-7> борный ангидрид или борную кислоту 2-4 шамот — остальное (1j .

Недостатками этой смеси являются низкая термостойкость и слабая адгеэия к огнеупорам.

Известна также шихта для изготов-! ления огнеупорного материала, включающая, вес.Ъ: шамот корУЙдовый .основа, в том числе фракции 3-0,5 мм

49-76, фракции менее 0,5 мм 9-20; глинозем обожженный 9-30 кремне) эемистую добавку 5-12 и ортофосфорную кислоту 1-9 (2) .

К недостаткам указанной шихты относятся слабая адгезия к огнеупорам и деформативные явления при высоких температурах.

Наиболее близкой по технической

I сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является огнеупорная масса, включающая, вес.oo: фосфатное связующее 9-21 огнеупорную глину

7-12 гидроокись алюминия 3-7 гли7 7 нозем 27-41; тонкодисперсный аморфный кремнезем 1-3 и шамот — остальное (31 .

Однако известные смеси характеризуются слабой. адгезией к огнеупорам, недостаточной термостойкостью и деформативностью материала при высоких температурах.

Цель изобретения — увеличение термостойкости и адгеэии массы к огнеупорам и снижение деформации при высоких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса, включающая шамот, обожженный глинозем, каолин и ортофосфорную кислоту, дополнительно содержит тонкомолотый апати» товый концентрат с удельной поверх ностью не менее 5000 см2/г и окись никеля при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Обожженный глинозем 33-46

Каолин 7-14

Ортофобфорная кислота

Тонкомолотый апатитовый концентрат с удельной поверхностью не менее

5000 см /г

Окись никеля

Шамот

Введение в огнеупорную массу тон комолотого апатитового концентрата, состоящего иэ гидратированных фосфатов кальция и выступающего в роли твердой фосфатной связки совместно

5 с ортофосфорной кислотой, приводит к взаимодействию их с кремнеземистой фазой шамота и каолина и образованию устойчивых тугоплавких силикатов кальция. Одновременно при термо1Р обработке происходит вэаимодействие ортофосфорной кислоты и гидратированных фосфатов кальция с глиноземом, где фосфатные новообразования выступают в роли катализатора. В результате указанных процессов образуется шпинелевидная структура получаемого материала, которая далее развивается при высоких температурах в процессе эксплуатации огнеупорного материала. Устойчивая шпинелевидная структура обеспечивает материалу повышенную термостойкость и низкую деформативность при высоких температурах.

Введение окиси никеля обеспечивает повышенную адгезию композиции к огнеупорам вследствие образования полимерных цепочек комплексных фосфатов алюминия и никеля, а также замедляет кристаллизацию основных фаз Йри средних температурах, обеспечивая таким образом становление керамической связи без объемных изменений материала.

Основные фракции обожженного

З5 глинозема и шамота образуют несущий каркас композиции, который сцементирован фосфатными новообразованиями, а пылевидные фракции совместно с каолином активно участвуют в реак4р ции твердения и структурообразованияПределы их расхода подобраны иэ расчета получения оптимальной упаковки зерен, обеспечивающей равномерную шпинелевидную структуру с высокими физико-механическими и термическими характеристиками.

Пределы расхода ортофосфорной кислоты и твердой фосфатной связки — апатитового концентрата подобраны из расчета полного связывания

РО в устойчивые фосфаты, расход их соответственно ниже 9 и 4% не обеспечивает необходимую цементирующую способность, а выше 16 и 17% образует избыток метастабильного Р О, который при возгонке выше 1000 С разрыхляет структуру. материала.

Окись никеля повышает адгеэионные и когезионные свойства огнеупорной массы вследствие образования цепочек полимерных орто- и метафосфатов, его содержание ниже 2,5% не обеспечивает полное протекание реакций полимеризации и поликонденсации, а выше 4,5В - отрицательно сказыва65 ется на структурообразование. 10081

Пример 1 . В бетоносмесителе готовят массу следующего соста ва, мас.Ъ:,обожженный глинозем 33, каолин 7; ортофосфорная кислота 9> тонкомолотый апатитовый концентрат с удельной поверхностью не менее

5600 бм /г 4; окись никеля 2,5 и шамот 44,5.

Компоненты перемешивают до получения однородной смеси и готовую массу применяют для ремонта старых 10 футеровок, возведения новых или формуют огнеупорные изделия. Материал термообрабатывают при 120-140 С в течение 12 ч, после чего он приго-. ден для эксплуатации при температу- 15 рах до 1500"С.

Пример 2 . Готовят массу следующего состава, мас.Ъ| обожжен. ный глинозем 39 каолин 10 ортофос20

Показатель

Кажущаяся плотность, кг/мЗ

1930

2190

2020 о

48,3

1970

46,6

Прочность на сжатие, МПа

38,2

44,3

Термостойкость, количество теплосмен 800. Свода

104

110

116

Адгезия к шамотному огнеупору, МПа

3,5

6,6

6,3

0,12

Деформация при 1500 C- %

0,12

1,62

0,14

:мостойкость и адгезию и пониженную склонность к деформации.

Составитель Н. Соболева

Редактор Л. Филь ТехредТ,Фанта Корректор A. Повх

«ф»

Заказ 2260/32 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-85у Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, предлагае мые составы имеют более высокие терфорная кислота 13.; тонкомолотый .апатитовый концентрат с удельной поверхностью не менее 5000 см /г 6 окись никеля 3,5 и шамот 28,5.

Технология приготовления и применения аналогична примеру 1.

Пример 3 . Готовят массу следующего состава, мас.В: обожженный глинозем 46; каолин 14; ортофосфорная кислота 16; тонкомолотый апатитовйй концентрат с удельной поверхностью не менее 5000 ам /г -7; окись никеля 4,5 и шамот 12,5.

Технология приготовления и применения огнеупорной массы аналогична примеру 1.

Основные физико-механические и термические характеристики предлагаемой огнеупорной массы и прототипа приведены в таблице.