Сырьевая смесь для изготовления жаростойких изделий

 

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ИЗДЕЛИЙ, .включаюашя жидкое стекло, каолиновое волокно , шлаковый компонент, и довавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повБппения остаточной проч- : ности после нагрева в интервале тем:Т1ератур 1 373-1273 К и металлоустойчивости к расплавам алюлшния, она содержит в качестве компонента дрменнь й гранулированный шлак, а в качест:ве добавки - обсжясенную при Т- . К дунитовук породу ,при следующем соотнсяаении компонентов, маСг%: Жидкое стекло 7-15 Доменный гранулированный шлак 15-30 Обожженная дунитовая порода 10-20 СО Каолиновое волокно Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИМИ

СОЩИАЛИС ПЕВЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

as>® а1 з(51) С 04 В 19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО,ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К (2f) 3388219/29-33 (22)29.01..82 (46)15.05.83. Бюл. Р 18 (72)B. Д. Глуховский, П. B. Кривенко,,E. К. Пушкарева, В..П. Прлищук,.

B. A. Трефняк, В. С. Яковлев . и Ti. С. Гольдберг (71)Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (53)666.973.6(088..8) (56)1;-.Авторское свидетельство СССР .9 375276, кл. С 04 В 43/02, 1971.

2,. Авторское свидетельство СССР

В 608781,- кл. С 04 В 19/04, 1976 (прототип). (54) (57) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЗИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ИЗДЕЛИЙ, . .включаюаая жидкое стекло, каолиновое волок = но, шлаковый компонент, и добавку, о т л и ч .а ю ц а я с я тем, что, с целью повышения остаточной проч-. ности после нагрева в интервале тем:ператур T=373-1273 К и металлоустойчивости к расппавам алюминия, она содержит в качестве компонента домен-. ный гранулированный шлак, а в качест- .ве добавки - обожженную при Т" =.

= 973+50 K дунитовую породу при следующем соотношении компонентов, масф Вв

Жидкое стекло 7-15

Доменный гранулированный:шлак 15-30

Обожженная дунито- ф вая порода 10-20

Каолиновое волокно Остальное

1017б93

Цель изобретения — повышение прочности после нагрева в интервале температур Т = 373-1273 K и металло- 45 устойчивости изделий в расплавах алюминия, Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления жаростойких изделий, включающая жидкое стекло, каолиновое волокно, шлаковый компонент и добавку, содержит в качестве шлакового компонента доменный гранулированный шлак, а в качестве добавки - обожженную при

T=973+50 К дунитовую породу при следующем соотношении компонентов,,мас. Ъ: жидкое стекло 7-15

Доменный гранулированный шлак 15-30

Обожженная дунито- 60 вая порода 10-20

Каолиновое волокно ОС .гальное

В качестве доменного гранулированного. шлака используют основные шлаки (M = 1-1 13) . В качестве дуни-65

Изобретение относится к химии, а более конкретно к теплоизоляционным, жаростойким материалам, и может быть использовано в прожпаленности строительных материалов в качестве сырье5

ВоА смеси для производства корроэионностойких иэделий к расплавленным металлам, в частности к расплаву алюминия.

Известна сьръевая смесь, содержащая жидкое стекло и каолиновое волокно (1g.

Недостатком указанной смеси является высокая усадка и низкий предел прочности как при изгибе так и при сжатии изделий на ее основе после термо-15 обработки при 1273К.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является сырьевая.смесь $2) для изготовления теплоизоляционных материалов, вклю- 70 чающая.каолиновое волокно, жидкое стекло, отработанный синтетический шлак сталеплавильного производства и базальтовое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ: 25

Жидкое стекло 15-20

:Отработанный синтетический шлак сталеплавильного производства 20-25

Базальтовое волокно 15-25

Каолиновое волокно Остальное

Однако зта сырьевая смесь характеризуется низкой остаточной прочностью иэделий на ее основе после термообработки при температуре свыше 1273 К, недостаточно высокой коррозионной стойкостью н расплавленным металлам, в частности к рас- 40 плавам алюминия. товой породы используют дунит с магнеэиально-силикатным модулем 1,2-1,3.

В качестве теплоизоляционного наполнителя применяют каолиновое волокно, содержащее 60-90Ъ волокон 2-12 мм и 10-40% микрокорольков стекла.

Приготовление вяжущего осуществляется следующим образом.

Дунитовую породу обжигают при 973К, а доменный гранулированный шлак подсушивают до влажности 1,5-2 мас.Ъ, смешивают их между собой в заданном соотношении и измельчают в вибромельнице до тонины помола, соответствующей удельной .поверхности Syg =

300-400 мР/кг по прибору IICX-2 °

Предварительно распущенное каолиновое волокно добавляют к измельченной смеси, затворяют раствором натриевого жидкого стекла с силикатным модулем I <-- 1-3 и перемешивают все компоненты в лабораторной мешалке до получения однородной массы. Полученные композиции твердеют как в естественных условиях, так и при использовании всех видов тепловой обработки.

Процесс гидратации при твердении предлагаемой сырьевой смеси протекает в направлении образования низкоосновных гидросиликатов кальция, щелочных гидроалюмосиликатов и магниевых гидросиликатов.

Дегидратация этих новообразований при термической обработке при

1273 К протекает стадийно с понижением основности без значительных деструктивных нарушений в структуре твердеющего материала.

Конечными продуктами процесса термической перекристаллизации являются устойчивые соединения в области температур 773-1273 К - нефелин, альбит, форстерит и.мелилитовые твердые растворы, высокая степень изоморфной прорастаемости которых и обуславливает высокую остаточную прочность предлагаемого материала.

Высокая активность шлакощелочной связки обеспечивает хорошее сцепление каолиновых волокон между собой и способствует повышению плот-ности и химической устойчивости получаемого теплоизоляционного изделия при его взаимодействии с расплавом алюминия.

Пример. Дунит обжигают при .973+50 К в течение 2 ч шлак подсушивают до влажности 1,5-2 мас.Ъ. Обожженный дунит измельчают со шлаком в вибромельнице до тонины помола, соответствующей удельной поверхности

Яуд = 300 м /кге

Распущенное каолиновое волокно добавляют к измельченной смеси, затворяют растворимым натриевым стеклом (Мс= Ц и тщательно перемешивают в мешалке до достижения равномерного

1017693

Металлоустойчивость образцов на основе предлагаемой смеси определяют динамическим методом. распределения влаги по всему объему смеси.

Остаточную прочность образцов после термической обработки в интервале температур 373-1273 K определяют согласно методике СН. 156-79.

Результаты физико-механических испытаний приведены в таблице.

Скорость износа в расплаве

Предел прочности при сжатии .образцов после 7 сут естественного хранения,МПа

При мер

По ве- По диасу кг метру, /см с мм/мин

373 4 1

ДНЕпропетровский Ытак

573 4,08

3,98 773,4, 06!

15 390

0,04 . Ою07

Обожженный дунит

973 Зг96 ;;973

1073 3 94

1273 3,90

373 4,12

0,08 0,1

573 .4с05 3,75 773 4,02

0,08 0,12.973 4,00 973

1073 3,98 . - 0,1 0,15

1273 3,95

373 3 гР2

573 .3 65

773: 3i 60.0,06 0,08

973

:0,09 0 095

380

3 60, :573

3,60

Криворожский шлак

773 3,59

0,075 0 11

973

3,45

20 380

973 3,55

0,098 0,14

3,52

3,50

1073

1273

373 ;3,58Криворожский шлак

20:.573 3,48

Объем

Состав сырьевой смеси, масса

1. Каолиновое волокно

Натриевое растворимое стекло l«.: =1

s пересчете на Иа О 15 ф

2. Каолиновое волокно 50

Днепропетровский шлак . 15

Обожженный дунит 20 370.

Натриевое растворимое стекло М = 1 в .; .пересчете на йа 0 15

3. каолиновор волокно .60

Днепропетровский шлак 15

Обожженный дунит 10

Натриевое раство- . римое стекло (Х =Д в пересчете íà На 0 15

4. Каолиновое волокно 57

Обожженный дунит 10

Натриевое растворимое стекло (М =1) в пересчете на NaàÎ 130

5 .Каолкновое волокно 60

Температура обжига,T, К 973

1073

1273 373

Предел прочности при сжа тии по» сле об-. жига, МПа

3,58

3,56

3 54

3,67

Температура распла ва алю миния, К

1017693

Продолжение таблицы

Предел прочности при сжатии обраэцон после 7 сут естественного хранения,МП

Состав сырьевой смеси мас.3

Объем масса кг/м

Скорость износа н расплаве

При мер

По ве- .По диа. су кг/ етру, /см с мм/мнн

1 t

Обожженный дунит 10

773 3,40

973 .3 38 973 1073 3,37

1273 3,31

373 3, 38

0,08 0,13

380

3,37

0,11 0,12

Натриевое раство- 10 римое стекло М =2 в пересчете на Na О

Каолиновое волокно 60

Криворожский шлак

0,09 0,135

573 3,32

773 3,27 973

3,08

Обожженный дунит 10 380

973

1073, 1273

373

О, 13 0,16

3,22

3,20

3,12

2,67

Натриевое растворимое стекло (Хс=З) в пересчете на Na О 7

Прототип

573 2 35

0,2 Os35

773 2,01 973 0 4 0,40 2,32 390.973 1 92

1073 .1,85

1273 1,70

HocTbIo и коррозионной стойкостью к действию расплава алюминия.

Предлагаемая сырьевая .смесь может быть использована для получения ,жаростойких иэделий, применяемых в алюминиевой промышленности для футеровки плавильных агрегатов и тепловой, изоляции в литейном производстве.

Экономический эффект от использования изобретения составит на 1 т вя жущего 157,4 р.

Составитель.О. Моторина Мехред:К.Йыцьо Корректор A. Тяско i

Редактор М .. Товтин

Заказ 3472/26 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11;3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты испытаний подтверждают повышенную жаростойкость и корроэионную стойкость материалов на основе предлагаемой сырьевой смеси по сравнению с материалами на основе сырье- 45 вой смеси, принятой в качестве прототипа„

Техническая эффективность изобретения заключается в получении прочного теплоизоляционного материала, 50 обладаюшего высокой остаточной прочТемпера тура обжн га,Т

Предел прочности при сжа тии после обжига, МПа

Температура распла ва алю миния„