Шихта для изготовления огнеупорных изделий

 

1. ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая шамот, глинозем и цирконсод жащий компонент, отличающаяся тем, что, с целью повышения термо стойкости и механической прочности,, она содержит шамот с содержанием . менее 68 мас.%, в качестве цирконсодержащего компонента цирконовый концентрат и дополнительно электро корунд и гидролизованный этилсиликат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Шамот с содержанием менее 68 мас. 40-48 Глинозем 27-32 Цирконовый концентрат 5 -8 Электрокорунд 12-16 Гидролизован ный этилеиликат 6 7 2. Шихта по п. 1, отличаюi щаяся тем, что содержит шамот (Л следующих фракций, мас.%: 0,63-1,6 мм 20-22 1,6-2,5 мм 18-20 2,5-5,0 мм 34-36 5,0 -7,0 мм 24-26 j sa 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

5 -8

12-! 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3380638/29-33 (22) 11.01. 82 (46) 15 10;83 ° Бюл. и 38 (,72) Г.И. Иванова, B.À. Бевз и В.И. Ульрих ,(53) 666.763.2 (088.8 1 (5ф) 1. Авторское свидетельство СССР

N 628135, кл. С 04 В 35/10, 1.977.

2. Авторское свидетельство СССР и 607822, кл. С 04 В 35/ 10, 1976.

3, Патент Франции У 2120566, кл. С 04 В 35/10, 1972 (прототип). (54) (57) 1. ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая шамот, глинозем и цирконсодвржащий компонент, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости и механической прочности,. она содержит шамот с содержанием

„„SU„„1047875

3() С 04 В 33/22 С 04 В 35/10

А1 О не менее 68 мас.ь, в качестве цирконсодержащего компонентацирконовый концентрат и.дополнительно электрокорунд и гидролизованный этилсиликат при следующем соотношении компонентов, мас.ь:

Шамот с содержанием А1 0не менее 68 мас.ь 40-48

Глинозем 27=32

Цирконовый концентрат

Злектрокорунд

Гидролизованный этилсиликат 6 -7

2. Шихта по и. 1, с т л и ч а ющ а я с я тем, что содержит шамот следующих фракций, мас.3:

0,63-1,6 мм 20"22

1,6-2,5 мм - 18-20

2,5 -5,0 мм 34-36

5,0 -7,0 мм 24-26

1 04 78

Изобретение относится к производству огнеупоров и может быть использовано для изготовления крупногабаритных иэделий металлоразлявочных устройств сложной конфиг рацни,, например, шлакозадержателей, разливочных коробок, шиберных затворов капселей и других изделий огнеупорного припаса.

Известна шихт" для изготовления 1п огнеупорных изделий, состоящая из корунда, муллитокорундового шамота„ огнеупорной глины или каолина и плавленного муллита 11 .1, Недостатками этой шихты являют= ся высокая пористость и невысокая термостойкость .

Известна шихта для изготовления огнеупорных изделий, включающая, ес, 4: мул.пит 1 5-3 .; корунд 3 -60 р ЯО глинозем 25-35 (2 g .

Недостатками иэделий из этой

MBccbl явллются малая механическая прочность (44-<>9 МПа ), довольно вы-.

/ сокая открь!тая пористость l,20-211 I 2 и невысокая термостойкость (26-40 теплосмен при условиях испытания .

:300 С - -»opa ).

Наиболее, близким к изобретению 1о техническому решению является шихта для изготовления огнеупорных изделий, включающая 30-ЯО вес,3 шамота и 10-70 вес.> тонкодисперсной составляющей, содержащей 0-703 вес.4,корунда или глинозема и 3035

100 вес. 3 материала, содержащего

70 вес-% двуокиси циркания и 30 вес.i двуокиси кремния . В к-" ÷ :.åñòâå материапа, содержащего 2 - О - и 5<0;-,, вводят цирком

Недостатками изделий р изготовлен ных из известной шихты, являются низкая прочность 60-70 ИПа и термостойкость 25-30 теплосмен 1300 С-! О вода ).

Цель изобретения - повышение, термостойкости и механической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для иэготовленил огнеупорных издепий, включающая шамот, глинозем и цирконсодержащий компонент, содержит шамот с содер-. жанием А120. не менее 68 мас.3, в качестве цирконсодержащего компонента - цирконовый концентрат и дополнительно электрокорунд и гидро75 3 лиэованный этилсиликат при следующем соотношении компонентов. мас. ;.:

Шамот с содержанием А1 0 не менее

68 ма с,4 40-48

Глинозем 2 7-32

Цирконовый концентрат 5 -8

Электрокорунд 12-16

Гидролизованный этилсиликат 6 -7

Причем шихта содержит шамот сле rlOl<ÕX ФРаКЦйй, МаС.4:

О, 63-1, 6 мм 20-22

1,6 -2,5 мм 18-20

2,5 -5,0 мм 3 -36

5,0:.7,0 мм 24-26

Этот состав обеспечивает .наибольшую плотность образцов.

Введение s шихту крупных зерен шамота увеличивает механическую прочность и плотность материала, уменьшая при этом его смачиваемость металлом.

Шамот с содержанием А1 0> не менее 681 включает около 70/, муллита,, который обладает химической стойкостью к воздействию жаропрочных сплавов гри 1650"С. Кроме этого, шамот с более низким содержанием А1 0 сниХ Ь жает температуру начала деформации., Шамот с содержанием А120 85 и более - менее технологичен.

Снижение износа огнеупора по свлэ= ке и повышение шлакоустойчивости достиг-ется введением цирконового концентрата, при этом в процессе обжига происходит его спекание с гли:ноземом, что обеспечивает плотную инертную к расплаву жаропрочного сплава и шлака, спеченую зону. Введение в шихту менее 54 цирконового концентрата не уменьшает смачиваемости керамики металлом, более 83 приводит к увеличению пористости.

Применение связки на основе гидролизованного этилсиликата при изготовлении образцов из предлагаемой шихты позволяет получить структуру огнеупора с порами шарообразной

Формы, что способствует повышению термостойкости ° Содержание связки в пределах 6 -74 обеспечивает наиболее низкую пористость при хорошей формуемости.

Кроме этого, наличие в материале компонен тов е различными коэффи

1047875 циентами термического расширения обеспечивает образование при обжиг=-. фрагментной структуры, создающей определенную подвижность фрагментов, что также способствует увеличению термостойкости.

Материал, изготовленный из предла" гаемой шихты, обладает комплексом свойств, обе< печи вающих разливку жаропрочч. is сплавов: это высокая мехами:еская прочнссть и термостойкость при малой пористости, высокая устойчивость к размывающему и разъедающему воздействию жаропрочного сплава и шлака при 1650 С, О

Крупногабаритные изделия из огнеупорной шихты получают методом вибрс ", литья в металлических формах на связках с гидролизованным этилсиликатом-40.

Пример 1 . Технический глинозем марки ГК измельчают в шаровой мельнице корундовой футеровкой до удельной поверхности

5700 см2/г-.

Высокоглиноземистый шамот с со- . держанием А1 0 менее 683 дробят и рассеивают на фракции 7-0,63 мм.

В качестве добавки применяют промь1шленный цирконовый концентрат (КЦП ) по ГОСТ 48-82-74, 9

1400 см2/г.

Гидролизованный рзствор этилсили" . ката- -!0 получают при перемешивййий и охлаждении 60А этилсиликата-40 и 404 органического раствори теля (смесь этилового спирта и ацетона . В качестве добавки катализато-. ра реакции гелеобразования используют пиперидин, который вводят в этилсиликат.

Электрокорунд„ глинозем молотый, шамот с содержанием А120 не менее

683 и цирконовый:концентрат смешивают в двухвальном смесителе до образования однородной шихты, затем добавляют гидролизованный этилсиликат и продолжают смешивать в течение 1-2 мин, Шихта имеет следующий состав компонентов, мас.3:

Шамот с содержанием А1 0 не менее 683 40

Электрокору нд:

Р 50 l0

М 12 5

4,5

Пример 3 . Шихту готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас ./:

Шамот с содержанием А1 0 не менее 683 40

Электрокорунд

Ю 50 10

N 12 6

Глинозем 29

Цир коно вый

55 концентрат 8

Гидролизованный этилсипи-. кат 7

Глинозем 32

Цирконовый концентрат 6

Гидролизован5 мый э тил сил икат 7

Шамот берут следующего фракционного со а ва, ма с ° Ф °

О, 63-1, 6 мм 20

1,6 -2,5 мм 20

2,5 -5,0 мм 36

5,0 "7,0 мм 24

Питейную массу помещают в предварительно смазанные смазкой металли15 ческие формы и подвергают вибрации в течение 1-2 мин при,амплитуде

0,6 мм. Через 50 мин изделия извлекают из формы, сушат в течение 3 сут при комнатной температуре и обжигают

20 в туннельной печи при 1550 С.

П р и и е р 2 . Шихту готовят ярк в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Шамот с содержанием A1 0 > не менее 63> 45

Электрокорунд

И 50

30 М 12

Глинозем

Цир коно вый

:<онцентрат 5

Гидролизован" у ный этилсиликат 6,5

Шамот берут следующего фракционного состава, мас.4:

0,63-1,6 мм 21

1,6 -2,5 мм 19

48 2,5 -5,0 мм 35

5,0 -7,0 мм 25 °

Табли ца1

Состав компонентов, мас.4

Компоненты

ЭЛЕКТРО КОО /HQ

16,0

Шамот с содер-)канием Й i у0 не ме:— .ее оаэи

Глинозем

Цирконовый концентрат

Гидролизованный зтилсили6,0

10 щамот берут следующего фракционHOГО СОС1 +Ва р |"|-аС; о

0.63- | ... б мм 22

1,Ь . 2,.з мм 18

Ч -|

$,0 -7,0 мм 26

Составы предлагаемой шихты приведены в табл. 1.

Характеристики предлагаемых составов приведены в табл., 2.

Как видно иэ табл. 2 керамический материал из предлагаемо" шихты превосходи в материал прототипа" по механической прочности и по термосто" кости.

Материал, обладающий комплексом таких свойств, как бсльшая механическая про-:ность,, малая пористость при высОкой термОстой кОсти преднаэ» начен для разливки жаропрочных сплавов, Прототипом являе-ся изделие для разливки жаропро-|нь х сплавов, >8>S 6 ,изготовленное из шамота клас.:а А.

Изделие обладает следующими свойствами: пористость 25-263, механическая прочность в пределах 30.-(0 МПа.

5 В процессе разливки металл проникает в поры, что увеличивает размыв керамики металлом и, следовательно, ухудшает качество отпивки, Уро е того, зто приводит к разрушению керамических иэделий °

Из предлагаемого материала изготавливают изделия тип- литниковь х чаш и испытывает в заводских условиях при разливке жаропрочных сплаBOB .

Результаты испытаний показывают

1 что материал не взаимодействует

20 с металлом и не смачивается им, Изделия выдерживают термоудар

1650 С и пригодны для повторного о использования, 1047875

Таблица2 Свойства

Термостойкость при 1300 C - вода, количество теплосмен до разрушения

)60 7 60

)60

) 60

) 60

87. 95

100

90 после

60 т/смен, МПа

45

35

Пористость,3

13

Механическая прочность при сжатии, МПа

140, 105

105

135 .

Составитель Р. Малькова

Редактор А. Химчук Техред М.Надь

КорректорА. Дзятко

Заказ 7854/24 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Остаточная прочность после, 25 т/смеН МПа

Образцы из предлагаемой шихты