Огнеупорная масса

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, вклк чакицая кристаллический кварцит фракции О,5-4,О мм, гпиноэем фракции 0,063О ,О1 мм и оксид иттрия, отличающаяся TOMf что, с цепью повышения прочности, теуаяостойкости и снижения пористости, она содержит компоненты при следующем их соогношении, вес.%; Глинозем фракции О ,О63-О,О1 чш- ЗО-65 Оксид иттрия5-10 Кристаллический кварцит Остальное фракции 0,5-4,0 мм

„„SU„„3()49455

СОЮЗ СОЩТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Зсц С 04 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ э (21) 3407415/29-33 (22 ) 1 1.03.82 (46) 23.10.83. Бюл. М 39 (72) Т.И.Назарова, Л.В.Узберг, В.А.Перепелицын, М.M.Áåëîçåðîâ и В.Ф.Корсакова (7 1) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной. промышле ннос ти (53 ) 666.764.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидететельство СССР

% 3363 17, кл. СО4В 35/14, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

N326162,,кл,,СО4В 35/14, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке N. 3389487/29-33, кл. СО4В 35/14, 1982 (прототип). (54)(57) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, вклк чающая кристаллический кварцит фракции

0,5-4,0 мм, глинозем фракции 0,0630,01 мм и оксид иттрия, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыления прочности, термостойкости и сни кения пористости, ояа содержит компоненты при следующем их соотношении, вес.%:

Глинозем фракции

0,063-0,01 мм — 30-65

Оксид и ттрн я 5-10

Кристаллический кварцит Остальное фракции 0,5-4,0 мм

1049455

Изобретение относится к огнеупорной и керамической промышленности и может быть использовано в производстве огне- упорных масс и керамических иэделий

Ъ для различных тепловых агрегатов, в 5 частности для футеровки индукционных тигедьных печей при выплавке чугуна, стали; а также при производстве цветных металлов, Известна огнеупорная масса для футе- 10 ровки индукционных печей, включающая кристалиический кварцит 95-99,5%, цериевый концентрат (с содержанием оксида церия 60-70%) 0,5-5% (1 ).

Недостатком этой массы является то, что образцы на ее основе имеют высокую пористость и низкий предел прочности при сжатии.

Известна также огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей, щ вкдючаюшая 97,0-99,5% криствлиического кварцита, цериево-иттриевый концентрат (с содержанием оксида церия до 50% и оксида иттрия до 15%) — 0,5 — 3,0 (2 ), Недостатком этой массы является то„25

->:то образцы на ее основе имеют высокую открытую пористость, низкий предел точпрочности при сжатии и низкую термическую стойкость. !

ЗО

Наиболее близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорная масса, Г33 . включающая, вес,%:

Кристаллический кварцит фракции 0,5 — 4,0 мм 45-70

1Лериево-и ттриевый концен трат (с содержанием оксида церия до 50% и оксида ит1 5% 0,5-5,0

4О

Глинозем фракции

0,063-0,01 мм 29,5-50

Однако изделия из этой огнеупорной массы имеют недостаточно высокую прочность, термостойкость и высокую порисД тость, Цель изобретения - повышение прочности, термостойкости и снижение пористос ти

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса, включающая кристаллический кварцит фракции 0,5-4,0 мм, глинозем фракции 0,063-0,01 мм и оксид иттрия, содержит компоненты при следующем их соотношении, вес.%:

Глинозем фракции

0,063-0,01 мм 30-65

Оксид иттрия 5-10

К рис талличес кий кварцит фракции 0,5-4,0 мм Остальное

Изделия лучше спекаются в присутствии большего количества свободного оксида иттрия (5-10 мас.%), способствующего образованию алюминатных соединений и формированию более прочной фрагментарной структуры по сравнению с известными, Тонкозернистый гдиноэем и крупнокристаллический кварцит образуют при спекании огнеупорные минеральные фазы муллита, кристобалита и свободного, не связанного в муллит, корунда, Укаэанные огнеупорные составляющие связываются между собой термостойким алюмосиликатным стекловидным веществом, прочность которого усиливается присутствием кристаллов игольчатого мулдита, Оксид иттрия с оксидом алюминия свободного дисперсного корунда образует 6олее термостойкую и высокоогнеупорную двухфазную систему типа A С,О. 3 YО

5 А1„0, которая характеризуется высокой 2000 С температурой пдавления, а также способствует дополнительному уплотнению кристаллических фаз.

Кроме того, оксид иттрия приводит к модифицированию кристаллической структуры реакционного мулдита и стекловидного веществаа.

Оксид иттрия в сочетании с глиноземом и кварци том способу с тву е т образованию твердофазных аморфизированных пленок— уплотнений вокруг зерен кварца (кристобалита) и корунда, а также формированию прочной фрагментальной структуры материала при спекании, Выбранное весовое соотношение оксида материала в комбинации с тонкозернистым глиноземом и крупнокристалли ческим кварцитом обеспечивает с одной стороны улучшенное спекание массы, характеризуемое повышенным уплотнением. и усадкой, а .с другой стороны — образование твердофазных алюминатных соединений ит трия, повышающих стойкость, системы к термическим перепадам.

Использование тонкозерни стого глинозема фракции 0,063-0,01 мм по отношению к крупнозернистому кварциту фракции

0,5-4 мм, обеспечивает плотную упаковку зерен, тесный контакт при набивке или прессовании, и их ускоренную муллитиэацию в службе.

Первоначально смешивают тонкомолотый глинозем с оксидом иттрия. Затем к кварцитовому порошку (фракции ) 3 мм

Порошки, используемые для формования изделий, смешивают со связующим, напри Предел прочКажушаяся ности при 1 плотность, г/см сжатии, М Па

Открытая пористость, О/О

Массовая доля

Состав

135,8

2 >68

3,5

Предла- гаемый

Кристаллический кварцит 30

5,0

Глинозем

Оксид иттрия

120

2,42

Кристаллический кварцит 45

Глинозем 45

Оксид иттрия l0

7,5

119

2,48

Кристаллический кварцит 63

Глинозем 30,0

Оксид иттрия 7,0

Иэвест- Кристаллический кварцит ный Глинозем

Ue риево -иттриевый концентрат

50 15

2,32

5,0

56,0

39,0

Кристаллический кварцит

Глинозем

Llepu ево-и ттриевый концентрат

2,30

5,0

29,5

Крис таллический кварци т

Глинозем

11ериево-и ттриевый концентрат

2,25

16,5

0,5

Продолжение таблицы

Предлагаемый

1700

1700

1700

3 1049455 4

5-10%, фракции 3-2 мм 20-30%, фрак- мер сульфитнодрожжевой бражкой в коан» ции 2-0,5 мм 60-75%) порциями добав- честве 8-10% сверх 100 % сухой массы, ляют смесьтонкомолотого глинозема с Набивку массы осуществляют до кажу. оксидом иттрия. Сухие порошки, испопьзу» шейся плотности 2,42 г/см, прессование з емые для изготовления футеровок, увлаж- 5 при удельном давлении 60-80 МПа до няют до 1,5%. кажушейся плотности не ниже 2,43 г/см .

После термической обработки при 1430 С. свойства иэделий из массы такого состава представлены в таблице, 1049455

Продолжение таблицы

1690

Известный

1690 1670

Редактор Г.Волкова Техред М.Надь

Корректор C.×åðíè

Заказ 8347/23 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1!э данных таблицы видна, что изделия . л предлагаемой массы имеют по сравне- о с противопоставленными в 1,6-3 ра .,;;-Иьшую пористость„в 1,6-2 раза.

: .1п-, шую прочнос- ь, в 2 -3 раза большую.

: е рм Ос тойкос ть, Высокие показатели плотности и проч ..:.Ости материала, высокая температура начала деформации под нагрузкой обусловятметаллонепроницаемость и стойкость к агрессивным расплавам, Одновременно высокая термостойкость и низкая Открытая пористость материала позволяют расширить области использования материалов на основе. предлагаемой массы,