Шихта для изготовления огнеупоров

 

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ, включающая электрокорунд , высокоглиноземистый компонент и огнеупорную глину, отличающаяся тем, что, с целью снижения теплопроводности при сохранении высокой механической прочности и огнеупорности, она в качестве высокоглиноз 4истого компонента содержит алюг« хрс 1овЕю отходы нефтехимической промышленности и дополнительно каустический магнезит при следукхл ем соотношении компонентов , глас. %: Электрокорунд 14-20 Алюмохромовые отходы нефтехимической прогфлоленности50-60 Огнеупорная глина 15-35 (Л Каустический магнезит 1-5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОИ

РЕСПУБЛИК (1Е all

ЗСМ) С 04 В 35 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:: -::..:."

14-20

Электрокорунд

Алюмохромовые отходы нефтехимической пром ааленности

50-60

Огнеупорная глина 15-35

Каустический магнезит 1«5

Н *BTGPCHOIIIIV СЯИДЕТВЪСТВМ (21) 3480297/29-33 (22) 09.08.82 (46) 07.12 ° 83. Вюл. М 45 (72)В.И. Артамонов, В.И. Шубин, Т.M. Горбань; Л.В. Чмырев и В.И.Шабанов (71 ) Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промьаапенности .(53) 666.763.5(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

Р 578286, кл. С 04 В 35/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР в 885224, кл. С 04 В 35/18, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

9 166895, кл. С 04 В 35/10, 1963 (прототип). (54)(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЬНИЯ

ОГНЕУПОРОВ, включакицая электрокорунд, высокоглиноземистый компонент и огнеупорную глину, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения теплопроводнссти при сохранении высокой механической прочности и огнеупорности, она в качестse высокоглиноэемистого компонента содержит алюиохромовые отходы нефтехимической промыаленности и дополнительно каустический магнезит при следующем соотношении компонентов,:лас.В:

1058940

Изобретение относится к промыш- ленности строительных материалов, преимущественно к высокоглиноэемистым огнеупорам применяемым для футеровки печей и тепловых агрегатов в промышленности строительных материалов, металлургической. и химической отраслях промышленности.

Известна шихта для изготовления огнеупорных иэделий, включающая, вес.t! алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности (пыль катализатора каучукового производства) 50-67, графит 20-30, глина

8-16," карбид кремния 3-8; кремний

1-7, свяэукиаее 1-5 (1 .

Йедостатком данной шихты является низкая механическая прочность изготовленных из нее огнеупорных материалов, а содержащиеся в ее составе графит и металлический кремний резко увеличивают теплопроводность изделий, что способствует увеличению тепловых потерь в процессе эксплуатации огнеупорной футеровки.

Известна шихта для изготовления огнеупоров, включающая, вес.Ъ: алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности 82,5-96,5, окись хрома 3-15, карбонат натрия 0,52,5 (2) .

Однако наличие в шихте щелочесодержащего компонента (карбонат натрия) способствует образованию легкоплавких соединений в системе глинозем-кремнезем (A+03 - S10@ ), что отрицательно сказывается на огнеупорности изделий, приводит к уплотнению структуры огнеупора и повыаению теплопроводности системы в целом.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является шихта для изготовления огнеупоров, включающая, вес.Ъ: электрокорунд

53-67; обожженный технический глинозем 22-28; огнеупорная глина 1217 (33.

Огнеупорный материал, изготовленный из шихты данного состава, характеризуется высокими показателями механической прочности и огнеупорности, обусловленными наличием в шихте болыаих количеств электрокорунда и обожженного технического глинозема. Однако высокое содержание электрокорунда с плотностью

3,2-3,5 г/см> придает изделиям высокий объемный вес (порядка 2,602,74 г/см ), что влечет за собой увеличение их теплопроводности.

Кроме того, высокая стоимость входящих в шихту компонентов резко удорожает производство высокоглиноэемистых изделий на их основе.

Цель изобретения — снижение теплопроводности прн сохранении высокой механической прочности и огнеупорности.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления огнеупоров, включающая электрокорунд, высокоглиноземистый компонент и огнеупорную глину, в качестве высокоглиноэемистого компонента содержит алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности и дополнительно каустический магнезит при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

14-20

Электрокорунд

Алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности 50-60

Огнеупорная глина 15-35

Каус тич ес к ий магнезитит 1-5 магнезита карбонат магния декар65

Алюмохромовые отходы нефтехими25 ческой промыаленности представляют собой отработанный катализатор производства синтетического каучука.

Отходы мелкодисперсны (количество фракции менее 0,09 мм порядка 7030 80%), ч.со позволяет использовать их без предварительного рассева и помола. Химический состав отходов, мас.Ъ: AIOO3 72-76; Сг 0 13-15, 8102 8- LO; примесные окислы (Гегам, 35 М80, Нго) Zo 1По химическому составу и физическому состоянию алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности отвечают всем требованиям, 4О предъявляемым к компонентам, используемьм при подготовке шихты для производства огнеупоров.

Каустический магнезит представляет собой пыль производства спе45 ченного магнезита, состоящую преимущественно иэ каустического (87 h М8O) и нераэложившегося (5-10% MgC09 ) магнезита. Зерновой состав каустического магнезита характеризуется содержанием

50 фракции 10-200 мкм с преобладани ем (не менее 75%) фракции 1080 мкм.

Снижение теплопроводности при сохранении высокой механической

55.прочности и огнеупорности изделий при.дополнительном введении в шихту каустического магнезита и использовании в качестве высокоглиноземистого компонента алюмохромовых

60 отходов нефтехимической промыаяенности объясняется следующим.

В.процессе высокотемпературной обработки присутствующий в шихте и входящий в состав каустического

1O5S94O

Таблица 1

Содержание, мас.Ъ в шихте

Известной

Компоненты

Предлагаемой. (з ) 1 2

14 16

20

Электрокорунд

Алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности

57

50 53

15

Каустический магнезит

Технический глинозем

25 бонизируется с образованием оксида магния, обладающего высокоразвитой поверхностью и, следовательно, повьыенной реакционной способностью. Высокоактивный окснд маг« ния в системе электрокорундалюмохромовые отходы нефтехимической промьв|ленностн — огнеупорная глина обеспечивает протекание химических реакций образования магнеэиально-глиноземистой шпинели (MgO AI< 0) и магнезиохромита(MgO e Сг 0 ). Причем твердофазовые реакции образования укаэанных соединений происходят с увеличением объема и образованием микротрещкноватой структуры огнеупорного материала, что приводит к снижению

его объемного веса, увеличению . пористости и снижению теплопроводности иэделий.

Высокую огнеупорность системе обеспечивают алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности, входящие в состав шихты в качестве высокоглиноземистого компонента.

Присутствующий в алюмохромовых отходах оксид хрома образует в процессе обжига высокоогнеупорную кристаллическую фазу - твердый раствор Cr< 0 в корунде, способствующую увеличению структурной вязкости, повышению температуры плавления композиции оксид хрома - оксид алюминия и огнеупорности системы в целом.

Высокаа механическая прочность огнеупорного материала достигает-. ся тем, что образующиеся в процессе термообработки шихты соединения - магнезиально-глиноземкстая

Огнеупорная глина 35 29 шпинель н магнеэиохромнт кристаллиэуются в виде удлиненных кристаллов игольчатой н призматической формы, прочно ариируищнх структуру огнеупора и тем самым повышающих его устойчивость к механическим нагрузкам, в особенности в процессе эксплуатации в условиях высоких температур.

Количество дополнительно вводи1О мого в шнхту каустического магнезита, необходимое для получения иэделий с высокими термомеханическими свойствами, находится в пределах 1-5 мас.%. Введение меньше15 го количества каустического магнезита приводит к увеличению объемного веса, снижению поркстостк и значительному увеличению теплопроводности (до 1,7 Вт/м град)

2р изделий, а увеличение его содержания сверх 5 мас.Ъ приводит к значительному раэрыхлению структуры огнеупора, существенному снижению объемного веса, снижению теплопроводностк и резкому падению прочностных свойств изделий (до 15-20 МПа).

Таким образом, совокупность выбранных компонентов, их весовые соотношения обусловливают обраэованче

3() высокоогнеупорных фаэ с высокими огневыми характеристиками, отличительной структуры, обеспечивающих изделиям иэ шихты предлагаемого состава высокие качественные показатели по теплопроводности, прочнос- ти к огнеупорности.

Составы образцов предлагаемой шихты с граничньки и средними соотношениями исходных компонентов и известной шихты приведены в табл. 1.

1058940

Состав шихты

Свойства

Известный (базовый)+

Теплопроводность, Вт/м С

1 33 1 31 1 27. 1 26

1,87

Предел. прочности при сжатии, ИПа

680 639 576 508

1900 1900 191.0 .1910

Z,38 2 30 2 26 2 21

47,5

Огнеупорность, С

Объемный вес, г/см

У 1890

2,71 прототип.

Составитель Р. Иалькова

Редактор О. Колесникова ТехредИ.Костик Корректор О. Тигор

Заказ 9699/21 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал 11ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Шихты приведенных в табл. 1 составов готовят следующим образом.

Предварительно обожженные при

1600ОС и измельченные до частиц размера 0,01-2,0 мм алюмохромовые отходы смешивают с каустическим магнезитом B лопастном смесителе в течение 5-6 мин. Полученную смесь двух компонентов увлажняют водой до влажности 10%, затем последователь ° но вводят в нее электрокорунд и 10

В качестве базового образца принят Из данных табл. 2 видно, что предлагаемая шихта для изготовления высокоглиноэемистых огнеупоров позволяет получить изделия с высоки- 35 ми качественныки показателями по прочности и огнеупорности. А сравогнеупорную глину и вновь ведут перемешивание. Цикл перемешивания массы 5 мин. Из полученной шихты формуют образцы при удельном давлении 500 кг/см . Обжиг образцов проводят в силитовой печи при (1570+

+10) С и выдержке 2 ч

Термомеханические свойства образцов, определенные по общеприняти1 методикам испытаний огнеупоров, приведены в табл. 2.

Таблица 2 нительно невысокая теплопроводность этих изделий обусловливает высокую техникс-экономическую эффективность их применения в качестве футеровочного материала, работающего в условиях высоких температур.