Шихта для изготовления огнеупоров

 

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ, включающая шамот, алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности и огнеупорную глину, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности и клинкероустойчивости, она дополнительно содержит оксид никеля при следующем соотношении компонен1тов ,мас.% АлюмоЬсромовые отходы нефтехимической промышленности30-53 Огнеупорная глина 10-14,5 Оксид никеля0,5-2,0 ШамотОстальное :S (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) <г»

3(51) С 04 В 33/22

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ) 1

30-53, 10- 14, 5

0,5-2, 0

Остальное (21) 3481283/29-33 (22) 09. 08. 82.

46) 07. 02.84. Бюл. Р 5 (72) В.И.Артамонов, В.И.Шубин, T.N.Горбань, JI.B.жмырев и В.И.Шабанов (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности (53) 666.763.2(088.81

Йб) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 525643, кл. С 04 В 35/02, 1974.

2.. Авторское свидетельство СССР

9 948966, кл. С 04 В 33/22, 1980 .(прототип) . (54) (571 MHXTA ДЛЯ ИЗБ ОВЛЕНИЯ

ОГНЕУПОРОВ, включающая шамот, алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности и огнеупорную глину, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической проч. ности и клинкероустойчивости, она .дополнительно содержит оксид никеля при следующем соотношении компонентов,мас.Ъ

Алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности

Огнеупорная глина

Оксид никеля

Шамот

1071604

Изобретение относится к проэводству огнеупорных материаЛов, преимущественно к шамотным огнеупорам, применяемым для футеровки печей и тепловых агрегатов в промышленности строительных материалов, металлургической и химической промышленности.

Известна шихта для изготовления огнеупоров (1), включающая, вес.4-алю" мохромовые отходы нефтехимической промышленности 53-59, ортофосфорная кислота 38-46, алюминиевая пудра .1-3, Однако огнеупорный материал, изготовленный из шихты приведенного состава, характеризуется низкой ме- 15 ханической прочностью и клинкероустойчивостью вследствие наличия в его структуре неустойчивых к механическим нагрузкам и химическому взаимодействию с обжигаемым матери- 20 алом фосфатов алюминия.

Наиболее близким техническим .решением к предлагаемому является шихта для изготовления огнеупоров

L2), включающая, вес.Ь: шамот 40- 25

85, алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности 3-20, огнеу порная глина 5-15, хромит 2-10 и связующее 5-15„

Недостатками огнеупоров, изготов- 30 ленных иэ данной шихты, являются невысокие значения механической прочности и клинкероустойчивости.

Цель изобретения — повышение механической прочности и клинкеро- . устойчивости.

Поставленная целЬ достигается тем, что шихта для изготовления огнеупоров, включающая шамот, алюмохромовые отходы нефтехимической промьналенности и огнеупорную глину, "О дополнительно содержит оксид никеля при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

АлюмохроМовые отходы нефтехимической 45 проььмленности 30-53

Огнеупорная глина 10-14,5

Оксид никеля 015"2к0

Шамот Остальное

Алюмохромовые отходы нефтехими- Я) ческой промышленности представляют собой отработанный катализатор про- . изводства синтетического каучука.

Отходы мелкодисперсны (количество фракций менее 0,09 мм порядка 70803), что позноляет использовать их без предварительного рассена и помола. химический состав отходов, мас.Ъ:

A1 0@ 72-76 > Cr<0g 13-15, HiOz 8-10, примесные оуислы (Fe 0, MgO, Rg.O ) остальное.

По химическому составу и физическому состоянию алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности отвечают всем требованиям, предьявляемым 65 к компонентам, используемым при Под-: готовке шихты для производства огне-, упоров.

Оксид никеля представляет собой тонкодисперсный порошок с размером зерен менее 100 мкм„

Введение в состав шихты алюмохромовых отходов нефтехимической промышленности и оксида никеля вызывает .изменения фазового состава и структуры изготовленных из нее иэделий, что положительно сказывается на свойствах последних.

В процессе высокотемпературного обжига в системе шамот-огнеупорная глина происходят фазовые пренращения, сопровождающиеся образованием муллита (3A1 0> 281+ ),кристобалита (кристаллическая модификация свободного кремнезема) и стеклофаэы. Введение в состав шихты алюмохромовых отходов и оксида никеля способствует образованию в огнеупоре новой прочной и стабильной фазы (а именно, соединения типа, -глинозема)

NiO -А1д Оэ(никелевая шпинель), которая, входя в состав связующей Фазы (стеклофазы) огнеупора, увеличивает ее структурную вяэ.кость и химичес-кую стойкость к воздействию компонентов обжигаемого материала и тем самым повышает клинкероустойчивость огнеупорного. материала в целом.

Кроме того, присутствие н составе шихты оксида никеля способствует игольчатой кристаллизации корунда, который армирует структуру изделия., пронизывая стеклафазу и осуществляя дополнительную связь между кристаллическими фазами, слагающими агнеупор. Это обуславливает устойчивость огнеупорных изделий механическим нагрузкам при повышенных температурах и придает системе высокую огнеупорность.

Количества алюмохромовых отходов нефтехимической промышленности (3053 мас.Ъ) и оксида никеля (0,52,0 мас.Ъ), рекомендуемые для ввода в предлагаемую шихту, являются оптимальными и обеспечивают получение изделий,,характеризующихся высокими термомеханическими показателями свойств и клинкероустойчивостью.

Введение алюмохромовых отходов и оксида никеля в шихту в количествах,, меньших рекомендуемых нижних граничных значений, приводит к снижению содержания новой фазы NiO А1 0® в составе связующей фазы огнеупора.

Стеклофаза становится менее тугоплавкой и вязкой, снижается ее стбй/ кость к воздействию основных компонентов обжигаемого материала, понижаются прочностные свойства и клинкероустойчивость огнеупорного материала в целом. Введение же алюмо 1071604 хромовых отходов и оксида никеля в количествах, превышающих рекомендуемые верхние граничные значения, нецелесообразно, так как практически не вызывает заметного. улучшения свойств огнеупорного материала.

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

Шихты приведенных в табл. 1 составов готовят следующим образом. дозированные по весу компонентышамот, увлажненный до 10% влажности„ и огнеупорную глину загружают в смеситель и перемешивают в течение

3 мин. Затем смеситель догружают также доэированными по весу и предварительно перемешанными в течение

5 мин алюмохромовыми отходами и оксидом никеля .и полученную смесь ингредиентов перемешивают еще в течение 5 мин. Из полученной шихты формуют образцы при удельном давлении 400 кгс/см (пресс Р-10). Обжиг образцов проводят в силитовой печи .при температуре 1430 10 С и выдержке 2 ч.

Термомеханические свойства образцов определяют ло общепринятым методикам испытаний огнеупоров.

Клинкероустойчивость огнеупорного материала определяют по следующей методике. т а б л и.ц а 1

Содержание компонентов, мас.Ъ в шихте

Компоненты

Шамот

35

49

30:

44 53

12,5 10

Огнеупорная глина

14,5

0,5

13

Оксид.никеля

Хромит

Сульфидно-спиртовая бражка

0 5.Алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности

В специальной форме иэ шихты предлагаемого состава формуют изделия в виде полого цилиндра (тигля) с внешним диаметром 60 мм, внутренним диаметром 30 мм и глубиной отверстия 30 мм. Отверстие заполняют

20 r. портландцементного клинкера, тигель с реагентом помещают в электропечь и ведут нагрев до 1450 С, время испытания 3 ч. По окончании

10 испытания тигель разрезают диаметрально вдоль образующей и по площади разъеданйя материала тигля, отнесенной к его первоначальной площади и выраженной:в процентах, 15 оценивают клиикероустойчивость огнеупорного материала.

Свойства огнеупорных материалов из шихты предлагаемого и известного составов приведены в табл. 2.

Все испытанные составы масс.из предлагаемой шихты показывают высокие механические свойства и клинкероустойчивость огнеупорного материала иэ известной шихты, Высокие свойства изделий из шихты предлагаемого состава обуславливают высокую. технико-экономическую эффективность их применения в качестве футеО ровочного материала в печах и тепло-. вых агрегатах проьыаленности строительных материалов, металлургической и химической отраслях промышленности.

2 3 4, 5 ! (прототип) 1071604

Т а блица 2

Составы шихты

Свойства

5 (известный) 2 3!

Предел прочности при сжатии, МПа

60

Клинкероустойчивость, Ъ

34

Огнеупорность, С

1730

1800

1420 1420 1450

1360

1400

2,03

Объемный вес, г/см

2,05

2,03

2,03

Составитель Р. Малькова

Редактор М. Дылын Техред Т.Маточка Корректор С. Иекмар

Подписное

Тираж 606

Заказ 36/19

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, С

62 65 . 70

22 16 11

1810 1820 1830