Шихта для получения легковесного огнеупорного материала

 

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОВВСНОГО ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА , включаюшая бой корунаовой пенокерамики и тошсомолотый теэшичес кий глинозем, отличающаяся тем, что, с целью снижш ия уса:цки, : повьпиения пористости и термостойкости, она сопержйт бей корунцовой пенокера МИКИ фракции мм и цопопнителыю технический глинозем coi сферолвтовой структурой частиц при слеауюшем соотношении компонентов, об. %: Тонкомолотый технический глинозем, 25-35 Технический глинозем со сферолитовой структурой частицо/ , 15-25 Бой корунаовой пенокер М. ки фракции З-ЗО ммОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1 ) 35 1537 1/29-33 (22) 24.11.82 (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) А.А.Дабижа, В.В. Моисеев, Л.П. Иванова, Ll. С, Рутман, Ю.С. Торопов, С. Ю. Плинер и Н.М. Пермикина (53) 666.563.5 (088,8) (56) 1. Гузман И. Я. Высокоогнеупорная пористая керамика. М., "Металлур .. гия, М., 1971, с. 60-63.

2. Авторское свидетельство СССР

K 451661, кл. С 04 В 21/02, 1973, 3. Гуэман И.Я. Высокоогнеупорная пористая керамика. М., "Металлургия", 1971, с. 132-138 (пРототип). (54)(57) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ЛЕГКОВЕСНОГО ОГНЕУПОРНОГО МА

За) 04 В 21/00 С 04 В 35/10

ТЕРИАЛА, включаюшая бой «орундовой пенокерамнки и тонкомолотый техничес кий глинозем, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью снижения усадки,: повышения пористости и термостойкос ы, она содержит бой корундовой пенокера мики фракции 3»30 мм и дополнительно технический глинозем со сферолитовой структурой частиц при следуюшем соотно шенин компонентов, об. %:

Тонкомолотый технический глинозем 25W5

Технический глинозем со сферолитовой структурой частиц ° ., 1525

Бой корундовой пенокерами-. ки фракции 3-30 мм Остальное

1 1079630 з

1О

Основным недостатком данной шихты является высокая плотность. Открытая пористость не превышает 39%.

Известна также шихта (2j аля изготовления теплоизоляционных легковесных огнеупоров, которая содержит в своем составе, вес.%:

O ис тен-с иллиманитовый концен тра т 40 50

Технический глинозем со 35 со сферолитовой структурой частиц 10 30

Тонкомоло тый 30- 40

Метилцеллюлоза 0,1-0,2

Квасцы „цо 0,6

Однако легковесные огнеупоры из вестного состава характеризуются недостаточной прочностью при сжатии

9 15,1 ИПа, недостаточно высокой температурой применения 1923 К. 4

Наиболее близким техническим решением к изобретению является шихта цля получения легковесного огнеупорного материала, содержащая бой корундовой пенокерамики фракции 0.25-1 мм

70-80 вес.% и тонкомолотый глинозем

20-30 вес.% (3) .

Оцнако цанная шихта характеризуется высокой плотностью, открытая пористость не превышает 44, высокими огневой 55 и цополнительной усапками (более 20%, более l соответственно), а также нецот статочными термостойкостью (более 40

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть ио пользовано цля изготовления легковесных огнеупорных изцелий на основе оксица алюминия, применяемых в качестве высокоогнеупорной теплоизоляции высокотемпературных агрегатов, работающих. при температуре цо 2123 К.

Известна шихта fl) цля изготовления корунцовых легковесных изаелий зернистого строения, которая содержит в качестве наполни теля электроплавленный фракционированный корунц с размером зерен ао 1,5 мм, полученный дроб лением и последующим рассевом корун- 15 довых брикетов, обожженных при 19732023 К. В качестве связки используют тонкомолотый глинозем с содержанием частиц размером более 10 мкм в количестве 20-26%. Указанные компоненты 20 используют при следующем соотношении, об. %:

Наполнитель 2 5-45

Глинозем фракции менее 10 мкм 55-75 2ъ

l 5-25 возцушных теплосмен, 1273-293 К и температурой применения 2073 К.

Е1ель изобретения — снижение усацки, повышение пористости и термостойкости.

Поставленная цель постигается тем, что шихта, цля получения легковесного огнеупорного материала, включающая бой корунцовой пенокерамики и тонкомолотый технический глинозем, содержит бой корундовой пенокерамики фракции 3-30 мм и дополнительно технический глинозем со сферолитовой структурой частиц при слецующем соотношении компонентов, об. %:

Тонкомолотый TexHH ecKHé глинозем 25-35

Технический глинозем со сферолитовой структурой частиц

Бой корунаовой пенокерамики фракции 3 30 мм Остальное

Применение заполнителя с размером зерна менее 3 мм снижает не только общую пористость материала, но и целает невозможным получение материала изэа незаполняемости межзеренного пространства при формовании. Наполнитель с размером зерен 3-30, мм, обладающий высокой пористостью 70-90, способствует увеличению пористости всей массы.

Водная суспензия тонкомолотого глинозема с размером частиц цо 20 мкм облацает хорошими вяжущими свойствами, что обеспечивает прочный контакт с наполнителем и высокую прочность полуфабриката и изцелий после обжига, вследствие образования спеченной и прочной структуры вокруг наполнителя, снижая тем самым дополнительную усацку иэделий при высоких температурах. При снижении соцержания глинозема с указанными размерами частиц менее 25 снижается прочность материала из-за нецостаточной степени спекания структуры вокруг зерен наполнителя.

Ввецение в шихту цополнительно немолотого технического глинозема со сферолитовой структурой частиц, состоящего из пористых агрегатов с размером частиц 40 200 мкм, снижает усадку при сушке без значительного увеличения плотности материала и увеличивает прочность полуфабриката за счет повышения коэффициента упаковки вяжущей фазы.

При снижении соцержания глинозема с размером частиц 40-200 мкм менее .

15% прочность материала снижается ис -, 1079630

35 за образования трещин в вяжущей фазе, вызванных большими усацочными напряжениями при сушке и обжиге материала.

При увеличении размера частиц глинозема более 200 мкм суспензия сецимен- 5 тационно неустойчива, что затруцняет формование и структурообраэование материала.

Использование при формовании метода раздельной уклацки позволяет повысить соцержание и размер крупного наполнителя и соответственно уменьшить количество вяжущего (воцы), т,е, также способствует увеличению пористости и снижению усацки при обжиге и в 15 службе.

Для изготовления пористого огнеупорного материала водную суспензию иэ тонкомолотого глинозема плотностью

2,2-2,4 г/см и рН=З-4 смешивают с 20

3 глиноземом со сферолитовой структурой частиц и цовоцят цо плотности 2,452,6 г/см . Фракционированный бой пенокорунца укладывают в активные или неактивные формы, после чего приготов- 25 ленной суспенэией заполняют межэеренное пространство; формообразование происхоцит за счет частичного обезвоживания суспензии на пористый наполнитель и форму (активная форма) или только на щ

t пористый н&полнитель (неактивная форма)

Пример 1.,Бля получения ле| ковесных блоков размером 300к 300 х 150 мм, используемых в качестве футеровки высокотемпературной печи (температура на горячей стороне

2073 К) примсняют фракционированный бой пенокорунца с пористостью 75% и размером зерен 15-30 мм. Водную суспензию оксида алюминия с размером 4р частиц менее 20. мкм - 50% и 40200 мкм - 50%, плотностью 2,55 г/сЛ и рН»4 получают смешением молотого и исходного глинозема со сферолитовой структурой частиц с воцой и стабилиэа- 45 цией в шаровой или валковой мельнице в течение не менее 1 ч. Полученную суспензию заливают в пустоты каркаса, образуемого пористым заполнителем, ко»торый нахоцится в металлической форме, при слецуюшем содержании компонентов, . об.%:

Фракционированный порно« тый заполнитель (пено» корунц) 50

Технический глинозем со сферолитовой структурой ч&с тиц 25

Тонкомолотый Gq =

6000 см /г 25

После окоцчыия формообразования (2 ч) и разборки формы блоки направляют на сушку при 423 К в течение 4ч и обжиг при 1873 К в течение 4 ч.

Полученные блоки характеризуются следующими свойствами: открытая пористость

58,3%; предел прочности при сжатии

33,4 МП& огневая обьемная усацка

3,8%; дополнительная усапка при

2073 К менее 1%.

Пример 2. Бой пенокорунца с обшей пористостью 80% и размером

3-10 мм укладывают в форму и сверху заливают суспензией на основе оксида алюминия плотностью 2,50 г/см, полу3 ченной послецовательным смешением молотого и немолотого технического глинозема и вопы, стабилизацией, при сопержании компонентов, об.%:

Пенокорунц 60

Технический глинозем со сферолитовой структурой частиц 15

Тонкомоло тый 25

Полученные блоки имеют открытую пористость 54,2%, предел прочности при сжатии 31,3 МПа, огневую обьемную усацку 3,7%, дополнительную усацку при 2073 К с 1%.

Пример 3. Наполнитель - бой пенокорунпа с общей пористостью 80% и размером 10-15 мм уклацывают в фон» му и заливают суспензией на основе оксица алюминия плотностью 2,45г/см

3 при соцержании компонентов, об.%:

Пенокорунц 50

Технический глинозем со сферолитовой структурой частиц 25

Тонкомолотый 25

Полученные блоки имеют открытую пористость 60,0%,предел прочности при сжатии 32,2 МПа, огневую объемную усапку 4,0%, цополнительную усапку при 2073 К (1%.

Свойства легковесных огнеупорных иэделий, полученных по предлагаемому способу, в сравнении с прототипом прец» ставлены в таблице, 1079630

°

V ч

COI IQ СИ

03 03 lQ о m a с с) (О

О !О сч

Л л

03 1 1 о в с9 сЧ с9 о о Ф с9 н!

0) СО С9 о а о

0) 03 ф .tQ

cv. c

0) сО

СЯ О!

ol

IQ ({) l0 Ф О3 0) lQ >

О m О н со

Ч "Ф Й IQ Ю IQ (О Ю Л

I cO (D Al

IQ (О

О а IQ

ОО IQ р! 6) Я о о и! Я!

IQ О О О О (О (О lQ И !О

Я О О O О о н о н о

С ) I!

О (О н ! о о!

0) lQ о о о

М

Ч о (О н A! а, Щ о (О !О л

М о о (О (О !О

h Нl A

М (т) с9

С4

lQ Щ л

1079630

Составитель P. Малькова

Редактор Т. Колб Техред Т.Маточка Корректор В. Гирняк

Заказ 1251/23 Тираж 606 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

Из таблицы видно, что на основе пористого наполнителя (боя пенокорунда с обшей пористостью 70-Э0%) с ра мером зерен 3-30 мм и водной суспен зии немолотого и тонкомолотого тжнического глинозема, используя метод раздельной укладки при формовании и обжиг при 187,3 К, получены легковесные or» неупо жые изделия, обладаияпие при оди10 иаковой прочности с прототипом пониженными огневой и дополнительной усадкой при 2073 К, более высокой обшей пористостью, а также повышенной температурой применения 2123 К и термостойкостью более 50 воздушных теплосмен 1573 293 К.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения составляет 150 тыс. руб./год на одну печь.