Огнеупорная масса

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, твключающая кварцит, циркон, карборунд, борсодержащий компонент и оксид металла , отличающаяся тем, что, с целью повышения металлоустойчивости , прочности, термостойкости и снижения пористости, она содержит в качестве оксида металла оксид цинка и дополнительно - карбоксилметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Циркон10-20 Карборунд 10-20 Борсодержащий компонент (в пересчете на BgOj) 1,5-2,5 g 1,5-5,5 Оксид цинка Карбоксилметил (Л 0,2-1,0 целлюлоза Остальное Кварцит

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН ()9) ()1) 3{51) С 04 В 35 14,- . б . а (! Тг 4. 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHI4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВМ (21 ) 3493530/29-33 (22) 24.09,82 (46) 23.03.84. Бюл. 9 11 (72) Е.!О, Буковина, Я.Н. Питак, А,С. Бережной, Т.Н. Безрук, Ю.И. Безобразов, Н.А. Герцук, А.И. Ганенко и А.М. Белов (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 666.764.2(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 501997, кл. С 04 В 35/14. 1974.

2. Минералы. Справочник,вып.1, N,, "Наука", 1974, с. 225.

3, Заявка Японии 9 54-43218, кл. С 04 В 35/14, опублик. 1979.

4. Авторское свидетельство СССР

9 872513, кл. С 04 В 35/14, 1981, (54 ) (57 ) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, .включающая кварцит, циркон, карборунд, борсодержащий компонент и оксид металла, отличающаяся тем, что, с целью повышения металлоустойчивости, прочности, термостойкости и снижения пористости, она содержит в качестве оксида металла оксид цинка и дополнительно — карбоксилметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Циркон 10-20

Карборунд 10-20

Борсодержащий компонент (в пересчете на В203 ) 1,5-2,5

Оксид цинка 1 5-5,5

Карбоксилметилцеллюлоза 0,2-1,0

Кварцит Остальное

1081150

Изобретение относится к огнеупорам и может быть использовано в качестве футеровочных масс индукционных печей цветной металлургии и других тепловых агрегатов.

Известна набивная огнеупорная 5 масса для футеровки тиглей индукционных печей, включающая кварцит кристаллический, борсодержащий компонент, карборунд черный и электрокорунд белый при следующем соотношении компонентов, вес,-.| :крксталль ческий кварцит — основа; борсодержащий компонент 1-2; карборунд черный

5-10; электрокорунд белый 10-20 (1 ), Недостатком шихты является ее многокомпонентность, которая затрудняет усреднение состава, а также совместное присутствие кремнеземистой и корундовой составляющих. Совместное использование 810 к Al 03 приводит в условиях службы к разъеданию футеровки! медьсодержащим расплавом, особенно в случае наличия в нем таких легирущих добавок, как

Вп, Zn и РЬ, Кроме того, через область указанных составов проходят довольно низкотемпературные изотермы — 1300 и 14000С (2J. Указанные составы недостаточно огнеупорны. Поэтому, хотя составы имеют довольно хороший показатель порис- ЗО тости, однако в условиях их службы неизбежно появление большого количества жидкой фазы в теле футеровки, что в свою очередь а повысит ее реакционную склонность к расплаву металла и повлечет коррозию и разрушение, Известен также кремнеземистый огнеупор высокой плотности, где в состав кремнийсодержащей смеси вводят тонкомолотый карбид илк нитрид кремния (3 ).

Однако использование бескислородных соединений кремния в виде керамического связующего для набивной массы нецелесообразно, так как рабочие температуры (1300-1350 С J будут безусловно низкими для спекания карбида кли нитрида кремния, что послужит причиной достижения невысокой плотности и прочности тела огнеупора.

Наиболее близкой к предлагаемой

5G по технической сущности и достигаемому эффекту является масса L4.1 следующего состава, мас.Ъ:

Циркон 26-33

Борный ангидрид 0,2-0,5

Карбид кремния 10-20

Окись иттрия 0,5-1,0

Кварцит Остальное

Недостатком известной массы является использование дорогого и дефи- 60 цитного оксида иттрия, а также недостаточно высокие показатели термостойкости, прочности и металлоустойчивости, Введение в известную шкхту оксида иттрия в количестве до 65

1 мас.Ъ безусловно не обеспечивает его равномерного распределения,тем более, что по известной технологии окскд иттрия вводят в последнуюю очередь, даже после борного ангидрида, Оксид иттрия не образует с остальными компонентами огнеупорной массы металлоустойчивых стекловидных пленок, которые могли бы упрочить материал и повысить его металлоустойчивость, Целью изобретения является повышение металлоустойчквости, прочности„ термостойкости и снижение пористости, а также удешевление материала, Поставленная цель достигается за счет того, что масса, включающая кварцит, циркон, карборунд, борсодержащкй компонент и оксид металла, в качестве оксида металла содержит Ег.О и дополнительно — карбоксилметклцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.й:

Цкркон 10-20

Карборунд 10-20

Борсодержащий компонент (в пересчетс на В, О,) 1, 5--2, 5

Окскд цинка

Карбоксклметилцеллюлоза 0,2--1,0

Кварцкт Остальное

В предлагаемоу шкхте вторым компонентом керамической связки выступает легкоплавкий В2О, который совместно с ZnG, а также с мелкой фракцией кварцита образует достаточно легкоплавкие эвтекткки порядка 1300о

1400 С, позволяюцие получить стойкие к расплаву медьсодержащкх сплавов стеклообразные пленки. Межфазные пленки хорошо склеивают кристаллы огнеупорных наполнктелей — кварцита и карборунда, причем цинк и борсодержащие стекла имеют коэффициент термического расширения, близкий с кварцитом, что служит причиной поповышения термостойкостк материала, Хорошая смачивающая способность цинксодержащих стекол позволяет повысить прочность к уменьшить пористость набивной футеровки. Применение карбоксилметилцеллюлозы (ККЦ) позволяет равномерно нанестк 7пб на поверхность зерен кварцита.

Пример 1, Приготавливают

4%-ный раствор карбоксилметклцеллюлозы, в котором разводят оксид цинка. Затем этот раствор наносят на крупную 5-0,5 мм фракцию кварцита.

Отдельно смешивают остальные компоненты шкхты и затем соединяют с крупныл кварцитом, "окрашенным" оксидом цинка. Образцы формуют прк давлении порядка 100 МПа, что соответствует приблизительно усилив трамбованкя. Образцы медленно разо1081150

Содержание компонентов, мас. t,è свойства составов

Показатели

1 2 3 4 5 6 7 (известный) 52,5

20,0

64,8

15 0

3,0

75,5 69,0 64,5

10,0 10,0 15 0

58,05

26,0

64,0

15 0

Кварцит

Циркйн

3,0

3,0

15 0

1,5

5,5

3,0

Zn0

15,0 15,0

10,0

15 0

20,0 15 0

Карборунд

Борсодержащий компонент (BãÎ )

Карбоксилметилцеллюлоза

2,0

2,5 2,0 2,0

0,2

2,0

0,5 0,5 0,5

1,0

0,5

0,2

0,75

Окись иттрия

Прочность при сжатии, МПа

28,0 37,6 39 0

22i5 20i5 19с5

36,2 35,5 34,8

20,2 22,7 25,5

25,3

Пористость, В

28 0

Металлоус тойч и в ос ть (разъедание, мм) 0,06 0,07 0,05 0,08 0,06 0,07

0,70

30 35 40

Термостойкость (1300 С вЂ” вода) 25

32 38

Составитель Н. Соболева

Техред И.Метелева Корректор С. Шекмар

Редактор Н, Егорова

Заказ 1469/20 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 гревают с медным шаблоном, который затем проплавляют в течение 6-8 ч. После охлаждения образцы подвергают распиловке для определения металлоразъедания. Остальные свойства определяют по стандартным методикам.

Аналогично изготавливают остальные образцы.

Наилучшие свойства получены для примера 3. Как видно из таблицы, где приведены составы и свойства

I композиций, замена оксида иттрия на оксид цинка и введение КМЦ, а также некоторое изменение пределов массовых составов циркона и кварцита позволяет значительно улучшить металлоустойчивость (снизить разъедание с 0,7 мм у известного состава до

0,05-0,07 мм у предлагаемого) и повысить физико-механические свойства материала. Так, термостойкость повышается в полтора раза, а также значительно улучшается показатель прочности (с 25,3 МПа у известного состава до 28-39 МПа в предлагаемом материале). Показатели пористости

5 также улучшаются.

В предлагаемой массе используется оксид цинка, который является продуктом пылеочистки на ПО "Харьковвторцветмет", а также на других заводах вторичной цветной металлургии, в то время, как известный состав содержит дорогой и дефицитный материал — оксид иттрия. Экономический эффект от внедрения предлагаемой массы составит порядка 100120 тыс. руб. в год благодаря повышению сроков службы футеровки и сокращению потерь дорогостоящей брон20 зы во время смены футеровки °