Способ изготовления огнеупорных изделий
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ по авт.св. № 595268, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделий при обжи1:е в интервале температур 40.01200 С и снижения температуры обжига, грубозернистый периклазовый материал перед смешиванием с технологической связкой обрабат лвают реакционным раствором , содержащим, мас.%: Азотная кислота О,1-30 Уксусная кислота 0,1-30 0,5-10 Хлористый магний 0,2-15 Глицерин 0,5-35 Этиловый спирт Сульфат магния, обожженный при 300-900 С 0,5-5 Остальное Вода а термообработку проводят в паровоздушной среде.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 595268 (21) 3569322/29-33 (22) 28.03.83 (46) 23.06.84. Бюл. № 23 (72) А.Х.Акишев (71) Ордена Трудового Красного
Знамени институт металлургии и обогащения АН Казахской ССР (53) 666.97(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
N- 595268, кл. С 04 В 35/00, 1976. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ по авт.св. № 595268, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделий при обжиге в интервале температур 400„SU„„1098925 A за С 04 В 35/00 С 04 B 35/04
1200 С и снижения температуры обжига, грубозернистый периклазовый материал перед смешиванием с технологической связкой обрабатывают реакционным раствором, содержащим, мас.Х:
Азотная кислота О, 1-30
Уксусная кислота 0 1-30
Хлористый магний 0,5-10
Глицерин 0,2"15
Этиловый спирт 0,5-35
Сульфат магния, обожженный при
300-900 С 0 5-5
Вода Остальное а термообработку проводят в паровоз- душной среде. е
1 1098
Изобретечие относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для получения основных огнеупорных изделий на основе окиси магния, стойких к термическим ударам, воздействию высоких температур и агрессивных сред, По основному авт.св. Р 595268 известен способ изготовления огнеупорных изделий, включающий измельчение огнеупорного материала до грубозернистого состояния с размером частиц
5-0,01 мм, смешивание шихты с технологической связкой в количестве 1016 вес,Х, формование, термообработку и обжиг. Технологическая связка содержит водный раствор карбоксилметилцеллюлозы и поливиниловый спирт в соотношении 1:1-6: 1 (1 j.
Однако известный способ не позволяет в достаточной степени повысить прочность изделий при обжиге в интервале температур 400-1200 С и снизить температуру обжига. Связано это с низкой активностью частиц обжигаемо- 21 го материала. Технологическая связка (карбоксилметилцеллюлоза и поливиниловый спирт) как временное связующее мало активизирует зерна периклаза, но ввиду высокой подвижности техноло- З0 гической связки частицы периклаза достаточно плотно сближаются между собой. Но все же повышения прочности изделий в интервале температур
400-1200 С не происходит, так как органическая технологическая связка, выгорая, ослабляет связи между зернами периклаза. Повышение прочности изделий по этому способу происходит при температурах выше 1300 С и температура обжига материала составляет
1700 С и выше.
Целью изобретения является повышение прочности изделий при обжиге в интервале температур 400-1200 С и
45 снижение температуры обжига.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему измельчение периклазового материала да грубозернистого состояния, смешивание с технологической связкой, формованне, термообработку и обжиг, грубозернистый периклазовый материал перед смешиванием с технологической связкой обрабатывают реакционным раствором, содержащим, мас.X:
Азотная кислота О, 1-30
Уксусная кислота О, 1-30
Хлористый магний 0,5-10
925 2
Глицерин 0,2-15
Этиловый спирт 0,5-35
Сульфат магния, обожженный при
300-900 С 0,5-5
Вода Остальное а термообработку проводят в паровоэдушной среде.
При обработке материала реакционным раствором на грубозернистых частицах периклаза образуется тонкий активный слой толщиной < 0,01 мм. Он представляет собой смесь различных солей магния, образованных в процессе взаимодействия реакционного раствора с оксндом магния.
Активный слой состоит из следующих .соединений: М (МО )2, М С1 м (см соо), мено+, нитроглицерина, глицерина, сложных эфиров, этилового спирта и воды. Присутствие этих соединений в материале увеличивает контактную прочность зерен периклаза между собой и подвижность зерен при формовании изделий. Реакционный раствор обладает высокой гигроскопичностью, обеспечивая полноту взаимодействия его с окисью магния..
После обработки материала реакционным раствором на поверхности зерен периклаза остается часть свободной окиси магния, которую также активизируют.
Для этого сформованный огнеупор
1 термообрабатывают в паровоздушной среде при 120-200 С. При этом свободная поверхностная окись магния частиц периклаза гидратируется, образуя гидрат окиси магния.
Обработанный реакционным раствором и прошедший термообработку в паровоздушной среде периклазовый материал обжигается. В процессе обжига происходит последовательное разложение соедине- . ний магния и органических веществ, входящих в состав активного слоя.
Сложные эфиры, глицерин и нитроглицерин разлагаются при 200-300 С. При повышении температуры обжига изделий постепенно разлагается М С1о (начало разложения при 100 С), затем уксуснокислый и азотнокислый магний (при 320480 С), гидрат окиси магния (при 500700 С) и в последнюю очередь разлагается сульфат магния при 1200-1300 С).
При разложении указанных соединений магния вновь образуется окись маЪ.нИяр .но более активной формы. В результате т различий в температурах разложения.1098925 соединений магния происходит образование окиси магния различной степени активности и с различной температурой обжига. Кроме того, при разложении соединений магния возможно образование.. 5 промежуточных соединений магния, кото рые придают дополнительную активность материалу.
При 100-300 С образуется примерно !
О
0,1-4Х активной окиси магния, при
320-480 С вЂ” 0,1-3Х, при 500-700 С—
О, 1-15Х, при 900-1000 С вЂ” О, 5-2Х, а при 1200-1300 С вЂ” 0,2-2Х.
Такой процесс ступенчатого выделения активной окиси магния в массе
15 материала создает условия постепенно- . го его упрочнения. Сначала происходит уплотнение материала при 100800 С, а.по мере достижения температуры обжига 900-1500 С вЂ” спекание о 20 периклаэа. Это позволяет ускорить процесс сближения и образования прочных агрегатов периклаза и тем самым снизить температуру обжига материала.
Реакционный раствор содержит следующую смесь веществ, мас. : азотная кислота О, 1-30; уксусная кислота О, 130; хлористый магний 0 5-10; глицерин
0,2-15; спирт 0,5-35, сульфат маг. ния, прокаленный при 300-900 С 0,5-5, ЗО вода остальное.
Уменьшение содержания компонентов реакционного раствора ниже указанного предела снижает активность реакционного раствора, а увеличение их выше 35 указанной величины увеличивает на зернах материала толщину реакционного слоя, что повышает порообразование на границе зерен периклаза при обжиге, Пример 1. 5000 r периклаэо- 4О вого материала измельчают до грубозернистого состояния до фракции
0,5-0,01 мм, обрабатывают 400 мл ре " акционного раствора, содержащего
0,1Х азотной кислоты,, 307 уксусной
45 кислоты, 0,5% хлористого магния, 0,27. глицерина, 0 5 этилового спирта, 0 5Х сульфата магния, обожженного при 300 С, и 68,2 воды.
Затем массу смешивают с технологи- 5О ческой связкой, состоящей из водного раствора карбоксилметилцеллюлоэы и поливинилового спирта в соотношении
1:1 в количестве 100 мл, формуют изделия при давлении 20 мПа, подвергают термообрябзтке в паровоздушной о о среде при 120 С и обжигают при 1500 С с выдержкой в течение 6 ч.
Пример 2. 5000 r периклазового материала измельчают до грубозернистого состояния до фракции 50,06 мм, обрабатывают 400 мл реакционного раствора, содержащего ЗОХ азотной кислоты, 0,1Х уксусной кислоты, 107 хлористого магния, 15Х глицерина, 35 спирта, 5Х сульфата магния, обожженного при 500 С, и 4,9Х воды.
Затем массу смешивают с технологической связкой, состоящей из водного раствора карбоксилметилцеллюлозы и поливинилового спирта в соотношении
3:1 в количестве 80 мл, формуют изделия при давлении 20 мПа, подвергают термообработке в паровоздушной среде при 200 С и обжигают при 1500 С с выдержкой.в течение 6 ч.
Пример 3. Периклазовый материал измельчают до грубозернистого состояния, отсеивают фракцию 3-2 мм в количестве 2500 r, добавляют 2500 r слоистых гранул иэ периклаза фр. 32 мм, обрабатывают 200 мл реакционного раствора, содержащего 15Х азотной кислоты, 15Х уксусной кислоты, 57 хлористого магния, 7Х глицерина, 20Х этилового спирта, 37. сульфата магния, обожженного при 900 С, и 35Х воды.
Затем массу смешивают с технологической связкой, состоящей из водного раствора карбоксилметилцеллюлозы и поливинилового спирта в соотношении 6: 1 в количестве 50 мп, дббавляют
500 г тонкодисперсного периклаза ((0,06 мм), формуют изделия при давлении 15 мПа, подвергают термообработке в паровоэдушной среде нри 200 С и обжигают при 1500 С с выдержкой в течение 6 ч. По этому примеру получают пористые изделия.
Технические свойства йэделий. изготовленные по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.
1098925
Предел прочности при сжатии, мПа, изделий по примеру
Показатели
По известному способу
Температура обжига изделий, С
400
11,0
4,5
9,5
5,0
1,3
12,0
700
0,9
9,0
6,0
3,5
2,0
15,0
11,0
7,0
900
12,0
5,3
12000
30,0
8,8
28,0
48,0
6,5
1500
37,0
10,5
23,0
10,0
38,0
1700
Плотные Пористые Плотные
Пористые
Плотные
Типы изделий
Составитель Л.Булгакова
Редактор Н.Егорова Техред Т.Дубинчак
Корректор IO.Макаренко
Заказ 4314!20 Тираж 606 Подпис ное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4
Таким образом, предлагаемый способ
30 получения периклазовых огнеупоров способствует повышению прочности изделий при обжиге в интервале температур 400-1200 С и снижению температуры обжига огнеупоров.
Так, для плотных и пористых изделий их прочность увеличивается при
400 С вЂ” в 2 раза, при 700 С вЂ” в 35 раз, при 900 С вЂ” в 2, 5-4 раза, при 1200 Св 1,5-2 раза,а температура обжига снижается на 200 С и составляет 1500 С.
