Огнеупорная масса для изготовления теплоизоляционных изделий

Авторы патента:

C04B38 - Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их (обработка шлака газом или газообразующим материалом C04B 5/06)

C04B35/63 - использование добавок, специально подобранных для формования изделий

C04B35/101 - огнеупоры из зернистых смесей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (g))g С 04 В 35/10 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” L„ р

12"24

6-14

2-6

g-A1 0

f-А1 0

А1(0H)

Врда дистйллированная

11,2-14,0

0,8-1,0

3"32

Соляная кислота

Зернистый корунд

ГОСУДАРСТВ Е Н НО Е ПАТЕ НТНОЕ

8ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 3585042/33 (22) 25.04.83 (46) 07.01.93. Бюл. М 1 (71) Восточный научно-исследовательский проектный институт огнеупорной, . промышленности, (72) Д.С.Рутман, H.Ì.Ïåðìèêèíà, З.У.Евдокимова, В.ф.Кутуков, А,Г.Белогрудов и E.È.Èñàêîâà (53) 666.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 417396, кл. С 04 В 21/00, 1978. ! aopy А .Н., Пашенко Н.С., Субочев И.Г. Высокопрочные пористые огнеупоры на основе корундовых сферических гранул, - "Огнеупоры", 1978, У 11, с. 39-41 (54) (57) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГО"

ТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИИ, Изобретение относится к области производства огнеупоров, а именно к составам для изготовления огнеупоров фасонной конфигурации, применяемых для футеровок тепловых агрегатов с водородсодержащей средой и температурой службы выше 1700 С, Известна огнеупорная масса для изготовления теплоизоляционных легковесных изделий, включающая пустотелые корундовые сферы 64-76 мас.Ф, дистен-силлиманит тонкомолотый 612 мас.4 и связующее алюмофосфатное

18-24 мас.4:

Недостатком этой массы является возможность достижения малой плот,. Я2,, 1128537 А1

2 включающая пустотелые корундовые сфе» ры и алюмооксидную связку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью . снижения плотности и теплопроводнос-:

;ти теплоизоляционных изделий при со-., -хранении их прочности, она дополнительно содержит зернистый корунд, а в качестве связки - волную суспензию из тонкодисперсных tx. "А1 0, g -А1 0, A1(0H)> и соляную кислоту пр сле-, дующем соотношении компонентов,мас,Ф."

Пустотелые корундовые сферы суспензия из тонкодисперсных: 32-50 ааеюв ности и теплопроводности, получаемых из нее огнеупоров, при значителв- ЬЭ ном снижении их прочности (плот- СО ность 1,43 г/смз, коэффициент теп- (Я лопроводности. при t 1350 С - (д)

; 1,15 Вт/мК), 4

Крома того, содержание в массе

; дистен-.силлиманита и алюминийфосфат, ного связующего,приводит при термо обработке к образованию муллита и

Ро..

При службе в водородсодержащей . вреде при температуре выше 1600 С о .муллит разлагается. Оксиды кремния и Р О испаряются. Изделия теряют в весе, разрыхляются и разрушаются.

1128537

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является состав массы для изготовления пористых огнеупоров на основе пустотелых корундовых сфер, содержащих,:.мас.Ф, пустотелые корундовые сферы с размерами гранул, мм;

3-2 10-50 10

?-1 20-25

1"0,5 20-30

0,5 20 и вибромолотый глинозем Г-О, обожженный при 1750 С, 20-30. 15 !

Из этой массы могут быть получены огнеупоры с достаточно высокой процностью, Их недостатком является высокое значение плотности (1,76

1,97 гlсмз) и теплопроворности (1,82 0 Вт/Мк при t = 1350 C), К повышению плотности и .теплопроводности огнеупоров в данном случае приводит использование увлажненного o(-A1 0> (в вире вибромолотого глинозема) в качестве связующего пустотелых сфер, ранная масса не пластична, так как компоненты массы не обларают дос- Зр татоцной подвижностью и клеящей способностью, поэтому изготавливать изделия из нее можно только полусухим прессованием или трамбованием. Аднако при изготовлении изделий такими способами происходит цастицное разрушение пустотелых сфер, цто приводит также к повышению плотности и теплопроводности изделий. Кроме того, полусухое прессование и трамбование ограничивают возможность изготовления изделий сложного Фасона, Целью изобретения является снижение плотности и теплопроводности теплоизоляционных изделий при со- 45 хранении их прочности, Поставленная цель достигается эа счет того, цто огнеупорная масса для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая пустотелые корунровые сферы и алюмоаксидную связку, дополнительно содержит зернистый корунд, а в качестве связки-- водную суспензию иэ смеси TQHKopHcllppcHtlx о(-A1 0, II -Al и, А1(ОН) и соляную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас,W:

Пустотелые корундовые сферы 32-50

Суспензия из тонкодисперсных:, М--Al Î 12-24

tI -А1 оэ 6-14

A1(Ой). 2-6

Вода дистиллированная I 1,2-14,0

Соляная кислота 0,8-1,0

Зернистый корунд 3-32

Сущность данного технического решения заключается в следующем.

Использование корунда в виде пустотелых сфер в сочетании с зернистым корундом и комплексным керамическим связующим обеспечивает изделиям низкие плотность 1,25-1,61 г/смз и теплопроводностb 0,98-1,54 Вт/(м К) при

1350 С при относительно высокой проч-. ности изделий ро 29,0 МПа.

В суспензии иэ алюминийсодержащих компонентов, включающей гидроксиды алюминия при содержании соляной кислоты образуются оксихлориды алюминия в колицестве ро 3-53, которые проявляют повышенные клеящие и упроцняющие свойства„ В результате, при виброформовании .масс в гипсовых формах, на пустотелых сферах и зернистом корунде образуется пленка иэ активного оксида алюминия, который связывает массу в устойчивый монолит, обеспечивая ему прочность как в сырце, так и после обжига, что особенно важно при изготовлении изделий сложного фасона.

В суспензии из тонкодисперсных компонентов,.содержащих технический глинозем - II -А1 0, гидрооксид алюминия А1(ОН), взятых в заявленном соотношении, за счет разложения гидроксида алюминия и полиморфных превращений при перехоре II -Al+0> в

М-А1 0 при термообработке массы образуется тонкопористая структура связующего с размером пор 50-3000 А. . Тонкопористая структура связующего обеспечивает изделиям низкие плотность и теплопроводность.

Содержание в массе зернистого корунда и тонкорисперсного глинозема в вире ñ -А1 0 в заявленных соотношениях обеспецивают предложенной массе прочность.

Свойства изделий иэ предложенной массы можно варьировать в заданных пределах за счет изменения зернового состава наполнителя, содержания

10 t5

5 1 плавленого или спеченного зернистого корунда и изменения соотношения компонентов в керамическом связующем суспензии) .-Alãоз g-Al Oú и, Al (ОН) + .

С уменьшением размера зерна наполнителя и с увеличением содержания

К-Al+O> в керамической суспенэии возрастает прочность, но в то же время возрастают плотность и теплопроводность массы.

Снижение плотности и теплопроводности при относительно высокой прочности обеспечивают массе компоненты

f-Л! О и Л1(ОН), входящие в керамическое связующее в заданных пределах за счет образования активных оксихлоридов алюминия и тонкопористой структуры, связующего.

Увеличение содержания зернистого корунда в массе больше 32 мас.Ф приводит к лальнейшему росту плотности (1,7 r/cM3) и теплопроводности, которые не удается компенсировать введением I% -A1.<О> и Al(OH)>,.

При содержании зернистогь коруНда 33 огнеупоры непрочные ((10 МПА), что не позволяет их использовать при высоких температурах, а повышение содержания О(-Л1 Оз в суспензии для упрочнения приводит к высоким значениям теплопроводности.

Наилучшая формуемость масс при виброформовании в гипсовых формах получена при соотношении наполнителя от 53 до 64 мас,i и связующего от

47 до 36 мас.1 при его плотности от

1,9 до 2,0 г/смз.

Наличие в массе алюминийсодержа" щих компонентов обеспечивает еи обьемопостоянство в среде водорода при температурах выше !700 С и низкую йспаряемость.

Пример, Смесь алюминийсодержащих компонентов (глинозем технический 24 мас.%, например, марки ГН-1, технический глинозем марки Г-00

6 мас,Ф и гидрат глинозема 2 мас.В, например марки ГР-0 или ГД-1) измельчают в вибромельнице до размера частиц менее 5 мкм. Затем порошок затBops.loT дистиллированной водой 14 мас.Ф

120537 6 и соляной кислотои 1 мас.4 (плотность 1,17 г/смз), доводя суспензию до плотности 1,9-2,0 г/см .и кислотности раствора рН = 3-4, Компоненты наполнителя-пустотелые корунловые сферы 50 мас.Ф изготовленные по известной технологии, с размером зерен 5-0 мм и зернистый корунл (3 мас.Ф) с размером зерен

3-0 мм (электрокорунд, вйпускаемый промышленностью, спеченный корунд, полученный дроблением спеченных брикетов, изготовленных из глинозема, например марки ГН-1) предварительно смешивают между собой, затем вводят суспензию, перемешивают и заполняют гипсовые формы при непрерывном вибрировании на виброустановке (частота колебаний вибратора 2800 колебаний в 1 мин, амплитуда 0,1 мм).

Изделия выдерживают в гипсовых формах в течение 2-3 сут, при температуре не выше 100 С. Затем формы разбирают и изделия обжигают при

1700ФС.

В таблице приведены составы масс, выполнвнные согласно изобретению, и . свойства изделий иэ этих составов e . сравнении со свойствами изделий, no"" лученных из известных составов масс.

Как видно из таблицы, полученные согласно изобретению изделия харак35 теризуются более низкими значениями плотности и теплопроводности по сравнению с теми же свойствами изделий, полученных по прототипу. При этом полученные изделия характеризуются

40 достаточно высокой прочностью. ля составов 6 и 7 прочность на изгиб при температуре 1600 С составляет 1,2 МПа, а при 1700 С - 0,22 МПа, что гарантирует надежность иэделий в службе при температуре 1700 С.

У изделий практически отсутствует дополнительная усадка и испаряемость при температурах 1700-1800 С в среде водорода. Таким образом,из предложенной массы можно готовить вибро" формованием теплоизоляционные иэделия сложного фасона с достаточной механической прочностью.

1170537

Веркимр иас,2

Прелата коониествемного солериенмл компонентов, Солереанне коипонентое, иассоаал долл, 2

Пиинид Срелмид

Г Т 1 )s (!

2 3

Корундоаие пустотепие сферн, размер зерен, ни

5-3

60-80

64-76

1б

16 16