Способ подготовки шихты для огнеупорного материала

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА, включающий магнитную обработку воды и после дующее смешение компонентов шихты и омагниченной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения предела прочности При сжатии, плотности, термостойкости и шлакоустойчивости , перед магнитной обра;боткой в воду вводят сульфат алюминия до обеспечения его концентрации 1,5-2,0% и поверхностно-активное вещество - натрий-алкил-б-аланин .структурной формулы , NHCH jCH COOKa где п 10-12 до-Обеспечения концентрации 0,2-0,5%, после чего,на (О сыщают полученный раствор кислородом: до концентрации 0,3-0,5%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0Ю 01) sm- С 04 В 33 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фс

° °

М

let

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И CFfHPbfTHA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3569706/29-33 (22) 30.03.83 (46) 23.12.84. Бюл. М 47 (72) М.Е.Кононов, Ю.В.Афанасьев, О.В.Поваляева, О.А.Ефимова и Б.А.Брянцев (7 1) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им. С.М.Кирс ва АН СССР (53) 666.763.2 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

У 463651, кл. С 04 В 33/22, 1972.

2. Севриков А.В. Повьппение качест; ва алюмосиликатных огнеупоров методом физической активизации воды.

Автореф.дис. на соиск.уяен. степени канд. техн. наук. Днепропетровск, 1976 (прототип). (54)(57) CIIOCOB ПОДГОТОВКИ IXThl

ДЛЯ ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА, включающий магнитную обработку воды и после дующее смешение компонентов шихты и омагниченной воды, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения предела прочности при сжатии, плотности, термостойкости и шлакоустойчивости, перед магнитной обра.боткой в воду вводят сульфат алюминия до обеспечения его концентрации 1,5-2,0% и поверхностно-актив-, ное вещество — натрий-алкил-Р-аланин ,структурной формулы

С Н2 NHCH СН СООБа

2М(2 2

Ф где и = 10-12 до.обеспечения кон- @ центрации 0,2-0,5%, после чего насыщают полученный раствор кислородом, до концентрации 0,3-0,5%. С:

1130554

35

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано при изготовлении высокоответственных алюмосиликатных изделий, например ковшового кирпич с повышенным пределом прочности при ,сжатии, плотностью,термостойкостью

I и шлакоустойчивостью для футеровки шлакового пояса и боевой стенки ста леразливочных ковшей.

Известен способ изготовления керамических материалов путем обработк воды затворения B электромагнитном поле (1)

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ подготовки шихты для алюмосиликатного огнеупорного материала путем предварительной обработки воды электромагнитным полем с последующим смешением с компонентами шихты (2)

Однако получаемый по известному способу огнеупорный материал имеет невысокие механическую прочность, плотность, термостойкость и шлакоустойчивость.

Целью изобретения является повышение предела прочности при сжатии, плотности, термостойкости и шлакоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготов ки шихты для огнеупорного материала, включающему магнитную обработку воды и последующее смешение компонентов шихты и омагниченной воды, перед магнитной обработкой в воду вводят сульфат алюминия до обеспечения его концентрации 1,5-2,0% и.поверхностноактивное вещество — натрий-алкил-/ алании.структурной формулы

С„Нг„н ЯНСНЕСН2соояа где n = 10-12, до обеспечения концентрации 0,2-0,5%, после чего насыщают полученный раствор кислородом до концентрации

0,3-0 5%.

Введение в воду сульфата алюминия (1,5-2,0%) и поверхностно-активного вещества ДС-PAC (0,2-0,5%) и насыще" ние кислородом путем пропускания его через раствор в течение 3-5 мин до концентрации 0,3-0,5% с последующим омагничиванием его приводят к изменению в растворе структуры ближ ней упорядоченности. Это выражается в образовании новых молекулярных ассоциаций, которые отличаются как дипольным моментом, так и распределением ионов растворенных в воде солей. Наличие примесей в воде при ее магнитной обработке оказывает влияние на скорость образования цент ров кристаллизации. Однако, несмотря на ничтожно малые изменения равновесных физико-химических свойств, магнитное поле способно вызывать большие изменения в кинетике процес-, сов кристаллизации солей из омагниченных растворов. Изменение структуры ближней упорядоченности меняет условия кристаллизации примесей, имеющихся в воде, что способствует возникновению большого числа центров кристаллизации, которые являются зародышами кристаллизации муллита в алюмосиликатных огнеупорах.

Введение в воду добавок сульфата алюминия и поверхностно-активного вещества ДС-PAC и насыщение кислородом полученного раствора с последую щим его омагничиванием способствует образованию более крупных кристаллов муллита. В целом это ведет к стабильному повышению предела прочности при сжатии, плотности, термостойкости и шлакоустойчивости алюмосиликат(.ных огнеупоров.

Пример. Состав шихты, мас.X: шамот марки "шк" фракции 0-4 мм б0; шамот марки "шк" фракции 0-0,09 мм

20; глина БЛПЗ фракции 01- мм 20.

Образцы готовят полусухим формованием с увлажнителем составов

1-3 (см. таблицу). По известному способу приняты напряженность магнитного поля 5000 Э .и скорость увлажнителя в рабочем зазоре 0,75 м/с.

Сила тока 8-9 А, напряжение 140 В.

Вода, использованная для увлажнения шихты и для приготовления увлажнителя, имеет комнатную температуру 122 С ) и общую жесткость о

4 мг.экв/л при карбонатной жесткости

3,8 мг.экв(л. Образцы формуют на гидравлическом прессе при удельном давлении прессования 40 МПа и обжио гают в туннельной печи при 1420 С.

Физико-технические свойства изготовленных опытных образцов приведены в таблице.

Анализ результатов таблицы показы- рает, что оптимальными добавками а воду до ее омагничивания являются

1,5-2,0% сульфата алюминия и 0,2-0,5%

1130554

Содержание компонентов, Х

Состав

Предел прочности

Пористость общая, Х

Термическая стойкость

Шлакоустойчивость (глубина разъедания), мм

JIOTHOCTb ажущаяся, г/см теплосмена, 1300 С— при сжа тии, ИП вода

51

2,18 17,0

2,9

Вода 98,0

Аl ($04) 1,5

ДС-PAC 0,5

2,2

2,5

17,0

Вода 98,0

Al)S04) 1,7

ДС-PAC 0,3

Вода 97,8

А12($04)3 2,0 57

17,2

2,19

ДС-РАС 0,2

Вода 70

Глина 30

40 2,04 20,0 8 4,0

П р и м е ч а н и е. Состав шихты 1 насьпцают кислородом в течение

3 мин до концентрации О,ЗХ,. состав 2— в течение 4 мин до концентрации 0,4Х состав 3 — в течение 5 мин до концентрации

0,5Х состав 4 — шликер омагниченный.

ВНИИПЙ Заказ 9509/20 Типаж 605 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óèãîðoä, ул.Проектная, поверхностно-активного вещества ДСРАС от общей массы воды. Увеличение или уменьшение принятых добавок приводит к снижению шлакоустойчивости.

Исследования по применению кислорода для насьпцення методом барботажа раствора с добавками A12($04)> и ДС-РАС показали, что оптимальное время насьпцения 3- 5 мин, содержащие кислорода после дополнительной активизации 0,3-0,5Х °

Сравнительный анализ состояния тиглей обжига при 1500 С в засыпке

О мартеновского шлака показал, что у тиглей, изготовленных известным способом,(состав 4)наблюдается разъедание внутренней поверхности тигля и большая пропитка шлаком, У тиглей, изготовленных предлагаемым способом (составы 1-3), наблюдается небольшое разъедание поверхности тигля и незначительная пропитка шлаком.

Все испытания проведены по единой методике, на одинаковом количестве образцов (5 шт ) .

Как показали испытания, физикотехнические свойства и шлакоустойчивость образцов, изготовленных предлагаемым способом, выше на 30.40Х по сравнению с известным.

Изобретение повысит физико-техни ческие показатели шамотных огнеупорных изделий, например ковшового кирпича, увеличит стойкость футеровки сталеразливочных ковшей в условиях службы на 20-25Х, что даст условный годовой экономический эффект 70 тыс. руб., способ прост в осуществлении и не требует существенных затрат.