Огнеупорная масса

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая шамот, глину огнеупорную, вчлокно каолиновоеи поверхностно-актив- . ное вещество, отличающая ся тем, что, с целью повышения механической прочности и термостойкости, она в качестве поверхностно-активного вещества содержит сополимер салициловой кислоты с формальдегидом, лигносульфонаты и дополнительно каолин и полифосфат натрия при следующем содержании компонентов, мас,%: Глина огнеупорная 20-25 5-9 Волокно каолиновое Сополимер салициловой кислоты с фор0 ,1-0,5 мальдегидом 1-3 Лигносульфонаты i 10-15 Каолин СЛ Полифосфат 0,1-0,2 натрия Остальное Шамот

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) g(51) С 04 В 33/22 ер (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Волокно каолиновое

Сополимер салициловой кислоты с формальдегидом

0,1-0,5

Лигносульфонаты

Каолин

10-15

Полифосфат натрия

0,1-0,2

Остальн()е

Шамот

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3637136/29-33 (22) 29.08.83 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72) А.M. Гринева, Т.B. Писарева, Л.В. Руденко, П.А. Мельник, Л.M.. Садовничая и О.А. Янчук (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 666.763.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 264961 кл. С 04 В 33/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

NR 540841, кл. С 04 В 33/22, 1974 (прототип). (54)(57) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая шамот, глину огнеупорную, волокно каолиновое и поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что, с целью повьппения механической прочности и термостойкости, она в качестве поверхностно-активного вещества содержит сополимер салициловой кислоты с формальдегидом, лигносульфонаты и дополнительно каолин и полифосфат натрия при следующем содержании компонентов, мас.Ж:

Глина огнеупорная 20-25

40-60

Шамот

39,5-56

Каолиновое штапельное волокно 0 5-4

1 11318

Изобретение относится к огнеупо" рам и может быть использовано при изготовлении огнеупорного припаса для обжига различной керамической, радио- и электротехнической продукции. ф

Известна огнеупорная масса для изготовления огнеприпаса и других изделий И, содержащая в своем составе, вес.7.: 10

Глина белая

49 при следующем соотношении компонентов, мас.7.: Лигносульфонаты

Каолин

Полифосфат натрия

Шамот

Глина,огнеупорная

Волокно каолиновое

Сополимер салициловой кислоты с формальдегидом

20-25

5-9

0,1-0 5

1-3

10-1 5

0,1-0,2

Остальное

Недостатками известного состава являются высокая теплопроводимость и низкая термостойкость.

Наиболее близкой к предлагаемой является огнеупорная масса f2) содержащая следующие компоненты, вес.Е:

Шамот Основа

Глина огнеупорная

Волокно каоли8-9

10-1 2 новое

О, 5-1

Содержание в известной массе больmoro количества каолинового волокна

Поставленная цель достигается тем, 0 что огнеупорная масса, включающая шамот, глину огнеупорную, волокно каолиновое и поверхностно-активное вещество, в качестве поверхностнаактивного вещества содержит сополимер салициловой кислоты с формальдегидом, и лигносульфонаты и дополнительно каолин и полифосфат натрия хотя и ведет к возрастанию значений термостойкости, но при этом снижает ее механическую прочность. Вве- З5 дение каолинового волокна способом„ предложенным в массе-прототипе, не обеспечивает равномерности распределения его по объему. Это ведет к неравнопрочности иэделий.

Пониженная механическая прочность изделий, а также их неодинаковая прочно,сть по объему. ведет к возникновению напряжений при термических нагрузках, а значит и к снижению термостойкости таких изделий.

Цель изобретений — повышение механической прочности и термостойкости.

Выбор полифосфата натрия как ускорителя спекания основан на том, что он вызывает диспергирование. глинистых, чем повьппает пластичность всей массы, а, являясь сильнейшим разжижителем, повышает удобоукладываемость и текучесть массы при более низкой влажности. Это позволяет получить более плотные и прочные изделия без внутренних напряжений, обычно возникающих при прессовании и сушке.

При обжиге в таких массах расплав появляется при более низких темпе}ратурах и с более низкой вязкостью, чем в массах без добавок, что улучшает условия и ускоряет процесс спекания, а также повышает механическую прочность изделия.

Введение в массу ВРП-1, являющегося поверхностно-активным веществом— суперпластификатором и обладающего также сильноразжижающим эффектом, способствует повышению механической прочности изделий. Это происходит за счет того, что, адсорбируясь на глинистых частицах и зернках шамота сВОим пОлярным концом другим длин» ным концом ВРП-1 перекрывает доступ воды в межзеренное пространство и в поры, чем повьппает текучесть массы, снижает межагрегатное трение в массе. За счет этого снижается рабочая влажность массы, повышается плотность и прочность изделий.

Введение технических лигносульфонатов в массу также способствует повышению механической прочности изделий, так как они являются клеющими добавками.

Однако, выгорая при обжиге,.лигносульфонаты, также как и водорастворимый полимер-сополимер салициловой кислоты: с формальдегидсм (ВРП-1), создают тончайшие микротрещины и

1131849

50 закрытые поры, расположенные на гра- ницах зерен по объему черепка, чем способствует повышению термостойкости.

Это происходит потому, что при тер-5 мических расширениях отдельных фрагментов черепка имеющиеся трещины гасят возникающие напряжения разрушения.

Введение.каолина обусловлено тем, 1р что высокое содержание в нем А1 03 обеспечивает сохранение высокой температуры деформации под нагрузкой.

Кроме того, при введении каолина повышается термостойкость за счет различной усадки огнеупорной глины и каолина при обжиге, вследствие чего в черепке образуются микротрещины и разрывы.

Предлагаему массу готовят следу- 20 ющим образом.

Все фракции шамота смешивают и увлажняют .глинцстым шликером, в состав которого входят ВРП-1, полифосфат натрия, лигносульфонаты и каолиновое волокно и только после этого смешивают с глиной и каолином. После тщательного перемешивания иэ такой массы прессуют образцы под давлением 30 МПа, сушат и обжигают .при 1300-1330 С с выдержкой при максимальной температуре 2-4 ч.

Пример. 63,8Х шамота всех фракций увлажняют глинистым шликером с добавками. Шликер готовят .35 следующим образом. 0,1Х полифосфата и 0,1Х,ВРП-1 растворяют в половине расчетного количества воды увлажнения (рабочая влажность массы 12-13 ) и смешивают с 5Х огнеупорной глины, 4О

1Х лигносульфонатов распускают в другой половине воды и смешивают с глинистым шликером, вводя одновременно в этот.шликер 5Х гранулированного каолинового волокна. После тща- 45 тельного перемешивания полученным шликером увлажняют шамот, а затем всю эту Массу смешивают с оставшимися 15Х огнеупорной глины и 10Х каолина.

Из полученной таким образом массы прессуют образцы под давлением 30 МПа, сушат при температуре не превышающей 120 С до остаточной влажности не более 1Х и обжигают о при 1320 C с выдержкой при максималь. ной температуре 2.ч.

Аналогичным образом готовят и другие составы масс, приведенные в табл. 1, где также показаны составы массы-прототипа.

Свойства изделий приведены в табл. 2.

Как видно из таблицы масса-прототип обладает более низкими показателями свойств, чем предлагаемая масса, высокие значения прочности и термостойкости которой обеспечиваются вводимыми добавками. Наилучшими характеристиками свойств обладаем мас-: са 2. Свойства образцов из массы 1 и 3 по термостойкости близки к массе 2. Незнаичительное снижение прочностных и объемных характеристик объясняется увеличением содержания .в.массе каолинового волокна.

Шамотный огнеприпас (базовый объект — ПО-"Укрэлектроизолятор") обладает значениями прочности несколько выше, чем у предлагаемой массы и значительно меньше, чем у массы-прототипа, но характеризуется весьма низкими значениями термостойкости.

Производственный шамотный огнеприпас в большинстве случаев используется при обжиге в периодических печах-круглых горнах. В таких печах шамотные капсели, загрузенные, напри" . мер, лектрофарфором, ставятся в столбы высотой до 4 м. Кроме того, что сами капсели в таких столбах испытывают большие нагрузки как при нормальных, так и при высоких температурах, ставка их вручную на такую высоту является очень тяжелым трудом. Поэтому очень важным является снижение объемной массы капселей . при сохранении их прочностных свойств и значительного повышения термостой кости.

Запредельное содержание добавок (массы 0 и 4) нецелесообразно, так как повышение количества полифосфата натрия ведет к появлению большого количества жидкой фазы при обжиге .и последующему при этом снижению температуры деформации под нагрузкой.

Увеличение содержания лигносульфонатов ведет к падению механической прочности обожженных изделий. Малое. же количество добавок не оказывает влияния на свойства образцов.

1131849

Таблица 1

Компоненты

Прототип

Шамот

78-81, 5

8-9

7,5

Волокно каолиновое

2,5

10-1 2

0,05 0,1

Полифосфат натрия

0,05 0,1

0,5

Лигносульфонаты

ПАВ

0,5-1

Таблица 2

Огнеупорная масса

Показатели

Прототип

Кажущаяся плотность, г/см 183156142137128121123

Предел прочности при сжатии, МПа

7,3 -8,2

18 5 16 7 15 8 12 3

152 143

138 - 1-43

147 156

1 1 6

Составитель P. Малькова

Редактор Н. Киштулинец Техред С.Легеза Корректор А. Обручар

Заказ 9710/19 . Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыткой

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Глина огнеупорная

Каолин

Сополимер салициловой кислоты с формальдегидом

Термостойкость о

800 — вода, циклов

Содержание компонентов, мас, Х, в: массе

71,9 63,8 55,05 47,3 40

17,5 20 22,5 25 25

10 12,5 15 17,5

5 7,5 9 12,5

0 3 0 5 0,75

0,15 0,2 0,25