Шихта для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала

 

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ТЕШЮИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА , включающая бой корундовой пенокёрамики размером -30 мм, тонкомолотьй технический глинозем и глинозем со сферолитовой структурой частиц, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости , механической прочности и уменьшения теплопроводности и усадки, она дополнительно содержит полые сферы Alj,0.j размером 1-3 мм и золь диоксида циркония при следующем соотношении компонентов, об.%: Бой корундовой пенок рамики размером 3-30 мм 30-35 Тонкомолотый технический глинозем 18-23 Глинозем со сферолисл товой структурой часс: тиц10-15 . Полые сферы А120 размером 1-3 мм 30-35 2-,3. Золь диоксида циркония

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4 (51) ГосуддРственный кОмитет сссР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н а в тана нанн а в ндатввьатв т

30-35

2-,3.б (21) 3664146/29-33 (22) 16.11.83 (46) 23.03.85. Бюл. Ф 11 (72) С.Ю. Плинер, Ю.С.Торопов, Д.С.Рутмаи, М.С.Асланова, В.Е.Хазанов, Ю.И.Докалов, А.А.Дабижа, С.С.Гордон, Н.M.Пермикина, ГГ.М.Леонов, В.В.Моисеев, В.И.Ульрих и А.ИвФокин (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (53) 666.763.5(088.8) (56) 1.Гузман И.Я. Высокоогнеупорная пористая керамика, М., "Металлур гия", 1971, с. 60-63.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1079630, кл. С 04 В 35/10, 1982 (прототип). (54)(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ PfНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАХЕ="

„„ац „„дд щящ) РИАЛА, включающая бой корундовой пенокерамики размером 3-30 мм, тонкомолотый технический глинозем и глинозем со сферолитовой структурой частиц, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости, механической прочности и уменьшения теплопроводности и усадки, она дополнительно содержит полые сферы Al Оз размером 1-3 мм и золь диоксида циркония при следующем соотношении компонентов, об.Ж:

Бой корундовой пенокерамики размером 3-30 мм 30-35

Тонкомолотый технический глинозем 18-23

Глинозем со сферолитовой структурой частиц 10-1 5 . Полые сферы А1 0 размером 1-3 мм

Золь диоксида циркония е

4 11462

Изобретение относится к огнеупорной промышленности.и может быть использовано для изготовления безобжи. говых легковесных огнеупорных материалов (керамобетонов), применяемьп в качестве высокоогнеупорной теплоизоляции высокотемпературных агрегатов и устройств, работающих при температурах до 2100 К.

Известна. шихта для изготовления ta теплоизоляционного материала на основе А1 0, включающая 25-40Х пористых гранул из оксида алюминия размером 0,04-1 мм и 60-70 тонкомолотого глинозема с размером частиц 15

0,01 мм (1).

Недостатками данной шихты являются высокая плотность (более 2 г/см ), высокие огневая и дополнительная усадка (более 20 и более 1 соответ-2п ственно), высокая теплопроводность (более 2 Вт/м К) и недостаточная термостойкость. Кроме того, данный материал требует предварительного обжига после формованйя. 25

Наиболее близким к изобретению техническим решением является шихта для изготовления о гнеупорного теплоизоляционного материала, включающая бой корундовой пенокерамики размером 3"

30 мм (основа), тонкомолотый технический сс -глинозем (25-35 об. ) и технический глинозем со сферолитовой структурой частиц (15-25 об. ) (2 .

Недостатками известной шихты яв- 35 ляются низкие термомеханические свойства, определяющие качество высокоогнеупорного теплопроводного материала-, недостаточно высокие термостойкость и прочность в высушенном сос- 40 тоянии и при температурах более

1900.К, высокая теплопроводность и большая огневая усадка. Это обуславливает низкую стойкость материала при работе его в качестве теплоизоля-45 ции етеклоплавильных сосудов.

Цель изобретения — повышение термостойкости, механической прочности и уменьшение теплопроводности и усадки. 50.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала, включающая бой корундовой пенокерамики размером 3-30 мм, тонкомо- 55 лотый технический глинозем и глинозем со сферолитовой структурой частиц,, дополнительно содержит полые сферы

96 2

Al<0>paaMepoM 1-3 мм и золь диоксида циркония при следующем соотношении компонентов, o6. :

Бой корундовой пенокерамики размером 3-30 мм 30-35

Тонкомолотый техниче ский глинозем 18-23

Глинозем со сферолитовой структурой частиц 10-15

Полые сферы А1 0 размером 1-3 мм . 30-35

Золь диоксида циркония 2-3

Наличие в составе материала полых сфер А1 0 размером 1-3 мм и золя

Zr0< в предлагаемых пределах обеспечивает повышение термомеханических свойств материала ° Это объясняется следующим образом.

Введение полык сфер А1 0 размером

1-3 мм обеспечивает получение такого зернового состава материала, при котором прОстранство между зернами пенокерамики заполнено сферами А1 0>, а.оставшийся объем пустот заполнен глиноземом со сферолитовой структу1 рой, тонкомолотым ю -глиноземом и золем диоксида циркония. Это в свою очередь позволяет получать материал с меньшим количеством усадочных трещин и большей прочностью. Однако теплопроводность его не только не увеличивается, но, наоборот, уменьшается за счет замкнутых пустот, расположенных внутри полык сфер А1 0 (по известному способу пустоты заполнены глиноземом со сферолитовой структурой частиц и тонкомолотым Ф, -глиноземом). Введение потык сфер размером менее 1 мм является малоэффективным, так как в них резко уменьшается объемная доля пустот. Использование полых сфер размером более

3 мм также нежелательно вследствие того, что крупные полые сферы препятствуют сближению зерен боя пенокерамики, что резко снижает прочность и термостойкость материала (образующиеся крупные пустоты заполняются тонкомолотым 0g -глиноземом, которыйимеет большую огневую уаадку).

Наличие полых сфер, не имеющих в отличие от боя пенокерамики значительной капиллярной пористости, позволяет также снизить общую влажность материала при формовании изделий, что облегчает процесс их разогрева.

1146296

Увеличение количества полых сфер сверх 35 об.Ж приводит к тому, что замедляется процесс твердения материала (полые сферы не имеют в отличие от боя пенокерамики капилляров), что затрудняет его использование.

При снижении содержания полых сфер менее 30 об.Ж термомеханические свойства материала ухудшаются.

Введение золя Zro способствует 1п резкому повышению прочности материала в высушенном состоянии, так как золь ZrO) обладает вяжущими свойствами. Кроме того,-микрокристаллический ZrO<, образующийся при нагреве золя ZrO является спекающей добавко., повьипающей прочность материала при температурах вьипе

1900 К, прежде всего за счет упрочнения контактов, между полыми сфе- Зъ рами и остальными структурными соотавляющими материала. Золь ZrO при форм вании изделий равномерно располагается на поверхности частиц твнкомолотогос4 -глинозема, имеющего наибольшую удельную поверхность. При нагреве материала происходит форми-. рование тонкой плотной пленки А120 с добавкой ZrO вокруг зерен боя пе2 нокерамики, полых сфер А1>0 и частиц глинозема со сферолитовой струк-. турой. Эти пленки имеют черезвычайно высокую прочность и термостойкость за счет полнморфного превращения 2гО способствующего трансформационному упрочнению А1 0, что повышает проч35 ность и термостойкость всего материа ла. Введение золя ZrO> снижает теплопроводность материала.

Концентрация золя ZrO> не имеет принципиально1 о значения, однако при дозировке компонентов введение разбавленного золя ZrO приводит к седнментационной неустойчивости материала, поэтому использование золя с концентрацией по ЕГО менее

40 — 50 г/л нежелательно. Выбор пределов содержания золя. ZrO обусловлен тем, что содержание золя менее 2 об.Ж мало влияет на изменение термомеханических свойств материала. При содержании золя более 3 об.Ж сильно снижается прочность материала из-за полиморфного превращения 2гО

Теплоизоляционнйй материал из предлагаемой шихты готовят следующим образом.

Бой пенокерамики из Аl О пористостью 857 с размером зерен 3-30 мм, полые сферы из A1 0 размером 1-3 Ьв и насыпной массой 0,9 г/см, техни- ческий глинозем со сферолитовой структурой и размером частиц 0,04-0,20 мм, тонкомолотый оС -глинозем с размером частиц менее 0,005 мм, Моль ZrO с размером частиц менее 0,8 10 мм и концентрацией по ZrO<.240 г ZrO /ë смешивают в предлагаемой соотношении, увлажняют дистиллированной водой в количестве 10-14Х .(до образования жидкотекучей массы) и формуют изделия в виде блоков размером 125; 125;65 ю .

Изделия высушивают при 420 К и обжигают при 1300 и .2000 К. Свойства высокоогнеупорных теплоизоляционных изделий, получейных по известному и предлагаемому способам представлены в таблице.

1146296

М О

О л Ф

ОД !ОК о а, ИА Llh4 Ф ФМ „жз р и " (I g Ж 1

@ K Й О е в

it) М м м м CQ т

4Ь л ° 5 сО Л сЧ

Ф сс1 м 4 ъ л л

О сО

1О сс

О

О м

Р5 сс с 1 с ч à ж

Д, л

М Х

ФО

СЬ а м

Ol Ф Ф

A N d Ь х сч

".9 Ф аЯ

Dl N " А & M

1

1 о>ц !" .Е

И д с Ф х1-! î

1Q л

Р3 о » х . х о

Оо П

Ф !Ем

СС С4 M М м с1 м м

1 1

>х N о о

1 Im о à

1ч

Р о

Ф О

&ч й

1 о ф о о ъ И

М Ь4 !

» О

О

Х сО ц 3 м сО с О с1 О а м

1Г 00 сО сО сО

О сч .сЧ сч ch - ch л л л л л л

О О

О с! e M л л л л л л е ! с л ю м м ai w ж

0 л л л л л л ч» О С> Ф cled Ф с Ч

° . i е- ° е с 4 cv

О Ф Ф О Ф с1

Ф л ° \ Ф л л л сч с ю ч» ° с л л

CV M hl СЧ M M С 4

М С Е1 СО СО сч О сч сч с - .- сч

3/Ъ л а < О О О а а О сч с % Ч » Ч . %» Ф ° а О О 0 сч сч сч

М М M M M М М

Составитель P.Èàëüêîâà .Техред А.Кикемеэей Корректор М.Розман

Редактор И.Дербак

Заказ 1309/18 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент" ° r.Óæãoðîä, ул.Проектная,. 4

7 1146296 8

Из таблицы видно, что испольэова- . изделий: повысить термостойкость ние предлагаемой аихты позволяет íà 35Х и прочность на 90Х, снизить улучшить термомеханические свойства теплопроводность и огневув усадку высокоогнеупорных теплоизоляционных на 80Х и 50Х соответственно.