Огнеупорный кладочный раствор

 

ОГНЕУПОРНЫЙ КЛАДОЧНЬЙ РАСТВОР , включающий алюмохромфосфатное связующее, заполнитель и добавки, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности и плотности кладки при температурах эксплуатации и расширения сырьевой базы, он содержит в качестве заполнителя отходы производства фосфозита и отработанный катализатор производства синтетического каучука, а в качестве добавок - бентонит и пьшь из циклонов магниевого производства при следующем соотношении компонентов, мае.%: Алюмохр омфосфат ное 45-60 связующее Отработанный катализатор производства синтетичебкого кау21-28 g чука 2,5-4,5 Бентонит Пыпь из циклонов магнезитового про1 ,5-3,5 изводства Отходы производства Остальное фосфозита

сОюз сОВетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 04 В 28/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

21-28

2,5-4,5

Ос тально е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3669644/29-33 (22) 02.11.83 (46) 30,10.89. Бюл. К 40 (71) Специализированная проектно-конструкторская организация по наладке технологических процессов производства и оказанию помощи предприятиям

ЧОргтехстром" (72) Я.Я. Вилшкерст, А.И. Русс9

А.Е. Гуревич, К.В. Розе, Ю,Г. Дудеров и Г.С. Штрах (53) 666 ° 949(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

9 673634, кл. С 04 B 35/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 806641, кл. С 04 В 29/02, 1981. (54) (57) ОГНЕУПОРНЫЙ КЛАДОЧНЫЙ PACTВОР, включающий алюмохромфосфатное связующее, заполнитель и добавки, О т л и ч а ю щ и Й с я тем что 9 с целью увеличения прочности и плотИзобретение относится к составу огнеупорного кладочного раствора, используемого, например, для кладки футеровок промьппленных печей из алюмосиликатных, хроммагнезитовых и других огнеупоров, Известно связующее для огнеупорных алюмосиликатных изделий, включающее, мас.Ж: глину огнеупорную 1-30, каолин 1-30, СДБ 9-12, пыль из электрофильтров сушильного барабана 50-80, .триполифосфат натрия 1-10.

Недостатками известного раствора являются низкие прочность и плотность

„,Я0„„1 1.54869 А I ности кладки при температурах эксплуатации и расширения сырьевой базы, он содержит в качестве заполнителя отходы производства .фосфозита и отработанный катализатор производства синтетического каучука, а в качестве добавок — бентонит и пыль из циклонов магниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Алюмохромфосфатное связующее 45-60

Отработанный катализатор производства синтетического каучука

Бентонит

Пыпь из циклонов магнезитового производства 1,5-3,5

Отходы производства фосфозита кладки при температурах эксплуатации, ограниченная сырьевая база.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является кладочный раствор, включающий, мас.7: алюмохромфосфатное связующее 25-40, гидроокись алюминия 2-4, кремнезем 5-15, кварцевый песок— остальное.

В

Цель изобретения — увеличение прочности и плотности кладки при температурах эксплуатации и расширение сырьевой базы.

Цель достигается тем, что огнеупорный кладочный раствор, включаю1154869

45-60

20 щий алюмохромфосфатное связующее, заполнитель и добавки, в качестве зат. полнителя содержит отходы производства фосфозита и отработанный катали5 затор производства синтетического каучука, а в качестве добавок - бентонит и пыпь из циклонов магнезитовото производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюмохромфосфатное связующее

Отработанный катализатор производства синтетического 15 каучука 21-28

Бентонит. 2,5-4,5

IIbIHb из ЦиклОИОв магнезитового производства 1,5-3,5

Отходы производства фосфозита Остальное

Отходы производства фосфозита и отработанный катализатор производства синтетического каучука являются 25 материалами со стабильными химикоминералогическим и фазовым составами.

Отходы фосфозита состоят иэ а-А1 0з, связанного тридимитной формой А1РО .

Отработанный катализатор содержит, мас.%: -А1 0 70, Cr Оз 17, Si0>тридимит 10, К О 3. Использование их позволяет получить микроструктуру затвердевшего огнеупорного раствора с фосфатными новообразованиями (в основном ортофосфата алюминия) тридимитного состава, который является самой устойчивой формой, не претерпевающей при нагревании до 1400 C модификационных и объемных иэменеййй.

Пыль из циклонов магнеэитового . производства содержит до 97% магнезита и также является производственным отходом. В огнеупорном растворе магнеэитовая пыпь выполняет роль отверди-45 теля и образует с AI>OЗ, высокотемпературоустойчивую фазу-кордиерит, а вместе с Cr Оэ (из А (ФС и катализатора) — шпинели,; которые обеспечивают высокую прочность и плотность нолуча" О емой кладки.

Применение бентонита, являющегося . соединением гидратированных алюмоси-, ликатов, в сочетании с АХФС обеспечивает необходимые технологические свойства огнеупорного раствора « те55 кучесть, .смачивающую способность и адгезию к поверхности огнеупоров.

При этом конечными продуктами взаимо-: действия бентонита, АХФС, отходов фосфозита и катализатора являются шпинели .и силикофосфаты сложного фазового состава, представленные при температурах эксплуатаций (до 1400 С). в -основном высокотемпературными кристаллическими модификациями. Это определяет высокие прочностные свойства и их стабильность во всем температурном интервале эксплуатации.

Отходы фосфозита, отработанный катализатор и магнезитовая пыпь на промьпппенных предприятиях накопились в отвалах, их использование позволяет утипизировать производственные отходы и отказаться от применения дефицитного огнеупорного сырья, в связи с чем сырьевая база огнеупорного кладочного раствора достаточно широка.

Пределы расхода АХФС подобраны из расчета обеспечения технологических свойств раствора и реакции фосфатного твердения и структурообразования. Введение АХФС менее 45% не обеспечивает необходимую вязкость и пластичность раствора, а также неполно связывает активные соединения отходов фосфозита и катализатора.

Введение АХФС более 60% создает в кОмпОзиЦии избытОк Р О, KQTopbIH npu температурах выше 1200 С интенсивно возгоняется, разрушая структуру шва.

Отходы. производства фосфоэита менее 15% не обеспечивают необходимую прочность шва, более 19% — отрицательно сказьваются на плотности (создают дополнительную пористость).

Отработанный катализатор производства синтетического каучука менее

21% снижает выход шпинели в затвердевшем растворе, что отрицательно сказывается на прочности, его расход ,более 28% создает в комйозиции избыток 8 0 и Cr 03, что нарушает направленный синтез заложенного фазового состава.

Отклонение от пределов магнезитовой пыли в меньшую сторону вызывает замедпение реакции твердения и направляет ее в область образования нестабильных метафосфатов, Введение магнезитовой пыли более 3,5%.вызывает ускоренное твердение и загустевание раствора, потерю. адгезионных свойств .

Пределы бентонита 2,5-4,5% обусловлены как получением оптимальных технических свойств раствора, так и регулированием взаимодействия с

5 1 фосфатным связующим и дегидратацией алюмосиликатных минералов.

Конкретные примеры составов и получения огнеупорного кладочного раствора.

Пример 1. В турбулентном смесителе готовят раствор следующего состава, мас.Ж: алюмохромфосфатное связующее (АХФС) 45, бентонит 4,5, отходы производства фосфозита 19, отработанный катализатор производства . синтетического каучука 28, пыль из циклонов магнезитового производства

3,5 ° Компоненты перемешивают до получения однородного раствора в течение 3-5 мин и наносят на обеспыпенную поверхность огнеупора толщиной слоя 2-4 мм и прижимают. Толщина шва должна составлять 1-3 мм, срок схватывания раствора 10-12 ч. Готовую кладку сушат в течение двух суток при температуре не ниже 20 С при от! носительной влажности не более 70Х, после чего кладка готова к зксплуата-, t :ции по режиму вывода теплового агрегата.

154869 6

Пример 2, Готовят раствор следующего состава, мас.Ж: АХФС 52э бентонит 3 5, отходы производства

5 фосфоэита 17 отработанный катализаЭ тор производства синтетического zayчука 25, пыль из циклонов магнеэитового производства 2,5.

Технология приготовления и применения огнеупорного раствора аналогична примеру 1.

Пример 3. Готовят раствор следующего состава, мас.й: АХФС 60, бентонит 2,5, отходы производства фосфозита 15, отработанный катализатор производства синтетического каучука 21, пыль из циклонов магнезитовоГо производства 1,5е

Технология приготовления и при20 менения огнеупорного раствора аналогична примеру 1.

Основные технологические, физикомеханические и теплофизические характеристики предлагаемого раствора и

25 прототипа приведены в таблице.

Как видно.из таблицы, предложенные ! .:составы по всем показателям-характе,ристикам превосходят прототип.

Показатель и единица измерения

I Технические характеристики

Кажущаяся плотность, кг/м з.

Вязкость по В3-4, с

Срок схватывания, ч

Температура сушки, С

Время сушки, ч

lI Физико-механические и теплофизические характеристики

Прочность на отрыв, ИПа

Прочность на сдвиг в холодном. состоянии, МПА

Прочность на сдвиг при 1400 С, ИПа Газоплотность, см /ч

Открытая пористость, Х

Огнеупорность, С

Температура деформации под нагрузкой, С

Термостойкость, циклы 800 С вода

1 2 3 Прототип

2200 2200 2200 1900

280 260 230 290

10-12 10-12 10-12 12 14

:;20 .20 . 20, .20

48 48 48 48

4 5 4 8 5 2 3 3

18,9 19,7 20,3 12;7

1560 )560 1560 1430

26 24

17

15,7

0,77

14,8

1720

Состав

T Т ) 16,0 16,4 3,8

0,72 0,65. 1,50

14,7 14 3 21,0.

)720 1720 1650