Шихта для изготовления огнеупорного бетона

 

Изобретение касается производства огнеупорных бетонов для футеровки тепловых агрегатов, применяемых при производстве аммиака, метанола и водорода в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение механической прочности, термостойкости и сокращение срока твердения и сушки бетона. Шихта для изготовления огнеупорного бетона имеет состав, мас.%: магнийфосфатное связующее 1-20

алюминаты кальция 10-25

отработанный алюмоникелевый катализатор фракции 1,0-5,0 мм 11-55

электрокорунд - остальное. Изобретение позволяет повысить в 3-3,5 раза механическую прочность, в 4-6 раз термостойкость, снизить на 1 сут срок твердения бетона и на 30-40 ч срок его сушки. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) 1 48 А1 (ц у С 04 В 28/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ iHHT СССР

1 (21) 4212441/29-33 (22) 19.03.87 (46) 07.07.89. Бюл. Р 25 (7?) Э.Г.Вакк, Е.Д.Завелев, В.Ю.Зозуля, Т.П.Матвеева, В.С.Коршунов, Н.А.Бухарова, Т.И.Савельева и Ю.М.Баранов (53) 666.972 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1168538, кл. С 04 В 35/10, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 885209, кл. С 04 В 28/34, 1981. (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕ—

УПОРНОГО БЕТОНА (57) Изобретение касается производства огнеупорных бетонов для футеровки тепловых агрегатов, применяемых при

Изобретение относится к производству огнеупорных бетонов для футеровки тепловых агрегатов, применяемых при производстве аммиака, метанола и водорода в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьппленности.

Цель изобретения — повьппение механической прочности, термостойкости и сокращения срока твердения и сушки бетона.

В предлагаемую шихту для изготовления бетона в качестве одного из компонентов неорганического связующего вводят водный раствор фосфата магния плотностью 1,6-1,8 г/смэ, являющийся клеевой композицией.

Введение водных растворов фосфатов магния указанной плотности в ка2 производстве аммиака, метанола и водорода в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьппленкости. Цель изобретения — повышение механической пвочности, термостойкости и сокращение срока твердения и сушки бетона. Шихта для изготовления огнеупорного бетона имеет состав, мас.%: магкийфосфатное связующее 1-20; алюминаты кальция 10-25; отработанный алюмоникелевый катализатор фракции 1,0-5,0 мм 11-55; электрокорунд остальное. Изобретение позволяет повысить в 3-3,5 раза механическую прочность, в 4-6 раэ термостойкость, снизить на 1-сут срок твердения бетона и на 30-40 ч срок его сушки. 2 табл. честве связующего, одновременно являющегося жидкостью затворения, позволяет значительно сократить время твердения (схватывания) бетонов и повысить их прочностные характеристики. По окончании процесса твердения бетонной смеси фосфаты магния, пронизывая ее, создают дополнительные химические связи между частицами, что объясняет повьппение прочности готового бетона.

При плотности водного раствора фосфата магния (1,6 г/см связующее э теряет вяжущие свойства и ке способно придать бетону высокие прочностЭ ные свойства. При плотности )1,8 г/см связующее способно к коагуляции, образованию нерастворимого осадка и

1491848 обладает малой жизнестойкостью (сро-, ком использования).

В качестве второго компонента неорганического связующего применяют алюминаты кальция. Их введение н состав шихты по сравнению с обычными цементами обусловлено следующими обстоятельстнами.

Гидроалюминаты кальция имеют слоистую структуру и удаление воды, находящейся между слоями, не приводит к сильному разупрочнению цементного камня при высокой температуре, образующегося в процессе гидратации и тнердения алюминатов кальция. При высокой температуре цементный камень сохраняет достаточно высокую механическую прочность.

Кроме того, при гидратации алюминатон кальция ныделяется большое количество геля гидроксида алюминия, который служит амортизатором, т.е. устраняет дефекты структуры изготовленного бетона из предлагаемой шихты.

Наличие в шихте двух компонентов связующего, обладающих различными механизмами твердения, позволяет в каждом конкретном случае эксплуатации бетонов выбирать оптимальное, их соотношение и подбирать при этом наиболее правильные режимы сушки и твердения бетонов как при кладке новых футеровок, так и при ремонте старых.

Предлагаемая шихта предназначается в основном для изготовления бетона, применяемого для футеровки аппаратов конверсии углеводородов. Эти аппараты загружают никелевыми катализаторами и работают при 800-1100 С, давлении 2-40 атм. Огнеупорный бетон, применяемый н условиях высокой температуры, давления и агрессивной среды, должен обладать химической устойчивостью, прочностью и термостойкостью, Введение в шихту менее 1,0 мас.7 водного раствора формата магния резко снижает прочность бетона на ее основе в интервале температур 260-1350 С.

Введение его в шихту более 20 мас ° 7. нецелесообразно, поскольку снижает содержание в ней остальных компонентов и соответственно может привести к увеличению сроков твердения и сушки, снижению прочности и термостой" кости °

Снижение содержания алюминатов кальция (ниже 10,0 мас.7) понижает механическую прочность огнеупорных

5 иэделий иэ данной шихты при низких температурах. Увеличение их содержания (более 25 мас.7) экономически нецелесообразно, поскольку это повышает стоимость бетона.

Содержание в шихте менее 11 мас.Х отработанного алюмоникелевого катализатора приводит к необходимости повысить в ней содержание электрокорунда, что экономически нецелесообразно, введение в нее более 55 мас.7 отработанного катализатора снижает содержание в шихте электрокорунда, что снижает огнеупорность и прочность приготовленного бетона. Коли20 честно введенного в шихту электрокорунда обусловлено наличием в ней остальных компонентов.

Использование фракций катализатора (1 мм нецелесообразно вследствие увеличения энергозатрат на дробление катализатора и дополнительных трудозатрат. Использование фракций °

05 мм приводит к появлению усадочных каверн и трещин при термообработке масс, что снижает прочность бетона.

Для приготовления огнеупорного бетона готовят образцы из предлагаемой шихты. Эти составы отличаются друг от друга содержанием компонентов.

Каждую смесь готовят следующим образом.

Отдозированные по массе компонен40 ты подвергают механическому перемешиванию до однородного состояния.

Из приготовленной смеси формуют образцы. Изготовление образцов происходит в металлических формах. Время вибрирования составляет 1,5-3 мин

45 после этого их высушивают при 120 С и прокаливают при 800 С.

Результаты испытаний образцон и их характеристики приведены в

50 табл.1,2.

Из табл.2 нидно, что механическая прочность бетона выше в 3,0-3,5 раза, термостойкость в 4,0-6,0 pasa, срок твердения бетона снижен на 1 сут, 55 а срок его сушки на 30-40 ч.

Использование шихты вне предлагаемых параметров резко ухудшает качество бетона.

Таблица 1

Наполнитель, мас.7

Отработан- Гидро ный алюмо- окись никелевый алюми катализатор

Состав ч вязующее, мас.7

Электрокорунд

АлюминаМагнийфосфатное

Алюмохромфосфатное ты кальция ния

25

10

10

4

Известный

9,5

55-68

0,5

20-23

9-12

3-5

Таблица 2

Свойства

Показатели для образцов

1 2 3 4 5 известного

43 45 50 30 35

8-10

18-20

64 60 59

3 3 3

80 85 90

45 30

4 4

100 100

120

Составитель Г.Тульский

Техред М. Дидык Корректор И.Муска

Редактор Н.Гунько

Заказ 3823/25 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

5 1

Форму;.а изобретения

Шихта для иэго -овления огнеупорного бетона, включающая фосфатное связующее, электрокорунд и алюминаты кальция, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности, термостойкости и сокращения срока твердения и сушки бетона, в качестве фосфатного связующего она содержит магнийфосфатное связующее и дополнительно отработан11 (фр.1 мм) 30 (фр.3,0 мм) 55 (фр.5,0 мм) 10

Термостойкость, число теплосмен (1300+20 С)

Механическая прочность, MIIa

Срок твердения бетона, сут

Срок сушки бетона, ч

491848 6 ный алюмоникелевый катализатор фракции 1,0-5 0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Магнийфосфатное связующее 1-20

Алюминаты кальция 10-25

Отработанный алюмоникелевый катализатор фракции 1,05,0 мм 11-55

Электрокорунд Остальное