Состав для изготовления жаростойких изделий

 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к жаростойким материалам для футеровки печей промышленных агрегатов. С целью повышения прочности и снижения огневой усадки состав для изготовления жаростойких изделий содержит следующие компоненты, мас.%: высокотемпературное волокно 30-48

щелочной сток производства капролактама 1,5-3,5

лигнин 2,5-7

сульфанол 0,13-0,43

глина 45,87-61,07. Состав готовят путем перемешивания компонентов с водой при В/Т=1,3, формования и сушки. Обжиг ведут в процессе эксплуатации. При плотности после сушки 630-700 кг/м<SP POS="POST">3</SP>, после обжига 570-660 кг/м<SP POS="POST">3</SP> изделия имеют прочность при сжатии 1,42-1,76 МПа (после сушки), 3,3-3,9 МПа (после обжига), при изгибе 1,5-1,8 МПа (после сушки), 1,7-2,45 МПа (после обжига), огневая усадка 0,07-0,09%, термостойкость 150-155 циклов, коэффициент теплопроводности 0,087-0,09 Вт/м<SP POS="POST">.</SP>К при 20°С и 0,27-0,29 Вт/м<SP POS="POST">.</SP>К при 1050°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (gI)g С 04 В 33/36, 35/80

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4480144/23-33 (22) 19 . 09. 88 (46) 07. 11. 90. Вюл, № 41 (71) Московский инженерно-строитель— ный институт им. В. В. Куйбышева (72) Н).П.Горлов, Л.А.Харитонова, T.В.Алексеева, М„,IÎ.Ðîìàíoâ, В.Г.Сиваш и М.И.Прусский (53) 666.972 (088.8) (56) Авторское свидетельс-,âî СССР № 592805, кл. С 04 В 35/80, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 570575, кл. С 04 В -38/10, 1975. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к строительным материалам, а именно к жаростойким материалам для футеровки печей промышленных агрегатов. С целью повышения прочности и снижения

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к жаростойким материалам для футеровки печей промышленных агрегатов, Цель изобретения — повышение прочности и снижение огневой усадки.

Для приготовления состава исполь. зуют следующие компоненты.

Огнеупорная глина является связующим. Колччество ее в смеси регламентируется содержанием остальных компонентов, а также обеспечением необходимой прочности. Волокно высо2 огневой усадки состав для изготовления жаростойких изделий содержит следующие компоненты, мас. : высокотемпературное волокно 30-48; щелочной сток производства капролактама

1,5-3,5; лигнин 2,5-7; сульфанол

0,13-0,43; глина 45,87-61,07. Состав готовят путем перемешивания компонентов с водой при В/T=i 3, формования и сушки. Обжиг ведут в процессе эксплуатации. При плотности после сушки

630«700 кг/м", после обжига 570660 кг/м изделия имеют прочность при сжатии 1,42-1,76 МПа (после сушки), 3,3-3,9 Mia (после обжига) . при изгибе i 5-1 8 МПа (после сушки, 1, 7-2,45 МПа (после обжига), огневая усадка 0,07-0,09Х, термостойкость

150-155 циклов, коэффициент теплопроводности 0,087-0,09 Вт/м К, при

20 С и 0,27--0,29 Вт/м К при 1050 С °

1 табл. кот емпературное - стекловолокна, при- © меняется при 1100 С, плотность не более 150 кг/м, содержание неволокнистых включений размером 0,5 мм не более 67, диаметр волокна не более

4 мкм.

Химический состав стекловолокна, мас.Х: А1 О не менее 40, суммарное А содержание А1 О и Si0 не менее

97, п.п.п. не более 0,4. Сульфанол гранулированный является порообразукгщей добавкой. Содержание его менее

0,13 мас.Х ведет к повышению средней

1604797. 30-48

0,13-0,43 плотности, а более 0,43 мас.% - к снижению прочности.

Лигнин применяется в виде порошка с удельной поверхностью 10001500 см /г. Введение его менее

2,5 мас,Х приводит к увеличению усадки, а более 7 мас,.Х - к снижению прочности. Щелочный сток производства капролактама (ЩСПК) является отходом производства капролактама, образуется в процессе окисления циклогексана воздухом при омыпении и нейтрализации водным раствором NaOH. его химический состав, мас.7.:

CH (CH<)COONa

12,4; CH>(CHq)4COONa 4,0;

NaOOC(CH>)< COONa 0,4; NaOOC(CH-) СООМа

1,6," ЛООС(СН )4 COONa 16,2; прочие

64,0, представляет собой водный раствор коричневого цвета.

Технология изготовления изделий состоит в следующем.

В мешалке смешивают воду с сульфанолом и тонкомолотой глиной или гли« няным шпикером в течение 4-5 мин, добавляют распушенное волокно и перемешивают. 2-2,5 мин, затем добавляют при перемешивании ЩСПК и лигнин в течение 2-2,5 мин. Перемешивание ком.понентов ведут при скорости

350 об./мин, общее время перемешивания 8-10 мин.

В формах производят вибропрессование, после распалубки изделия на поддонах сушат при 180-200ПС до оста- . точной влажности не выше 2Х. Затем материал устанавливают в тепловые агрегаты, где в процессе эксплуатации он подвергается одностороннему обжигу.

При введение ЩСПК последний, адсорбируясь на поверхности волокон, упрочняет адгезионные контакты лигнина, глины и волокна. Кроме того, значительно повышается однородность смеси. Начальное высокое содержание воды, необходимое для х>рошего распределения волокна, в смеси частично изменяется при введении лигнина вследствие его высокой гидрофильности, что повьппает структурную связанность смеси из-за действия .капиллярных сил. При прессовании часть меха» нически связанной воды легко удаляется с незначительным количеством глины за счет высокой адгезии компонентов. Часть воды, связанная с лигнином, легко удаляется после частич»

3S

55 ного уплотнения смеси в чистом виде.

В процессе сушки натриевые соли дикар6 оно вых кислот я итар ной, глутаро вой, адипино вой, входящие в состав

ЩСПК, плавятся при 99-153 С, повышая вязкость контактов, упрочняя тем самым структуру. В этот момент лигнин препятствует слипанию частиц глины.

В процессе обжига при эксплуатации печи при разогреве при 300 С лигнин самовоспламеняется и выгорает, а зольный остаток, состоящий из силикатов (50-75 мас.7), оксидов железа и алюминия (7-18 мас.Х), оксидов магния (0,3-4,9 мас.7) и оксидов марганца (1-4,8 мас.7), упрочняет керамический черепок при спекании.

При этом составляющие соли ЩСПК при кипении образуют упругие пары, заполняющие поры, что ведет к снижению огневой усадки. Зольный остаток за счет адгезионных контактов, созданных

ЩСПК, интенсивно вступает в реакцию с глинистыми частицами при спекании, что ведет к еще большему повышению прочности.

Из предлагаемого и известного составов изготовлены образцы и опробованы согласно известным методикам.

При этом водотвердое отношение как в предлагаемом, так и в известных составах 1 и 3. Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, прочность предлагаемых изделий по сравнению с известными после сушки на сжатие в

3»3,5 раза выше, на изгиб в 2-2,6 раза выше. Прочность после обжига на сжатие в 2, 5-3 раза выше, на изгиб в 2-3 раза вьппе, огневая усадка в

27-32 раз ниже.

Формула изобретения

Состав для изготовления жаростойких и зд елин, включающий глину, высо» котемпературное волокно и сульфанол, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения огневой усадки, он дополнительно содержит лигнин и щелочной сток производства капролактама, образующийся в процессе окисления циклогексана воздухом при омылении и нейтрализации водным раствором NaOH, при следующем соотношении компонентов, Мас.Х:

Глина 45,87-61,07

Высокот емпературное волокно

Сульфанол

1604797 производства капролактама

Лиг нин указанный щелочной сток

2,5-7,0

1,5-3,5

Компоненты и свойства

1 ) 2

60, 77

0,98

39

0,28

2,5

4,75

53,47

60, 77

0,98

0,13

3 5

2,5

45,87

0,43

1,5

61,07

38,25

38,25

520

500

570

600

660

0 65

1,42 0,5

3,47 1,3

1,76

1,56

1,5

3,9

3,3

0,55

0,45

1,8

1,5

0,89

2,3

0,8

2,5

2,45

0,07

2,1

0,08

1,7

0,09

0,086

0,33

О, 079

0,35

О, 087

0,27

0,088

0,28

0,09

0,29

150

115

100

1. 55

153

П р.и м е ч а н и е. Составы 4 и 5 - известные.

Редактор Н.Яцола

Заказ 3432 . Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101

Высо кот емпер а тур ное волокно

Золовата

Сульфанол

ЩСПК

Лигнин

Огнеупорная глина

Средняя плотность, Kr /мз после сушки после обжига

Прочность при сжапосле сушки (200оС) после обжига (1050 С)

Прочность при изгибе, МПа: после сушки (200 С) после обжига (1050 С)

Огневая усадка, 7

Теплопроводность, Вт/м. К, при температуре ОС

Термостойкость, циклы

Содержание компонентов, мас.7 и показатели свойств

Составитель Н.Кошелева

Техред Л.Олийнык Корректор И Эодейи