Шихта для изготовления безобжиговых изделий высшей огнеупорности

 

Сущность изобретения: шихта включает , мас.%: стабилизированныйдиоксид циркония60-68 ,суспензия стабилизированного диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты плотностью 1,08-1,11 г/см 30-40. Характеристики; предел прочности при разрысе образцов, обработанных при 300°С при температуре 1600°С 0,03-0,15 МПа, остаточная прочность при холодном разрыве после 2-х теплосмен (1300°С -воздух) 8-30%. 3 табл. шихта для изготовления изделий высшей огнеупорности , содержащая, мас.%: 40-70 стабилизированного диоксида циркония 0,5-5,0 мм, до 15 фракции 0,09-0,5 мм, 10- 25 фракции менее 0,09 мм, 10-30 нестабилизированного диоксида циркония и в качестве связки 1-5 ортофосфорной кислоты (сверх 100%) 2. Недостатком указанной шихты является низкая высокотемпературная прочность и термостойкость материала, приводящая к растрескиванию, расслаиванию и выкрашиванию частей изделия. Цель изобретения -увеличение высокотемпературной прочности и термостойкости . Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления безобжиговых изделий высшей огнеупорности, включающая стабилизированный диоксид циркония и суспензию диоксида циркония в ортофосфорной кислоте, отличается тем, что она содержит суспензию стабилизированного Ё XI О О 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s С 04 В 35/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4836784/33 (22) 08.06,90 (46) 07.10.92. Бюл. N.. 37 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им, И. А.Гришманова и Институт высоких температур АН

СССР (72) И. И, Немец, Н. С, Бельмаз, Л, Н. Семыкина, В. Б. Златковский, Е. П, Пахомов, Л,Б.Боровкова, О. В, Бакунов и Л. Г, Смирнова (56) Мельник М. Т, и др. Высокоогнеупорные бетоны для футеровки МГД-генератора,—

Высокотемпературные материалы для .

МГДЭС, М.: Наука 1983, с, 130-133, Авторское свидетельство СССР

N 292928, кл. С 04 В 35/48, 1971.

Изобретение относится к безобжиговым огнеупорам и может быть использовано для изготовления диоксидциркониевых изделий высшей (более 2000 С) огнеупорности, для выполнения монолитных футеровок (теплоизоляции) теплонапряженных высокотем пературн ых уста новак, печей, устройств, в частности газодинамического тракта МГД-установок, в том числе канала

МГД-генератора, .

Известна шихта для изготовления изделий высшей огнеупорности, содержащая, мас.%; 20 алюмоцирконат бариевого цемента и 80 цирконата бария (1).

Однако разупрочнение таких материалов при температурах 800 — 1200 С составляет 18 — 35%, использование в производстве требует работы с токсичными соединениями бария, применения ручной тромбовки или виброуплотнения при выполнении футеровки.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ВЫСШЕЙ ОГНЕУПОР Н ОСТИ (57) Сущность изобретения: шихта включает, мас,%: стабилизированныйдиоксид циркония 60-68, суспензия стабилизированного диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты плотностью 1,08 — 1,11 г/см 30 — 40. Характеристики; предел прочности при разрысе образцов, обработанных при 300 С при температуре 1600 С 0,03 — 0,15 МПа, остаточная прочность при холодном разрыве после 2-х теплосмен (1300 С вЂ” -воздух) 8-30%. 3 табл. шихта для изготовления изделий высшей огнеупорности, содержащая, мас.%: 40 — 70 стабилизированного диоксида циркония

0,5 — 5,0 мм, до 15 фракции 0,09 — 0,5 мм, 1025 фракции менее 0,09 мм, 10 — 30 нестабилизированного диоксида циркония и в качестве связки 1 — 5 ортофосфорной кислоты (сверх 100%) f2), Недостатком указанной шихты является низкая высокотемпературная прочность и термостойкость материала, приводящая к растрескиванию, расслаиванию и выкрашиванию частей изделия.

Цель изобретения — увеличение высокотемпературной прочности и термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления безобжиговых изделий высшей огнеупорности, вклю (ающая стабилизированный диоксид циркония и суспензию диоксида циркония в ортофосфорной кислоте, отличается тем, что она содержит суспензию стабилизированного

1766881 диоксида циркония в водном растворе ортофосфорной кислоты плотностью 1,081,11 г/см при следующем соотношении компонентов шихты, мас. :

Стабилизированный диоксид циркония 60 — 68

Суспензия стабилизированного диоксида цир" кония в растворе ортофосфяоцрной кйслоты йлот"; .- "ностью 1,08 — 1,11 г/см 32-40

Пример . В смесителе смешивают

6,8 кг (68 0) стабилизированного диоксида циркония, в том числе 4 кг фракции 2 — 0,5 мм и 2 8 кг фракции менее 0,5 мм и 3,2 кг(32 ) связки — суспензии, полученной механохимической переработкой в течение 24 ч стабилизированного диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты плотностью 1,09 г/см . Влажность формовочной з массы составляет 6%. Образцы формуют методом литья в пластмассовые формы, Структурообразование происходит в нормальных условиях в течение 8 — 12 ч, для достижения поставленной цели целесообразно использовать суспензию диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты с объемной долей твердой фазы

C v=0,45.

32 — 40

Массовая доля компонента в массе состава, о

Компонент

68

40

32 та бли ца 2

Уровень термообработки, Показатели свойств

Индекс шихты

300 500 800

0,09

0,15

0,11 разрушился

1 3,5 3 6

2 3,6 3,8

3 3,4 3,7

ЦФБ 1,8 1,7

4,1 3,9

4,2 4,0

4,0 4,0

1,9 0,7

0,40

0,48

0,44

Образец

4,2

4,3

4,1

0,9

1 3,3 3,6

2 3,4 3,8

3 3,2 3,6

ЦФБ 0,9 0,8

4,4

4,5

4,4

0,6

8,0

10,0

9,0

0 5

12,0

14,0

13>0

0,1

2

ЦФБ зо

32

28

Разрушился

Стабилизированный диоксид циркония

Суспензия, полученная механохимической переработкой стабилизированного диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты плотностью 1,08 — 1,11 г/см з

Предел прочности при разрыве образцов, обработанных при

300 С при соответствующей температуре испытаний (горячий разрыв), МПа

Предел прочности при разрыве а при 20 С образцов, обработанных при соответствующей температуре обжига (холодный разрыв), МПа

Остаточная прочность при холодном разрыве после 2-х теплосмен по режиму 1300 Своздух, В

В табл. 1 представлены конкретные составы шихты.

В табл, 2 приведены свойства прототипа и изобретения при различных условиях

5 термообработки, В табл, 3 показано влияние плотности раствора ортофосфорной кислоты на термомеханические свойства шихты.

Формула изобретения

10 Шихта для изготовления безобжиговых иэделий высшей огнеупорности, включающая стабилизированный диоксид циркония и суспензию диоксида циркония в ортофосфорной кислоте, отличающаяся тем, 15 что, с целью увеличения высокотемпературной прочности и термостойкости, она содержит суспензию стабилизированного диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты плотностью 1,08-1,11 г/см

20 при следующем соотношении компонентов шихты в MBc, :

Стабилизированный диоксид циркония— 60-68;

Суспензия стабилизиро25 ванного диоксида циркония в растворе ортофосфорной кислоты плотностbe 1,08 — 1,11 г/см

Таблица 1

1766881

Таблица 3

Уровень термообработки, С (выдержка

30 мин) Плотность Показатели свойств раствора

Индекс шихты

Нз РО», г/смз

1000 1400 1600

300 500 800

3,6

3,6

3,6

Предел прочности при горячем разрыве, МПа

Предел прочности при холодном разреве, МПг

Предел прочности при горячем разрыве, МПа

Предел прочности 3,2 при холодном раз- 3,2 рыве, МПа 3,2

Составитель В. Соколова

Техред М,Моргентал Корректор О. Густи

Редактор И. Савина

Заказ 3518 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1,01

1,08

1,09

1,11

1,08

1,09

1,11

1,08

1,09

1,11

1,08

1 09

1,11

3,9

3,5

3,5

3,3

3,3

3,3

3,4

3,4

3,4

3,6

3,6

3,6

3,7

3,7

3,7

3„6

3,6

3,6

4,1.

4,2

4,2

4,2

4,0

4,0

4,0

4,1

4,1

4,1

3,9

3,9

3,9

4,4

4,4

4,4

4,0

4,0

4,0

4,4

4,4

4,4

0,4 0,09

0,4 0 09

0,4 0,09

8,0 12,0

8,0 12,0

80 . 120

0,44 0,11

0,44 0,11

0,44 0,11

9,0 13,0

9,0 13,0

9,0 13,0