Шихта для изготовления огнеприпаса

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 С 04 В 35/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4842142/33 (22) 25.06,90 (46) 07.01.93. Бюл, М 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт фарфоро-фаянсовой промышленности ,(72) Н,M.Ìîëåâà, Н.В.Боганова, А.Г.Поспелов, И.М.Бердичевский, Л,Н,Бурунова и

И.В.Дугина (73) Л.А. Букин (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N 827019, кл. С 04 В 35/56, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР йг 591439, кл. С 04 В 35/56, 1975. (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕПРИПАСА (57) Использование: в технике изготовления и эксплуатации карбидкремнийсодержащих огнеупоров в качестве огнеприпаса, в керамической, огнеупорной и фарфорофаянсоИзобретение относится к технике изготовления и эксплуатации карбидкремнийсодержащих огнеупоров в качестве огнеприпвса и может быть использовано в керамической,. огнеупорной и фарфорофаянсовой промышленности.

Известна шихта для изготовления огнеприпаса, включающая карбид кремния, глинозем, электрокорунд и глину, причем она содержит в определенном соотношении карбид кремния крупной (2,5 — 1,0 мм), средней (1 — 0,5 мм) и мелкой (0,5-0,1 мм) фракций и электрокорунд трех фракций (0,2-0,1;

0,1 — 0,05; 0,05 — 0,03 мм) (1).

Однако такая шихта отличается рядом недостатков, а именно содержит в своем составе весьма малые зерна карбида крем„„<Ц„„1787149 АЗ вой промышленности. Шихта содержит компоненты и ри следующем соотношении, мас.%: карбид кремния 10,0 — 50,0; глина огнеупорная 29,0-40,0; электрокорунд 0,5—

9,9; электрокорунд или шлам электрокорунда; легированного аксидами титана и хрома, с размером зерен 0,01 — 0,2 мм 2,0-20,0; глинозем, в том числе с размером зерен < 0,056

9,10 — 29,50, причем сумма оксидов титана и хрома в легированном электрокорунде или его шламе находится в пределах 0,3 — 2,5%, а соотношение зерен глинозема размером более 0,056 мм к зернам глинозема менее или равно 0,056 мм изменяется в интервале от 0,4 — 4,0. При реализации изобретения достигается уменьшение механической прочности после 100 циклов обжига на 18-58%, а количество циклов эксплуатации, после которых 50% каплесей выходит из строя, равно 38 — 59. 1 табл.

l ния (0,5-0,1 мм), что способствует окислению SiC с образованием вредной среды кристобалита. Это приводит к повышению скорости падения механической прочности материала во время эксплуатации огнеприпаса; включает значительное количество весьма мелких зерен злектрокорунда (фракции < 0,1 мм свыше 48%), которые по своим размерам соизмеримы с размерами сферолитов глинозема. Такой выбор грансостава электрокорунда способствует увеличению реакционной способности корундсодержащей составляющей широты. Зто способствует сдвигу фазового состава связующего компонента наполнителя, обожженного материала в сторону преобладания

1787149 фаз в последовательности корунд — муллит, а в результате — увеличение коэффициента термического расширения связующего материала, а следовательно, и степени различия между KTP связующего и карбида кремния. Все изложенное также способствует увеличению скорости изменения (в сторону уменьшения) механической прочности материала в процессе эксплуатации, а следовательно, преждевременному выходу of неприпаса из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является состав шихты для огнеупоров, используемых в качестве огнеприпаса в керамической, огнеупорной и фарфорофаянсовой промышленности, который включает карбид кремния, глину огнеупорную и глинозем технический (2). Известная шихта содержит также глинозем с размером зерен менее 0,056 мм и дополнительно электрокорунд с размером зерен 0,2 — 0,03 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид кремния 20-75

Глина огнеупорная 7 — 28

Глинозем технический 0,1 — 25

Электрокорунд 10-30

Основным недостатком известного материала является достаточно высокая в сторону уменьшения скорость изменения его механической прочности в процессе эксплуатации, обусловленная фазовыми и структурными превращениями, происходящими в материале и процессе термического циклирования. Это ограничивает срок службы огнеприпаса и приводит к преждевременному выходу его из строя.

Цель изобретения — повышение срока службы огнеприпаса за счет стабилизации механической прочности его материала в процессе эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что шихта, включающая карбид кремния, глину огнеупорную, глинозем и электрокорунд с размером зерен 0,03-0,2 мм, дополнительно содержит электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами хрома и титана, с размерами зерен 0,01-0,2 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид кремния 10-50

Глина огнеупорная 29-40

Глинозем 9,1-29,5

Укаэанный злектрокорунд 0,5-9,9

Электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами титана и хрома с размерами зерен 0,01-0.2 мм 2,0-20,0

Причем сумма оксидов титана и хрома в легированном электрокорунде или его шламе находится в пределах 0,3 — 2,5%, а соотношение зерен глинозема размером более

0,056 мм к зернам глинозема менее или равным 0,056 мм составляет 0,4-4,0.

Повышение срока службы огнеприпаса, изготовленного с применением данной шихты, обусловливается возможностью обеспечения за счет данного материального

10 состава шихты рационального фазового состава огнеприпаса, характеризующегося оптимизацией положительных свойств ос15

35 разцы размером 100х20х10 мм для исследований. Обжиг образцов проводили в туннельной печи при 1400 — 1410 C по фарфоровому режиму. В качестве. исходных материалов используются:

40 глина огнеупорная по ТУ 14-8-152-75 глинозем по ГОСТ 6912-87, ТУ 2-036849-85 карбид кремния, электрокорунд по

ГОСТ 3647-80, ТУ 2-036-249-85 ОСТ 2МТ 7152-84 побочный продукт обогащения злектрокорунда (шлам злектрокорунда).

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами конкретно50

ro выполнения.

Пример 1. Карбид кремния (35 мас.%), в том числе фракции М 100 15%, М 50 12% и N. 32 8%, электрокорунд М 8 нормальный (0,5 мас.%), злектрокорунд, легированный

55 оксидами титана и хрома с размерами зерен

0,01-0,2 мм (10 мас.%), в том числе сумма оксидов хрома и титана (2,3 мас.%), глинозем технический (85 мас.%), глину (205 мас.%) смешивали, увлажняя суспензией новных кристаллических фаэ — карбида кремния, муллита и корунда в отношении стабилизации механической прочности материала огнеприпаса при эксплуатации.

Технология изготовления огнеупорного материала следующая.

В шаровой мельнице мокрым помолом при соотношении материал; вода: мелющие тела, равном 1:1;1,5, размалывают глинозем

25 до прохода через сито 0056 с остатком не более 5%, для подвеса добавляют глину в соотношении глинозем: глина, равном 9;1.

Полученной суспензией увлажняли предварительно смешанные в смесителе по сухому

30 компоненты шихты — карбид кремния, электрокорунд, глину, глинозем до рабочей влажности 16-18%. Полученную массу проминали, после чего методом пластического формования или экструзией .готовили об1787149 глиноземистой с подвеской глины (глинозем 11,5 мас. и глина 9,5 мас. ).

Влажность суспенэии 50, Соотношение зерен глинозема > 0,056 мм к < 0,056 мм составляет 0,73. После получения однородной массы с 17 влажностью формовали образцы 100х20х10 мм и обжигали в туннельной печи при 1400-1410 С по фарфоровому режиму, Физико-технические свойства материала представлены в таблице, ll р и м е р 2. Карбид кремния различного фракционного состава (50 мас. ), в том числе фракции N. 100 20 мас., N. 50 18 мас, и N.., электрокорунд N 8 (9,9 мас, ), шлам электрокорунда, легированный оксидами титана и хрома (2,0 мас, ), в том числе сумма оксидов титана и хрома равна 0,3, глинозем технический (7,3 мас.%) глину (12,0 ) смешивали в смесителе в течение 15 мин, затем увлажняли суспензией глинисто-глиноземистой, приготовленной в шаровой мельнице мокрым помолом в соотношении глинозем: глина, равном 8,0;17,0 (мас. ). Влажность суспензии 50 . Соотношение зерен глинозема >

0,056 мм к зернам < 0,056 мм равно 4,0, После получения однородной массы, промина через вакуум-мялку влажность массы при формовании составила 16, Для исследований готовили пластическим формованием образцы размером 100х20х10 мм и обжигали в туннельной печи фарфорового завода при 1400-1410 С. Физико-технические свойства приведены в таблице.

В предлагаемом материале вокруг зерен электрокорунда и карбида на их границе со связующим образуются слои материала, обогащенные крупными кристаллами кор; нда, которые образовались в результате взаимодействия сферолитов глинозема с примесями TIOz и Сг20з, содержащимися в электрокорунде. Данный слой материала, имея КТР ниже, чем зерна корунда, и выше, чем материал связующего, и еще выше, чем карбида кремния, образует буферную зону, смягчающую различие между КТР карбида кремния и связующего ком5 понента материала, а также корунда и связующего, Изложенное выше позволяет уменьшить напряжения в материале, что способствует стабилизации механической

10 прочности огнеприпаса в процессе его эксплуатации, карбид кремния 10 — 50; огнеупорная глина 29-40;

30 глинозем 9,1 — 29,5 укаэанный электрокорунд электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами титана и хрома, с размером зерен 0,01-0,2 2-20, причем, сумма оксидов титана и хрома в

40 легированном электрокорунде или его шламе находится в пределах 0,3-2,5ь, а отношение зерен глинозема размером более

0,056 мм к зернам глинозема меньшим или равным 0,056 мм составляет 0,4 — 4,0.

0,5-9,9;

Формула изобретения

Шихта для изготовления огнеприпаса, 15 включающая карбид кремния, огнеупорную. глину, глинозем и электрокорунд с размером зерен 0,03-0,2 мм, отл и ч а ю ща я с. и тем, что, с целью повышения срока службы огнеприпаса за счет стабилизации

20 механической прочности материала огнеприпаса в процессе эксплуатации, она дополнительно содержит электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами хрома и титана, с размерами зерен

25 0,01-0,2 мм при следующем соотношении компонентов в вес. :