Мертель для склеивания огнеупорных изделий

 

Изобретение относится к производству крупногабаритных огнеупоров, которые с целью упрощения процесса формования изготавливают методом склеивания из отдельных деталей, и может быть использовано, например, при производстве клееных труб для защиты струи металла от окисления. Мертель для склеивания огнеупорных изделий содержит, мас.%: цирконийсодержащий.компонент и огнеупорную глину в виде смеси совместного помола диоксида циркония и огнеупорной глины в соотношении 2 : ..; ;.- ; .. 2 1, в качестве связующего водорастворимую соль ортофосфорной кислоты и/или лмгноеульфонат технический и глиноземсодержащий наполнитель фракции 0,1 или при следующем соотношении компонентов, мас.% указанная смесь 33 - 58, указанное связующее 15 - 20, глиноземсодержащий наполнитель фр. 0,1 мм остальное. Мертель готовили следующим образом: глиноземсодержащий наполнитель, смесь совместного помола баддеяеитового концентрата с глиной увлажняли связкой; ССП готовили обычным способом в вибромельнице до фракции 0,08 мм. Приготовление цинкфосфатной связки состава ZnO - -14%, НзРО концентрированная 60%, вода 26% производили следующим образом: к воде приливали концентрированную рртофосфорную кислоту , затем при интенсивном перемешивании постепенно добавляли оксид цинка. Полученную массу тщательно перемешивали до гомогенного состояния. Адгезионная прочность мертеля 64 - 102 МПа, шлакоустойчивость 1,3 - 2,5% (площадь разьединения ), 2 табл. С со ю

,„5U „„1821460 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 28/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4921810/33 ° 1; в качестве связующего водорастворимую (22} 28.01.91 соль ортофосфорной кислоты и/или лигно(46) 15.06.93. Бюл. % 22 сульфонат технический и глиноэемсодержа(71) Всесоюзный государственный институт щий наполнитель фракции 0,1 или при научно-исследовательских и проектных ра-.. следующем соотношении компонентов, бот огнеупорной промышленности мас. указанная смесь 33 — 58, указанное (72) Г.И.Ильин, 3.Е.Горячева, Г.О.Бодина,. связующее 15 — 20, глиноэемсодержащий

Л.М.Аксельрод и B.À.Êîíîíîâ - . наполнитель фр. 0,1 мм остальное. Мертель (56)Авторское свидетельство СССР . готовили следующим образом: глиноземсоМ 622792, кл. С 04 В 33/22, 1978.. держащий наполнитель, смесь совместного

Авторское свидетельЬ.во СССР помола бадделеитового концентрата с глиМ 4260357, кл. С 04 В 28/34, 1985. ной увлажняли связкой. ССП готовили обыч- . (54) МЕРТЕЛЬ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ ОГНЕ- ным способом в вибромельнице до фракции УПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ..: . (0,08 мм, Приготовление цинкфосфатной (57) Изобретение относится к производству связки состава ZnO — .14, НЗРО концент.крупногабаритных огнеупоров, .которые с рированная 60, вода 267; производили цельюупрощенияпроцессаформованияиз-. следующим образом: к воде приливали готавливают методом склеивания из отдель-. - концентрированную ортофосфорную кисных деталей; и может быть использовано,. лоту, затем при интенсивном перемешиванапример, при производстве клееных труб нии постепенно добавляли оксид цинка, для защиты струи металла от окисления. ПолученнуюмассутщательноперемешиваМертель для склеивания огнеупорных иэде- ли да гомогенного состояния. Адгезионная лий содержит, мас.%: цирконийсодержа- прочность мертеля 64 — 102 МПа, шлакощий.компонент и огнеупорную глину в виде: устойчивость. 1,3 — 2,5 . (площадь раэьедисмеси совместного помола диоксида цирко- нения), 2 табл. ния и огнеупорной глины в соотношении 2: Ю

Целью изобретения является повышение адгезионной прочности шва и стойкости в агрессивных средах.

Изобретение относится к области производства крупногабаритных огнеупоров, которые с целью упрощения процесса фор, мования изготавливают методом склеивания из отдельных деталей, и может быть использовано для изготовления длинномерных изделий шемотного, корундового и муллитокорундового состава например, при производстве клееных труб для защиты .струи металла от окисления, Поставленная цель достигается тем, что в состав мертеля вводят диоксид циркония в виде тонкомолотой смеси совместного помола с огнеупорной глиной в соотношении

2; 1, фракции « 8,0, водорастворимую соль . ортофосфорной кислоты и/или лигносуль1821460 двуокиси циркония ведет к объемным изменениям изделия, связанным с полиморфными превращениями Zn0, что отрицательно 20 сказывается на качестве изделия.

Соотношение зернистой и тонкомоло-. той составляющих мертеля обеспечивает оптимальную структуру шва. Увеличение зернистой составляющей свыше 50% при- 25 водит к уменьшению плотности, прочности и устойчивости огнеупорного мертеля, в агрессивных средах из-за недостатка тонкой составляющей, необходимой для заполнения промежутков между зернами, Увеличе30 ние тонкомолотой составляющей свыше

58% приводит к увеличению усадки, обра- зованию трещин. в процессе обжига и, следовательно, уменьшению прочности и устойчивости в агрессивных средах.

Введение глиноэемсадержащего на-. полнителя а виде фракции < 0,1 мм улучшает структуру обожженного мертеля по сравнению с тонкомолотым за счет снижения усэдки в процессе обжига, приводящей 40 к образованию трещин.

Применение временного клеющего связующего повышает адгезионную прочность мертеля при низких температурах.

Введение фосфатного связующего активизирует процесс спекания и способствует повышению прочности за счет образования сложных фосфоалюмосиликатных соединЕний, фосфатов циркония, алюминия, кремния.

Использование смеси временного связующего и, фосфатной связки позволяет сохранить прочность в широком интервале температур, В литературе неизвестны технические решения, в которых бы для повышения адгезионной прочности и стойкости мертеля в . агрессивных средах использовались в совокупности вышеперечисленные признаки. фонат технический при следующем соотношении компонентов, мас.%, глиносодержащий наполнитель, фракции - 0,1 мм 25 — 50

ССП фракции 0,08 ws 33 — 58 связующее 15 — 20

Использование двуокиси циркония в виде смеси совместного помола улучшает взаимодействие компонентов смеси. Соотношение двуокиси циркония к пластифика- "0 тору 2: 1 является наиболее оптимальным . для синтеза цирконата.

Увеличение количества глины e ..смеси совместного помола приводит к образованию после обжига свободной S10z, которая пе- 15 реходит в стеклофазу и снижает устойчивость мертеля в агрессивных средах, Увеличение

Для приготовления шихты были использованы следующие материалы: — глиноземсодержащий наполнитель: злектрокорунд М 10, ОСТ 2-1155-71, мулликорундовый шамот ТУ 14-8-286-78; — пластификатор: глина марки ДН-1

Дружковского месторождения в виде порошка ПГОСА, влажность не более 8%, ТУ

14-8-188-75„ТУ 14-8-90-74;

-диоксид циркония: бэдделитовый концентрат (порошок марки ПБ- 1-, ПБ-2, ПБ-З), ТУ 14-8-393-82; — фосфатные связки; триполифосфат натрия (20;4 раствор), ГОСТ 20291-80; цинкофосфатнэя связка готовится из окиси цинка, ГОСТ 10262-73 и ортофосфорной кис- лоты (о=.1,7 г/смэ), ГОСТИ 6552-58, Пример реализации (по составу М 2).

В смесь, содержащую злектрокорунд М

10 — 35% смесь совместного помола бадделитового концентрата с глиной в количестве 48% добавляют 17% цинкфосфатной связки (фосфат цинка) ССП готовят обычным способом в вибромельнице до фракции

50,08 мм, Приготовление цинкофосфатной связки состава Zn0.- 14%, НэРОд концентрированная — 60%, вода — 26% производится следующим образом: к воде приливается концентрированная ортофосфорная кислота; затем при интенсивном помешивании постепенно добавляется оксид цинка. Связка должна быть прозрачной, . Полученную массу тщательно перемешивают до гомогенного состояния. Масса готова к употреблению.

Предлагаемый огнеупорный, мертель можно использовать при склеивании огнеупоров шамотного, корундового и муллитокорундового состава, Детали изделий перед склеиванием сушат при температуре 60ОС в течение 4 ч.

Склеиваемые поверхности изделия смазывают мертелем, а затем прижимают друг к другу. В таком положении изделие должно . находиться до полного затвердевания мертеля (4 — 6 ч).

Подсушивают склеенные изделия в естественных условиях в течение суток при температуре 20+2 С. Затем изделия обжигают при температуре 1400 —. 1450 С с выдержкой при конечной температуре 3 ч.

Другие составы (см.табл. 1) приготавливаются аналогичным образом. Свойства полученных образцов представлены в табл;2.

Иэ табл.2 видно, что по сравнению с прототипом у предлагаемых составов. — разъедание шлаком в 1,2 — 2,2 раза меньше.

1821460 — предел прочности на изгиб при щий наполнитель, цирконийсодержащий

1200 С в 2,4 — 3,8 раза больше. компонент фракции S 0,08 мм, огнеупорМертеля на временной связке (лигно- ную глину и связующее с использованием в сульфонате техническом), а также на смеси качестве. последнего водорастворимой соли временной и фосфатной связок покаэалй 63 ортофосфорной кислоты, о т л и ч а ю щ и йсвойствами на уровне составов с фосфатны- с я тем, что, с целью повышения адгезионми связками. При этом прочность на изгиб ной прочности шва и повышения стойкости необожженных изделий, склеенных мерте- в агрессивных средах, он содержит цирколями этих составов несколько выше.. нийсодержащий компонент и огнеупорную

Составы, выходящие эа пределы: 10 глину в виде смеси совместного помола ди— по соотношению ZnOz (пластификатор оксида циркония и огнеупорной глины в со%16,17),: отношении 2: 1, в качестве связующего — по эергновому составу глиноземсодер- водорастворимую соль ортофосфорной кисжащего наполнителя — М 18, 19, лоты и/или лигносульфонат технический и — по количественному содержанию ком-. 15 глиноземсодержащий наполнитель фракпонентов наполнителя = М 20, 21, ции 011 мм, при следующем соотношении — по количественному содержанию компонентов, мас.7;: связки — М 22, 23 показали более низкие. укаэанная смесь 33-58; физико-технические свойства по сравне-, указанное связующее 15 — 20 нию с предлагаемыми,; 20 .глиноземсодержащий

Ф ор мул а из.обретения наполнительфракции

Мертель для склеивания огнеупорных 0,1 мм изделий, включающий глиноэемсодержаостальное

Табл««а ь 23 т

Глммьземсодер«Ммй мело«и«тель «митро

ND рума Фр. 0,1 мм

1-0,1 lel

20 54 35 35

35 35

25 35 50 25 35 50 25 85 50 25 35 50

C0,08 мм

Ну«лито«осу«@заид «ают

Фр. <0,1

25 35 50

Смесь соеместюго лоюра

2п0> и «ласт«а«каторз лрм м« с«от«о«елим

58 48 33 58 48 33 58 48 33 58 48 ЗЗ 58 48 33

48 48 53 29 43.. 53

2:1

3:1

8 8 8 17 17 17 17 17 Тг 17 Тг 17 22 т 2

Цим«аосеатма« сельма

17 17 17

Тртоолисосоат магри« ь

Пигмосульфо мат те«ми«асима

ТГ 17 17

9 9 9

17 It 17

Таблиц«2

Предел лромьюстм ма изгиб пр«

1200«C, Нта

ГОСТ 25085-81

27 80 102 76 78 98 64 75 96. 79 62 100 73 77 89 72 20 38

25 31 25 28 29 34

Предел ирои«ости ма изгиб с«пиа, 101«, ГОСТ 2S08S-81

1,7 1,8 1,9 l,9 3,5 3,2 3,6 2,0 2,0 2,8 2,6 2,9 2,6 1,9 1,9 2,0 1,7 1,5 1,3 1,8 г,9 1,8 13 гг г,б 12 2,4 1,9 1,4 2,0 1.1 3.5 2,1 2,2 1,9 2.5 16 3,0 г,5 З.г

16 10 1,41,6

3,0 3.2 1,8 1,8 бла«оустодми° ость лоло«де раз«едем,е, 2.