Способ изготовления безобжиговых шамотных огнеупоров

 

Изобретение относится к области огнеупорной промышленности, а именно к производству безобжиговых огнеупорных изделий. Сущность изобретения состоит в том, что для улучшения удобоукладываемости бетонной смеси, уменьшения энергозатрат и увеличения физико-механических характеристик бетона способ изготовления безобжиговых шамотных огнеупоров предусматривает помол силикат-глыбы с шамотом и отвердителем, смешение полученного вяжущего в течение 3 - 4 мин при температуре 50 - 60^oC с шамотным заполнителем, введение с водой затворения, имеющей температуру 50 - 70^oC, суперпластификатора C-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, окончательное перемешивание 4 - 6 мин, прессование при 20 МПа и последующую сушку при 200 - 250^oC в течение 1,0 - 1,5 ч. Причем в качестве отвердителя используют нефелиновый шлам. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству безобжиговых огнеупорных изделий на основе огнеупорного заполнителя и силикат-натриевого композиционного вяжущего (СНКВ), используемых в футеровке различных агрегатов.

Известен способ приготовления жаростойких безобжиговых кремнеземистых изделий, включающих кварцит и металлургический шлак, предусматривающий увлажнение водным раствором жидкого стекла, перемешивание после увлажнения, прессование на фрикционном прессе и термообработку изделий в туннельных противоточных сушилках с температурой теплоносителя на выходе сушильных полочных вагонеток 140 160^oC, продолжительностью сушки 16 17 ч.

Недостатком известного способа является невозможность получения высокопрочных безобжиговых огнеупоров за счет большого содержания в массе физически и химически связанной воды. Причем химически связанная вода практически удаляется при температуре 250 300^oC в процессе эксплуатации и тем самым снижается термостойкость. Кроме того, в известном способе продолжительность времени сушки изделий очень высокая (16 17 ч), в результате снижается производительность.

Известен способ изготовления безобжиговых огнеупоров путем помола силикат-глыбы с огнеупорным компонентом. Смешивание осуществляется с предварительным разогревом до 80 90^oC. Формование при комнатной температуре и сушка при 260 300^oC (авт. св. N 1701693, C 04 B 28/24, 1991).

Недостатком известного способа является то, что бетонная смесь подогревается в процессе перемешивания до 90^oC, что приводит к большой потере электроэнергии, в связи с быстрым испарением воды происходит уменьшение удобоукладываемости бетонной смеси, увеличиваются адгезионные свойства смеси, т.е. происходит сильное прилипание растворенной силикат-глыбы к стенкам смесительной установки и в связи с этим уменьшается выход готовой смеси.

Основная задача настоящего изобретения экономия энергозатрат, увеличение вяжущих свойств силикат-глыбы, увеличение удобоукладываемости бетона за счет уменьшения температуры перемешивания, введения пластифицирубщей добавки и уменьшения времени перемешивания до 4 6 мин, уменьшения напряжения бетона в процессе сушки.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления безобжиговых шамотных огнеупоров путем помола силикат-глубы с шамотом, смешения полученного вяжущего в течение 3 4 мин при повышенной температуре с шамотным заполнителем, завторения водой с повышенной температурой, окончательного перемешивания, формования прессованием и сушки, при помоле вводят отвердитель, смешение сухих компонентов осуществляют при 50 60^oC, с водой затворения, имеющей температуру 50 70^oC, вводят суперпластификатор C-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, окончательное перемешивание осуществляют в течение 4 6 мин, прессование при 20 МПа, а сушку при 200 250^oC в течение 1,0 1,5 ч, причем в качестве отвердителя используют нефелиновый шлам.

Снижение температуры перемешивания сухой массы в бетономешалке менее чем на 50^oC не способствует повышению активности вяжущего, тем самым уменьшает полноту растворения силикат-глыбы и снижает прочность изделия.

Увеличение температуры при сухом смешивании смеси более чем на 60^oC приводит к тому, что смесь проявляет адгезионные свойства и часть смеси прилипает к стенкам смесителя. При этом происходит потеря бетона до 10 15% от общего объема и возникает необходимость после каждого замеса очищать смеситель. Также ухудшается удобоукладываемость бетонной смеси.

Затворение массы подогретой до 50 70^oC водой из расчета водотвердое отношение 0,08 0,10 и смешивание в течение 4 6 мин позволяют снизить энергозатраты и сократить технологический процесс.

В увеличении температуры водозатворенной смеси до более 70^oC в процессе нет необходимости, так как в состав смеси введен суперпластификатор C-3, который пластифицирует бетонную смесь, ускоряет процесс растворения силикат-глыбы.

Уменьшение температуры водозатворенной смеси менее 50^oC в процессе смешивания приводит к уменьшению растворимости силиката-глыбы, и заметного эффекта предварительный разогрев не дает.

Сушка изделий термоударом при 200 250^oC позволяет уменьшить затраты энергоресурсов на производство изделий.

Увеличение температуры термоудара до более 250^oC не приводит к улучшению свойств материала.

Уменьшение температуры до менее 200^oC влечет лишь частичное растворение силикат-глыбы.

Понижение температуры при термоударе и времени турмоудара при сохранении и частичном повышении физико-механических характеристик готовых изделий происходит за счет введения в состав бетонной смеси отвердителя нефелинового шлама.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно отдозированную силикат-глыбу, часть огнеупорного заполнителя и активизирующую добавку измельчают совместно в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 2500 3000 см²/г.

В результате получаем силикат-натриевое композиционное вяжущее (ЦНКВ). Полученное СНКВ, заполнитель и отвердитель (нефелиновый шлам) смешивают в течение 3 4 мин в подогреваемой бетономешалке. Нефелиновый шлам песок крупностью 0,15 1,5 мм имеет следующий химический состав: CaO 56% SiO₂ 28,2% MgO 1,3% Al₂O₃ 3,5% Для применения нефелинового шлама в качестве отвердителя его предварительно измельчают в шаровой мельнице до тонкости помола цемента. Бетономешалка снабжена теплоизоляцией и на дне ее корпуса укреплены ТЭНы. При непрерывном перемешивании в состав добавляют подогретую воду из расчета водотвердое отношение 0,08 0,10, добавляя при этом суперпластификатор C-3 (сульфинированные нафталиноформальдегидные смолы по ТУ 6214 625-80). В результате использования суперпластификатора значительно увеличивается подвижность бетонных смесей при увеличении прочности готового материала, что повышает удобоукладываемость, снижается расход воды затворения при сохранении подвижности. Это в свою очередь повышает стойкость материала к гидрофизическим воздействиям (морозостойкость), сокращаются затраты энергии в 1,4 2,4 раза при тепловлажностной обработке изделия, сокращается время формования изделий со значительным снижением интенсивности виброуплотнения, что увеличивает производительность и улучшает условия труда.

Смешивание продолжают в течение 4 6 мин. Из этой массы прессуют изделия при удельном давлении 20 МПа и проводят термообработку термоударом при 225^oC в сушильной камере в течение 1,25 ч. Параметры способа и результаты испытаний приведены в таблице.

Формула изобретения

1. Способ изготовления безобжиговых шамотных огнеупоров путем помола силикат-глыбы с шамотом, смешения полученного вяжущего в течение 3 4 мин при повышенной температуре с шамотным заполнителем, затворения водой с повышенной температурой, окончательного перемешивания, формования прессованием и сушки, отличающийся тем, что при помоле вводят отвердитель, смешение сухих компонентов осуществляют при 50 60^oС, а с водой затворения, имеющей температуру 50 70^oС, вводят суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, окончательное перемешивание осуществляют 4 6 мин, прессование при 20 МПа, а сушку при 200 240^oС в течение 1 1,5 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве отвердителя используют нефелиновый шлам.

РИСУНКИ

Рисунок 1