Способ приготовления огнеупорной массы

 

Изобретение относится к производству графитсодержащих огнеупоров, предназначенных для использования в различных отраслях промышленности, главным образом для производства металлов. Предлагаемый способ приготовления огнеупорной массы позволяет решить следующие задачи: улучшение технических характеристик изделий, изготовленных на его основе, как то увеличение прочности изделий, их стойкости к окислению, снижение их пористости, использование более дешевого, по сравнению с электроплавленным, спеченного огнеупорного заполнителя при получении изделий ответственного назначения. Способ приготовления огнеупорной массы включает смешивание зернистого спеченного огнеупорного наполнителя с жидкой синтетической смолой, затем с графитом, затем с тонкомолотым огнеупорным заполнителем, предварительно смешанным с антиокислителем, предупреждающим окисление графита при эксплуатации изделий, после чего введение твердой синтетической смолы и окончательное перемешивание компонентов, по крайней мере, технологическая операция смешивания зернистого спеченного огнеупорного наполнителя с жидкой синтетической смолой производится в условиях создания в смесителе разрежения не менее 0,8 атм, при этом жидкая смола подается в смеситель после выдержки зернистого огнеупорного наполнителя при указанном разрежении не менее 5 мин. Операция смешивания зернистого огнеупорного наполнителя с жидкой синтетической смолой может производиться в отдельной емкости в условиях создания в ней разрежения не менее 0,8 атм, а смешанные компоненты подаваться в смеситель для окончательного смешивания с остальными компонентами. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к производству графитсодержащих огнеупоров, предназначенных для использования в различных отраслях промышленности, главным образом для производства металлов.

В литературе описаны следующие способы приготовления огнеупорной массы при производстве графитсодержащих огнеупоров. Так в а.с. N 1530619 (Бюллетень, 1989, N 47) предлагается способ приготовления огнеупорной массы, включающий формирование окаткой оболочек из порошка антиокислителя на углеродных гранулах с последующей их сушкой и смешиванием о крупнозернистым и мелкозернистым электроплавленным корундом или периклазом и связующим. Для снижения окисления углеродных гранул при высокой температуре на гранулы 2-1 мм предварительно наносят связующее, а оболочку формируют из смеси порошков алюминия и кремния с удельной поверхностью 2-4 м²/г и кремния с удельной поверхностью 0,6-0,8 м²/г, взятых в соотношении 2,5:1. Основным недостатком этого способа является то, что при его реализации нарушается контакт между собой углеродных гранул, вследствие чего возникают местные температурные напряжения при теплопередаче в изготовленном из массы изделии, что приводит к его низкой термостойкости. К тому же возникает необходимость использования электроплавленных огнеупорных заполнителей (корунда или периклаза), что значительно удорожает продукцию, изготовленную на основе предлагаемой массы.

Наиболее близким по совокупности признаков к данному изобретению (прототипом) является способ по а.с. N 1648931 (Бюллетень, 1991, N 18), в котором при получении периклазоуглеродистых изделий сначала смешивают периклазовый порошок фракции 1 -3 мм о жидким фенольным связующим, затем - с периклазовым порошком фракции менее 1 мм, графитом, тонкомолотым периклазом фракции менее 0,063 мм и алюминийсодержащей антиокислительной добавкой с содержанием алюминия 2-4 % (массовые доли). После этого вводят порошкообразное фенольное связующее и окончательно смешивают все компоненты сырьевой смеси. В прототипе устраняется недостаток, присущий упомянутому аналогу, связанный с нарушением целостности углеродной матрицы. Вместе с тем, пористый спеченный периклазовый порошок содержит внутри пор воздух, способствующий инициации процесса окисления углеродистого компонента в процессе эксплуатации изделий при высокой температуре. Это снижает срок службы огнеупорных изделий, изготовленных по указанному способу. Использование пористого периклазового заполнителя снижает прочности изделий, изготовленных из массы по упомянутому способу, попытки использования более прочного электроплавленного периклазового заполнителя значительно удорожают продукцию.

Предлагаемый способ приготовления огнеупорной массы позволяет устранить недостатки, присущие прототипу, и решить следующие задачи: улучшение технических характеристик изделий, изготовленных на его основе, как то увеличение прочности изделий, снижение их пористости при использовании более дешевого, по сравнению с электроплавленным, спеченного огнеупорного заполнителя при получении изделий ответственного назначения. Указанный технический результат достигается тем, что в процессе приготовления массы, производимой в одном смесительном агрегате, по крайней мере, одна технологическая операция смешивания зернистого спеченного огнеупорного наполнителя с жидкой синтетической смолой производится в условиях создания в смесителе разрежения не менее 0,8 атм, при этом жидкая синтетическая смола подается в смеситель после выдержки зернистого огнеупорного наполнителя при указанном разрежении не менее 5 минут.

При создании вакуума в смесителе и выдерживании зернистого огнеупорного наполнителя при указанном разрежении не менее 5 минут и последующем смешивании зернистого наполнителя с жидкой синтетической смолой создаются условия для пропитки пор наполнителя смолой, последняя, заполняя поры наполнителя, способствует снижению пористости изделий, дополнительно склеивает и удерживает от разрушения отдельные фрагменты зерна заполнителя, способствуя тем самым повышению прочности изделий. Отсутствие в порах воздуха, способного инициировать реакцию окисления углеродсодержащего компонента, повышает устойчивость изделий к окислению в процессе эксплуатации.

Пропитка пористого зернистого огнеупорного наполнителя жидким фенольным связующим может производиться и в отдельном смесительном агрегате, после чего процесс приготовления массы может быть продолжен в другом смесителе.

Пример реализации предлагаемого способа приготовления огнеупорной массы выглядит следующим образом. Пористый зернистый огнеупорный наполнитель, например спеченный периклаз, дозируется и подается в смеситель, в котором создается разрежение 0,8 атм. После 5-10 минутной выдержки в условиях вакуума (необходимо для удаления воздуха из пор наполнителя) в смеситель дозируется и подается жидкая фенольная смола (бакелит), которая пропитывает поры наполнителя, затем в смеситель дозируется и загружается графит, после чего в смеситель дозируется и загружается тонкомолотый огнеупорный заполнитель, предварительно смешанный с антиокислителем, предупреждающим окисление графита при эксплуатации изделий, затем дозирование и введение в смеситель твердой фенольной смолы (пульвербакелит) и окончательное перемешивание компонентов.

Формула изобретения

1. Способ приготовления огнеупорной массы, состоящий в том, что смешивают зернистый спеченный огнеупорный заполнитель с жидкой синтетической смолой, затем с графитом, затем с тонкомолотым огнеупорным заполнителем, который предварительно смешивают с антиокислителем, предупреждающим окисление графита при эксплуатации изделий, после чего вводят твердую синтетическую смолу и окончательно перемешивают компоненты, отличающийся тем, что, по крайней мере, технологическую операцию смешивания огнеупорного заполнителя с жидкой синтетической смолой производят в условиях создания в смесителе разряжения не менее 0,8 атм, при этом жидкую смолу подают в смеситель после выдержки зернистого огнеупорного заполнителя при указанном разряжении не менее 5 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что операцию смешивания зернистого огнеупорного заполнителя с жидкой синтетической смолой производят в отдельной емкости в условиях создания в ней разряжения не менее 0,8 атм, а смешенные компоненты подают в смеситель для окончания смешивания с остальными компонентами.