Огнеупорный мертель

Изобретение относится к составу огнеупорного мертеля, предназначенного для изготовления крупногабаритных углеродсодержащих огнеупорных изделий, приготовления кладочных растворов при выполнении футеровки тепловых агрегатов. Огнеупорный мертель, включающий глиноземсодержащий наполнитель в виде реактивного глинозема, фосфатное связующее, дополнительно содержит кремний технический и графит при следующем соотношении компонентов, мас.%: реактивный глинозем 20-30, кремний технический 25-35, графит 2-8, фосфатное связующее 30-40. Технический результат изобретения - увеличение адгезии мертеля к поверхности углеродсодержащих изделий и увеличение прочности при изгибе клеевого шва. 1 табл.

 

Изобретение относится к составу огнеупорного мертеля, предназначенного для изготовления крупногабаритных углеродсодержащих огнеупорных изделий, приготовления кладочных растворов при выполнении футеровки тепловых агрегатов.

Известен огнеупорный мертель, включающий в качестве глиноземсодержащего наполнителя корунд и тонкомолотый технический глинозем, фосфатное связующее и пластифицирующую добавку (А.Н.Гаоду и др. Статья «Высокоогнеупорный мертель для связывания корундового огнеупора», ж. «Огнеупоры», 1970, №8, стр.40-43).

Недостатком этого мертеля является низкая термостойкость и адгезионная прочность при соединении огнеупорных изделий, а также недостаточная прочность шва соединения.

Известен огнеупорный мертель, включающий в качестве глиноземсодержащего огнеупорного наполнителя корунд-основу, шлам нормального электрокорунда 3-5 мас.%, глину огнеупорную 14-16 мас.% и фосфатное связующее 35-37 (А.с.№1049452, С 04 В 35/68, 1983). Недостатком этого мертеля является низкая термическая стойкость и прочность соединения изделий.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному мертелю является огнеупорный мертель, используемый для соединения керамических и огнеупорных изделий, включающий корундовый наполнитель 40-60 мас.%, алюмосиликатный спек 15-30 мас.% и фосфатное связующее 2-35 мас.% (Патент РФ №2079471, С 04 В 35/10, 1994).

Недостаток этого мертеля заключается в низкой прочности на изгиб склеенных им изделий.

К тому же известные мертели отличаются плохой смачиваемостью поверхности углеродсодержащих изделий.

Задачей этого изобретения является увеличение адгезии мертеля к поверхности углеродсодержащих изделий и увеличение прочности при изгибе клеевого шва.

Технический результат достигается тем, что огнеупорный мертель содержит, мас.%: реактивный глинозем 20-30, кремний технический 25-35, графит 2-8 и фосфатное связующее 30-40.

Для изготовления огнеупорного мертеля используют следующие материалы: реактивный глинозем марки ГР, производства ОАО «БКО», соответствующий требованиям ТУ 14-194-252-02 фракции менее 0,05 мм, кремний технический по ГОСТ 2169-69 вибромолотый фракции менее 0,088 мм, графит китайского производства марки «Flake Graphite «+194» фракции менее 150 мкм и связующее алюмохромфосфатное плотностью 1,60 г/см³ по ТУ 6-18-166-83. Все компоненты технического производства.

Порядок приготовления мертеля следующий. Предварительно кремний технический подвергают вибропомолу. Затем кремний технический, реактивный глинозем и графит перемешивают в сухом виде в течение 10 минут. В жидкую составляющую - алюмохромфосфатное связующее добавляют полученную смесь и перемешивают в течение 10 минут до получения однородной пасты.

В таблице 1 приведены составы мертелей и результаты испытаний.

Метод определения прочности клеевого шва состоит в испытании образца, изготовленного соединением двух составных частей изделия с помощью клея, по схеме трехточечного изгиба до разрушения. Испытание проводится при комнатной температуре.

Образец устанавливают на поддерживающие опоры. Верхнюю нажимную опору (металлический стержень размером 10×10×100 мм) совмещают с клеевым швом и нагружают образец до разрушения шва.

Предел прочности при изгибе клеевого шва вычисляют по формуле

где F - максимальная сила приложения к образцу, Н;

L_S - расстояние между опорами, мм;

b - ширина образца, мм;

h - высота образца, мм.

Предел прочности при изгибе клеевого шва на основе разработанного огнеупорного клея σ_изг=3-5 Н/мм².

Предел прочности при сдвиге σ_сдв, Н/мм², вычисляют по формуле:

где Р - усилие пресса, затраченное на сдвиг пластин друг относительно друга, МПа.

S - площадь склеивания.

Высокая прочность на изгиб при толщине шва до 1 мм с достаточной прочностью на сжатие и термостойкостью позволяет эффективно использовать предлагаемый огнеупорный мертель. Например, для вклеивания пористой вставки в составное огнеупорное изделие.

Таблица 1.
Наименование компонентов	Номер состава
1	2	3	4	Прототип
Алюмохромфосфатное связующее (АХФС)	40,0	38,0	37,9	40,0	20,0
Кремний технический	33,0	27,0	29,0	35,0	-
Реактивный глинозем	25,0	32,0	30,0	20,0	-
Графит	2,0	3,0	4,0	5,0	-
Корунд	-	-	-	-	50,0
Пыль с электрофильтров	-	-	-	-	30,0
Предел прочности при изгибе, МПа	3,9	4,2	5,0	3,5	2,0
Прочность на сдвиг, МПа	5,2	6,3	8,0	4,5	7,4
Термостойкость, т/см	12	12	15	13	10

Огнеупорный мертель, включающий глиноземсодержащий наполнитель и фосфатное связующее, отличающийся тем, что в качестве глиноземсодержащего наполнителя содержит реактивный глинозем и дополнительно - кремний технический и графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Реактивный глинозем	20-30
Кремний технический	25-35
Графит	2-8
Фосфатное связующее	30-40