Способ получения кордиеритовых огнеупоров

Изобретение относится к области технологий неорганических веществ и касается процессов получения кордиеритовых огнеупоров из смеси глины, периклаза и оксида алюминия. Техническим результатом предлагаемого способа является удешевление кордиеритовой массы за счет использования местных дешевых материалов, повышение выхода и улучшение качества кордиерита. Предлагаемый способ, включающий подготовку шихты, формование, сушку и обжиг, отличается тем, что шихту, состоящую из тугоплавкой глины, периклаза и оксида алюминия, подвергают совместной механоактивации в высокоэнергонапряженном мелющем аппарате в течение 90 с при соотношении масс активируемого материала и мелющих тел 1:15, при этом периклаз перед введением в шихту подвергают механоактивации в сухом режиме в планетарной мельнице до достижения удельной поверхности периклаза 18,2 м2/г. 2 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии производства огнеупоров, а именно к огнеупорным массам из специально приготовленных природных (тугоплавкая глина) и искусственных материалов - периклаза, используемых для изготовления материалов футеровки внутренней части плавильных печей, не входящих в прямой контакт с расплавом.

Известны керамические кордиеритовые массы, получаемые из чистых оксидов алюминия, кремния и магния (а.с. СССР 425880, кл. С04В 35/18, 1974, а.с. СССР №1024439, кл. С04В 33/22, 1983).

Недостатком известных способов является то, что конечная температура обжига составляет 1600-1700°С, что ведет к удорожанию изделия.

А.С. СССР 591437, кл. С04В 35/18, 1978 - наиболее близкое к заявленному способу получения кордиеритовых огнеупоров, включает в себя изготовление кордиеритовой массы путем совместного помола и смешения компонентов в вибрационной мельнице.

Недостатки в указанном способе следующие: высокая температура обжига, равная 1700°С, использование чистых дорогостоящих оксидов.

Задача изобретения состоит в повышении выхода и качества кордиеритовой массы за счет использования местных дешевых материалов и их совместной механоактивации (МА) в высокоэнергонапряженных мелющих аппаратах с воздействием до 50g на шихту, величина воздействия зависит от соотношения массы шихты к массе мелющих тел, а также типа мельницы.

Сущность изобретения сотоит в следующем. В состав массы вводили периклаз (ППК-88) после активации в сухом режиме в планетарной мельнице конструкции С.И.Голосова (в дальнейшем М-3) (Механохимические явления при сверхтонком измельчении. Новосибирск, 1971. С.23-40, сб. науч. тр. ИГиГ АН СССР) в течение 30; 60; 90 с. Масса активируемого материала составляла 100 г, мелющих тел из стальной шарикоподшипниковой дроби диаметром 3 мм - 1500 г (т.е. в соотношении 1:15). При активации периклаза достигалась удельная поверхность материала до 18,2 м2/г (соответствующая 90 с активации) по сравнению с исходным значением, равным приблизительно 2 м2/г, и наличие фракций менее 10 мкм от 80 до 95%, также в шихту для совместной активации добавлен оксид алюминия.

После механоактивации (МА) вводимый периклаз приобрел некоторую дефектность структуры зерен, что подтверждается данными рентгенографического анализа (РФА) и анализом удельной поверхности порошка. Для определения образовавшихся веществ полученные образцы подвергали РФА на рентгеновском дифрактометре «Дрон-3» на Си-излучение.

Пример осуществления.

1. Активацию периклаза проводят в планетарной мельнице периодического действия М-3 в течение 30 с с соотношением материал:мелющие тела 1:15.

2. Активированный периклаз вводят в шихту из глины Кантатской и оксида алюминия.

3. Шихту из глины Кантатской, оксида алюминия и механоактивированного периклаза подвергают совместной активации в планетарной мельнице периодического действия М-3 в течение 90 с с соотношением материал:мелющие тела 1:15.

4. Формовочную массу приготавливают путем увлажнения механоактивированной шихты водой до 12 масс.% и тщательно перемешивают для придания однородности.

5. Из формовочной массы приготавливают образцы цилиндрической формы с высотой и диаметром 30 мм.

6. Проводят последовательную сушку сформованных образцов при 60°С и 110°С в течение одного и трех часов соответственно.

7. Обжиг высушенных образцов осуществлялся при 1200°С в течение трех часов.

Данные о зависимости выхода кордиерита от времени МА шихты приведены в таблице 1.

табл.1
Время МА, с 30 60 90
Выход кордиерита, % 45-55 55-75 75-95

Данные о соотношениях между компонентами шихты приведены в таблице 2.

табл.2
Компонент Глина Кантатская Периклаз ППК-88 Оксид алюминия
Содержание, масс.% 75-85 25-15 0-10

После РФА (фиг.1) при сравнении данных анализа выяснилось следующее: выход кордиерита в смеси, подвергнутой совместной активации, гораздо больше, чем смеси того же состава, но без активации (фиг.16). Подтверждением этого является наличие на фиг.1а соответствующих межплоскостных расстояний (d), равных 0,839; 0,485; 0,312; 0,301 нм, свидетельствующих о том, что периклаз при совместной активации с глиной переходит в более активное состояние.

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что активация шихты, даже в течение незначительного времени, приводит к ее повышенному реакционному состоянию, что позволяет производить реакцию образования кордиерита при меньшей температуре.

Использование предлагаемого способа получения кордиеритовых огнеупоров позволяет:

1) использовать местные материалы, ранее не применявшиеся для изготовления кордиеритовых огнеупоров,

2) снизить температуру обжига изделия,

3) повысить качество получаемого кордиерита,

4) повысить реакционную способность шихты.

Способ получения кордиеритовых огнеупоров, включающий совместную активацию шихты, формование изделий, сушку и обжиг, отличающийся тем, что шихту, состоящую из тугоплавкой глины, периклаза и оксида алюминия, подвергают совместной механоактивации в планетарной мельнице периодического действия М-3 в течение 90 с при соотношении активируемого материала и мелющих тел 1:15, причем в составе шихты используют периклаз, предварительно подготовленный механоактивацией в сухом режиме, с удельной поверхностью до 18,2 м2/г.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу углеродсодержащей массы для производства огнеупоров и может быть использовано для получения углеродсодержащих изделий. .

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных керамических материалов на основе оксидов, в частности пьезокерамических, ферритных и диэлектрических с особыми электрофизическими и эксплуатационными характеристиками.
Изобретение относится к области газофазной металлургии, в частности к получению композиционных металлокерамических материалов. .
Изобретение относится к композиционным керамическим материалам, в частности к материалам, армированным дискретными частицами, для изготовления изделий, обладающих высокими прочностными свойствами.

Изобретение относится к технологии изготовления оксидных керамических изделий и может быть использовано в химической, атомной, электронной, электротехнической промышленности.

Изобретение относится к керамическому материаловедению и может быть использовано в технологии изготовления изделий из нанопорошков с фосфатным связующим. .
Изобретение относится к области керамических материалов для медицины, а именно травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, и может использоваться для изготовления материалов, предназначенных для заполнения костных дефектов.
Изобретение относится к области технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления деталей, работающих при механических нагрузках. .
Изобретение относится к производству огнеупорных изделий, в частности к изготовлению твердых электролитов из порошков тугоплавких соединений, и может быть использовано в электротехнике и металлургических отраслях промышленности.

Изобретение относится к керамическим массам для изготовления кордиеритовых изделий, применяемых в качестве каталитических носителей. .

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в технологии изготовления огнеупорных керамических материалов, в частности плит для вагонов бескапсельного обжига фаянсовых и майоликовых изделий.

Изобретение относится к огнеупорным конструкционным материалам и способам его получения. .

Изобретение относится к производству специальной технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления термостойких и химически стойких электроизоляционных материалов, используемых в машиностроении, химической, электротехнической и огнеупорной промышленностях.

Изобретение относится к фильтрующим пористым керамическим материалам, предназначенным для фильтрации расплавов цветных металлов. .

Изобретение относится к керамическим материалам, используемым в химической , нефтехимической, электротехнической отраслях промьшшенности, работающих в условиях высокоактивных кислотных и щелочных сред.
Изобретение относится к производству огнеупоров и может использоваться в промышленности огнеупорных материалов и в металлургии
Наверх