Динасовый огнеупор


 


Владельцы патента RU 2483044:

Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") (RU)

Изобретение относится к производству огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов. Динасовый огнеупор получен из массы, содержащей кремнеземистый заполнитель, минерализующую добавку на основе оксида кальция в виде известкового молока и временное связующее в виде жидкого технического лигносульфаната. Причем в качестве кремнеземистого заполнителя используют кварцевое стекло фракции 0-3 мм с содержанием SiO2 не менее 99,0% и отмагниченный кварцит фракции 0-0,09 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отмагниченный кварцит фр. 0-0,09 мм - 22-34; минерализующая добавка (по СаО) - 1,8-3,3; временное связующее (по сухому сверх 100%) - 2,0-4,0; указанное кварцевое стекло фр. 0-3 мм - остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к производству огнеупорных изделий для футеровки различных высокотемпературных тепловых агрегатов, например стекловаренных и коксовых печей.

Известны динасовые огнеупоры, изготовленные из масс, содержащих кремнеземистый заполнитель, минерализатор на основе оксида кальция и временное связующее: например, из учебника Стрелова К.К. и др. «Технология огнеупоров» (М.: Металлургия, 1988, с.308-343) [1], справочника Кащеева И.Д. «Производство огнеупоров» (М.: Металлургия, 1993, с.136-145) [2], патента RU 2243953, C04B 35/14, 2005 [3], монографии Кайнарского М.С. «Динас» (М.: Металлургиздат, 1961, с.299-300) [4].

Кремнеземистым заполнителем в известных динасовых огнеупорах [1], [2], [3] является кварцит - плотная горная порода, состоящая из зерен кварца, сцементированных кремнеземистым веществом (кварцевым цементом). Недостатками данных огнеупоров являются: значительное увеличение объема изделий при обжиге вследствие полиморфных превращений кварца и большое содержание остаточного кварца, сконцентрированного в крупных зернах заполнителя, который в процессе эксплуатации огнеупоров продолжает превращаться и может привести к нарушению целостности футеровки теплового агрегата из-за больших объемных изменений массива кладки.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является огнеупор [4], изготовленный из массы, содержащей заполнитель в виде кварцевого стекла, минерализующую добавку на основе оксида кальция и временное связующее.

Положительными свойствами огнеупора по прототипу являются отсутствие остаточного кварца в изделиях после обжига и высокая температура начала деформации под нагрузкой. Недостатками огнеупора являются невысокая механическая прочность обожженных изделий (23 МПа), недостаточно низкая пористость (21,1%), повышенная температура обжига (1450°C). Кроме этого, сырец известного огнеупора (как свежесформованный, так и высушенный) имеет очень низкую механическую прочность из-за свойства кварцевого стекла плохо смачиваться. Это лишает массу пластичности и связанности, ухудшает прессуемость и процесс упрочнения при сушке и, как следствие, дает повышенный брак при производстве.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание динасового огнеупора с улучшенными характеристиками: высокой механической прочностью и низкой пористостью. Для решения поставленной задачи и достижения технического результата согласно формуле изобретения масса содержит кремнеземистый заполнитель, состоящий из кварцевого стекла фр. 0-3 мм с содержанием SiO2 не менее 99,0% и отмагниченного кварцита фр. 0-0,09 мм, минерализующую добавку на основе оксида кальция и временное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: отмагниченный кварцит фракции 0-0,09 мм 22-34, минерализующая добавка (по CaO) 1,8-3,3, временное связующее 2-4 (по сухому сверх 100%), указанное кварцевое стекло фр. 0-3 мм - остальное.

Сущность изобретения состоит в том, что введение в состав заполнителя тонкомолотого кварцита - более активного компонента, чем кварцевое стекло, обеспечивает в присутствии минерализатора раннее образование жидкой фазы, интенсивную кристаллизацию тридимита из расплава и спекание при температуре не выше 1420°C. Повышается механическая прочность огнеупора и компенсируется ее снижение в результате «расстекловывания» кварцевого стекла в кристобалит. Повышению механической прочности огнеупора способствует также образование в процессе обжига волластонита (CaO·SiO2), игольчатая структура которого служит армирующим компонентом. Введение тонкомолотого кварцита в заявленных пределах улучшает формовочные свойства массы, повышает прочность сырца, обеспечивает высокую плотность укладки зерен заполнителя и снижение пористости изделий. При введении его менее нижнего предела снижаются механическая прочность и температура начала деформации под нагрузкой, при введении более верхнего предела ухудшается прессуемость массы (перепрессовка, образование посечек в обжиге) и повышается брак.

Отсутствие непревращенного кварца в крупнозернистой части заполнителя и высокая степень перерождения кварца в мелкозернистой части заполнителя гарантируют низкое содержание остаточного кварца в предлагаемом огнеупоре.

Отмагничивание тонкомолотого кварцита предотвращает образование в огнеупоре металлических выплавок.

Для получения заявляемого огнеупора использовали кристаллический кварцит (отмагниченный) месторождения «Гора Караульная» фр. менее 0,09 мм с содержанием SiO2 не менее 98,0%, кварцевое стекло фракции 0-3 мм с содержанием SiO2 не менее 99,0%, минерализатор в виде известкового молока (чистого либо с железистой добавкой) и лигносульфонат технический жидкий по ТУ 2455-028-00279580-2004.

Указанные сырьевые компоненты дозируют и смешивают в смесителе интенсивного перемешивания. Из массы влажностью 5,0-5,5% прессуют изделия, сушат и обжигают в туннельной печи при максимальной температуре 1420°C.

Примеры составов огнеупорной массы и свойства динасового огнеупора указаны в таблице, пример 5 относится к прототипу. Определение показателей свойств проводили:

- массовую долю двуокиси кремния по ГОСТ 2642.3-97;

- массовую долю оксида кальция по ГОСТ 2642.7-97;

- плотность по ГОСТ 2211-65;

- открытая пористость по ГОСТ 2409-95;

- предел прочности при сжатии по ГОСТ 4071.1-94;

- остаточный кварц по методике МВИ №202-30-99.

Как видно из таблицы, патентуемый динасовый огнеупор по сравнению с прототипом имеет повышенную механическую прочность (не менее 42,5 МПа) и открытую пористость в пределах 17,5-18,5%. Присутствие остаточного кварца в обожженных изделиях (0,1-0,3%) дает положительный эффект в службе, т.к. небольшой дополнительный рост изделий уплотняет кладочные швы, повышая стойкость футеровки тепловых агрегатов.

Источники информации

1. Стрелов К.К. и др. «Технология огнеупоров» (М.: Металлургия, 1988, с.308-343) [1];

2. Кащеев И.Д. «Производство огнеупоров» (М.: «Металлургия», 1993 с.136-145) [2];

3. Патент RU 2243953 C04B 35/14, 2005 [3];

4. Кайнарский М.С. «Динас» (М.: Металлургиздат, 1961, с.299-300) [4].

Динасовый огнеупор, полученный из массы, содержащей кремнеземистый заполнитель, минерализующую добавку на основе оксида кальция в виде известкового молока и временное связующее в виде жидкого технического лигносульфаната, отличающийся тем, что кремнеземистый заполнитель включает кварцевое стекло фракции 0-3 мм с содержанием SiO2 не менее 99,0% и отмагниченный кварцит фракции 0-0,09 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отмагниченный кварцит фр. 0-0,09 мм 22-34
минерализующая добавка (по СаО) 1,8-3,3
временное связующее (по сухому сверх 100%) 2,0-4,0
указанное кварцевое стекло фр. 0-3 мм остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству керамических строительных и дорожных материалов. .

Изобретение относится к наполнителям из наночастиц для применения в композитных материалах, включая стоматологические композитные материалы. .
Изобретение относится к технологии получения изделий из кварцевой керамики различного назначения с использованием отходов керамического производства. .
Изобретение относится к огнеупорным изделиям, имеющим улучшенные поверхностные свойства. .
Изобретение относится к технологии получения модифицированных керамических материалов на основе кварцевого стекла с повышенной высокотемпературной прочностью и может быть использовано для создания изделий различного назначения.

Изобретение относится к области огнеупоров и технической керамики и может быть использовано в производстве огнеупорных керамических изделий, в том числе технологических контейнеров, используемых при синтезе высокочистых материалов на основе пентаоксидов ниобия и тантала, а также для футеровки химических аппаратов, печей, конструкционных элементов.
Изобретение относится к производству керамических проппантов-расклинивателей, предназначенных для использования в нефтедобывающей промышленности в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта - ГРП.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. .

Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления керамических композиционных материалов широкой номенклатуры

Изобретение относится к технологии комплексной переработки промышленных отходов, а именно к переработке лома огнеупорных материалов с целью получения сферических материалов, которые могут быть использованы в качестве проппантов, мелющих тел, носителей катализаторов, огнеупорных заполнителей и насыпных фильтров

Изобретение относится к изготовлению динасовых огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, снижение пористости и содержания остаточного кварца. Динасовый огнеупор получен из массы, содержащей кремнеземистый заполнитель, портландцемент и затворитель. Причем кремнеземистый заполнитель содержит кварцевое стекло фракции 5-0 мм, отмагниченный кварцит фракции менее 0,09 мм и песок кварцевый, а в качестве затворителя водный раствор полиметиленнафталинсульфоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 3-6; указанный затворитель (сверх 100%) - 7,5-8,5; отмагниченный кварцит фракции менее 0,09 мм - 20-40; песок кварцевый - 0,5-3,0; кварцевое стекло фракции 5-0 мм - остальное. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к теплоизоляционному материалу, содержащему осажденный диоксид кремния, и литым изделиям, содержащим теплоизоляционный материал. Техническим результатом изобретения является повышение теплопроводности изделий. Применение теплоизоляционного материала, содержащего от 30 до 95 мас.% осажденного диоксида кремния, имеющего модифицированную насыпную плотность от 10 до 50 г/л, и от 5 до 70 мас.% теплопоглощающего материала, в качестве рыхлого теплоизоляционного наполнителя, листов или блоков, или в вакуумных изоляционных системах. 8 з.п. ф-лы, 2 пр., 3 табл., 6 ил.
Изобретение относится к производству строительных материалов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича включает кварцевый песок, молотую негашеную известь, волластонит и кремнегель, при следующем соотношении компонентов, мас. %: кварцевый песок - 79,5-89; молотая негашеная известь - 5-10; волластонит - 5-10; кремнегель - 0,5-1,0. 1 табл.

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения, работающих в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение прочности и коэффициента черноты изделий. Способ получения кварцевой керамики с повышенной излучательной способностью включает приготовление водного шликера кварцевого стекла, введение в шликер добавки оксида хрома в количестве 0,5-2,0 %, формование заготовок методом водного шликерного литья в гипсовые формы, сушку заготовок и их обжиг при температурах 1100-1300°C. Причем после обжига заготовки пропитывают метилфенилспиросилоксаном с последующей полимеризацией. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Технический результат заключается в повышении морозостойкости кирпича. Керамическая масса для производства кирпича содержит следующие компоненты, мас.%: глина 70,3-76,7; молотые до прохождения через сетку №0,14 кварциты 17,0-21,0; мылонафт 0,3-0,7; бентонит 6,0-8,0. 1 табл.
Изобретение относится к составам огнеупорных масс, которые могут быть использованы для футеровки индукционных плавильных печей, используемых при производстве черных сплавов. Техническим результатом изобретения является повышение эрозионной стойкости футеровки и ее огнеупорности. Огнеупорная масса включает кристаллический кварцит, борную кислоту, электрокорунд белый фракции 0,315 мм и электрокорунд белый фракции 0,125 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %: кристаллический кварцит - 93,43-96,07; борная кислота - 0,67-1,21; электрокорунд белый фракции 0,315 мм - 2,75-4,15; электрокорунд белый фракции 0,125 мм - 0,51-1,21. 1 табл.

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцевой керамики методом водного шликерного литья в пористые формы. Предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла путем его помола в шаровой мельнице с корундовой футеровкой и алундовыми мелющими телами с последующей стабилизацией механическим перемешиванием. Загрузку исходного сырья производят в три этапа: сначала загружают 50-60% (по массе) расчетного количества кварцевого стекла и 100% расчетного количества мелющих тел и воды, при этом конечное соотношение стекло:мелющие тела:вода равно 1:2,8:0,15, затем производят помол до тонины с остатком на сите №0063 0,5-1,0%. На втором и третьем этапах последовательно добавляют по 20-25% от расчетного количества кварцевого стекла и осуществляют помол после каждой загрузки до тонины с остатком на сите №0,063 6-9%. Техническим результатом заявленного способа является повышение плотности шликера, снижение времени помола, повышение плотности отливок, снижение усадки и температуры спекания, увеличение плотности и прочности обожженного материала. 6 пр., 1 табл.
Изобретение относится к технологии получения кварцевой керамики с пониженной температурой обжига и может найти широкое применение для массового производства керамических изделий различного назначения. Предложенный способ включает приготовление водного шликера кварцевого стекла, введение в него бескислородных борсодержащих активаторов спекания, например, в виде порошка нитрида бора в количестве 0,3-0,5 вес.%, перемешивание в шаровой мельнице, формование изделий методом шликерного литья, сушку и обжиг в воздушной среде. Обжиг осуществляют в два этапа: сначала нагревают до температуры 800-1000°С и выдерживают в течение 1-3 ч для прогрева всего изделия и окисления борсодержащей добавки, затем температуру поднимают до 1150-1200°С и выдерживают в течение 1-3 ч для спекания материала до заданной пористости. Технический результат изобретения - снижение температуры обжига при получении прочных изделий, уменьшение вероятности образования кристобалита в процессе обжига материала, что позволяет использовать для производства изделий менее чистое, недефицитное сырье. 1 пр., 1 табл.
Наверх