Динасовый огнеупор и способ его получения


 


Владельцы патента RU 2494075:

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

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 металлургической промышленности, в частности к производству динасовых огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов.

Известны динасовые огнеупорные изделия, полученные из шихты, включающей заполнитель с кремнеземсодержащим компонентом, портландцемент и затворитель, например SU 409999, С04В 35/14, 1972 [1], SU 592799, С04В 35/14, 1978 [2], SU 627104, С04В 35/14, 1977 [3], SU 382594, С04В 35/14, 1971 [4]. В известных динасовых огнеупорах кремнеземсодержащим компонентом заполнителя, в том числе крупнозернистой его части, является кристаллический кварцит - горная порода, состоящая из зерен кварца. Недостатком известных огнеупоров является изменение объема (рост) во время обжига вследствие полиморфных превращений кварца исходного сырья в более легкие модификации - кристобалит и тридимит. Процесс превращения сопровождается увеличением пористости, разрыхлением огнеупора, изменением линейных размеров, появлением посечек и трещин и, как следствие, выходом большого количества бракованных изделий, особенно больших размеров и сложной формы. Кроме того, известные динасовые огнеупоры после обжига содержат значительное количество остаточного (непревращенного) кварца, в основном сконцентрированного в крупных зернах заполнителя, который продолжает перерождаться в процессе службы, вызывая дополнительный рост огнеупоров и нарушение целостности футеровки тепловых агрегатов. Наиболее близким по совокупности существенных признаков является динасовый огнеупор [4], изготовленный из шихты, содержащей, мас.%: 92,0-98,5 кристаллический кварцит фр.3-0 мм и 1,5-8,0 портландцемент. Способ изготовления известного огнеупора [4] включает смешение кварцитового заполнителя с портландцементом, увлажнение шихты затворителем в виде водного раствора сульфитно-спиртовой барды до влажности массы 6-7%, прессование сырца, сушку и обжиг.

Недостатками известного огнеупора [4] являются низкая прочность при сжатии (31 МПа), высокая пористость (22,6%), большое содержание остаточного кварца (до 10%) и нестабильность свойств в результате неравномерного распределения цемента в массе.

Известный способ изготовления огнеупора [4] методом полусухого прессования ограничивает возможность изготовления изделий больших размеров и сложных форм.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание динасового огнеупора с низким содержанием остаточного кварца. Для решения поставленной задачи и достижения технического результата согласно формуле изобретения масса для получения динасового огнеупора содержит кварцевое стекло фракции 5-0 мм, песок кварцевый, отмагниченный кварцит фр. менее 0,09 мм, портландцемент и затворитель в виде водного раствора полиметиленнафталинсульфоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: песок кварцевый 0,5-3,0, указанный кварцит 20-40, портландцемент 3-6, указанный затворитель 7,5-8,5 (сверх 100%), кварцевое стекло фракции 5-0 мм - остальное. Сущность изобретения состоит в том, что использование в крупнозернистой части заполнителя кварцевого стекла, имеющего малый коэффициент термического расширения и не содержащего реликтовых зерен кварца, исключает большие объемные изменения в обжиге и его негативные последствия. Полиморфные превращения претерпевает кварц только мелкозернистой части заполнителя, этот процесс сопровождается небольшим ростом, который компенсирует усадку массы при спекании. Заявленные пределы содержания тонкомолотого кварцита и кварцевого песка подобраны опытным путем и обеспечивают плотность укладки зерен заполнителя и баланс усадки и роста в обжиге, сохранение объемопостоянства огнеупора.

Тридимитизация в процессе обжига тонкомолотого кварца повышает механическую прочность огнеупора, компенсируя ее снижение в результате идущего в обжиге «расстекловывания» кварцевого стекла заполнителя в кристобалит. Повышению механической прочности огнеупора способствует также образование в обжиге волластонита (CaO*SiO2), игольчатая структура которого служит армирующим компонентом.

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.

Применение в качестве затворителя водного раствора полиметиленнафталинсульфоната натрия - поверхностно-активного вещества, адсорбирующегося на границе вода - твердая фаза, позволяет за счет его пластифицирующего (разжижающего) эффекта улучшить смачивание и равномерность диспергирования цемента в массе с невысокой влажностью. При этом не происходит вовлечения воздуха в массу (в отличие от ПАВ прототипа), что обеспечивает плотность сформованного сырца. Для получения заявляемого огнеупора использовали кристаллический кварцит (отмагниченный) месторождения «Гора Караульная» фр. менее 0,09 мм с содержанием SiO2 не менее 98,0%, портландцемент по ГОСТ 10178, песок кварцевый по ГОСТ 22551, полиметиленнафталинсульфонат натрия по ТУ 5870-005-58042865-05, кварцевое стекло фракции 5-0 мм с содержанием SiO2 не менее 99,0%.

Способ получения заявляемого динасового огнеупора реализуется следующим образом.

Массу готовят путем дозирования и смешения указанных сырьевых компонентов в смесителе интенсивного перемешивания. Полученную массу влажностью 7,5-8,5% постепенно загружают при работающем вибростоле в разъемные формы, штыкуя первый слой для предотвращения образования раковин на рабочей поверхности изделия. Сформованный сырец накрывают полиэтиленовой пленкой и выстаивают в форме в течение не менее 7 часов при температуре 28-35°C для набора прочности. Затем форму разбирают и производят естественное подсушивание сырца в течение 8 часов, после чего укладывают на стеллажи сушильной вагонетки и сушат в туннельном сушиле. Высушенный сырец обжигают в туннельной печи при температуре 1400-1420°C. Формование способом вибролитья, совмещающим процесс укладки, уплотнения массы и формообразования изделий, позволяет полностью реализовать разжижающий и диспергирующий эффект затворителя, а также изготовлять изделия больших размеров и сложных форм.

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;

- 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 45 МПа), открытую пористость в пределах 16,5-19,6%, содержание остаточного кварца не более 0,5%. Огнеупор позволяет минимизировать компенсационные швы, повысить качество кладки и стойкость футеровки тепловых агрегатов.

Источники информации

1. SU 409999, С04В 35/14, 1972.

2. SU 592799, С04В 35/14, 1978.

3. SU 627104, С04В 35/14, 1977.

4. SU 382594, С04В 35/14, 1971.

1. Динасовый огнеупор, полученный из массы, содержащей кремнеземистый заполнитель, портландцемент и затворитель, отличающийся тем, что кремнеземистый заполнитель содержит кварцевое стекло фракции 5-0 мм, отмагннченный 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. Способ изготовления динасового огнеупора по п.1, включающий дозирование компонентов и смешение, формование, сушку и обжиг, отличающийся тем, что формование производят способом вибролитья, а сушку сформованного огнеупора производят после предварительной выдержки в форме в течение не менее 7 часов при температуре 28-35°C и естественного подсушивания в течение 8 часов после разборки формы.



 

Похожие патенты:

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 производству строительных материалов и предназначено для изготовления керамических композиционных материалов широкой номенклатуры. .

Изобретение относится к производству огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов. .

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 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.
Изобретение относится к технологии получения изделий из керамических и волокнистых материалов на основе кварцевого стекла с улучшенными теплопрочностными, химическими и другими свойствами, которые найдут применение в ракетно-космической технике, металлургии. Способ получения изделий включает изготовление пористого изделия заданного размера и формы, нанесение на поверхность полностью или частично керамического огнеупорного покрытия из водной суспензии и упрочнение. Нанесение покрытия толщиной 0,5-5,0 мм осуществляют набором керамического слоя на поверхности изделия с открытой пористостью не менее 7% в течение 5-100 мин из суспензии на основе кварцевого стекла с модифицирующей огнеупорной добавкой в виде порошка окисных и (или) бескислородных материалов, например Si3N4, Si, SiB4, Cr,2O3, CoO, TiO2, ZrB2, SiC, общее количество которых не превышает 50% по твердой фазе. Водная суспензия имеет полидисперсный зерновой состав в пределах 0,5-500 мкм с содержанием частиц до 5 мкм 20-40%, частиц более 63 мкм 1-10%, влажность суспензии 15-18%, а упрочнение покрытия осуществляют автоклавной обработкой изделия в паровом автоклаве при объемном соотношении паров воды и аммиака 1:0,05-0,20, температуре 100-250°C, давлении 0,5-10,0 атм. Затем изделие сушат в воздушной среде при температуре 50-150°С. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, теплофизических и химических характеристик изделий. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне. Предложен способ изготовления изделий из кварцевой керамики, включающий шликерное литье водной суспензии в гипсовую форму, сушку отформованной заготовки, ее пропитку кремнийорганической смолой, механическую обработку заготовки в размер, повторную ее пропитку кремнийорганической смолой и полимеризацию. Сушку отформованной заготовки производят при температуре 120-150°С в течение 1-2 часов. После пропитки заготовки кремнийорганической смолой осуществляют ее термообработку при температурах 1000-1200°С в течение 1-4 часов. 1 табл., 4 пр.
Изобретение предназначено для производства стеновых керамических изделий. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости. Сырьевая смесь включает, мас.%: пыль газоочистки производства ферросплавов 63,6 - 68,6; закарбонизованный суглинок 27,3 - 29,4; минеральный шлам газоочистки рекультивируемого шламонакопителя производства алюминия 2,0 - 9,1. Морозостойкость смеси составляет 75 циклов. Обжиг полуфабриката производят при температуре 950оС. 1 табл.
Наверх