Огнеупорная масса для футеровки тепловых агрегатов

Изобретение относится к огнеупорной промышленности. Оно может быть использовано для выполнения защитных обмазок, а также монолитных футеровок высокотемпературных тепловых агрегатов. Технический результат изобретения - повышение термостойкости и механических свойств. Огнеупорная масса для футеровки тепловых агрегатов включает электрокорунд, высокоглиноземистый цемент, цирконовый концентрат, водный раствор полисиликата натрия с силикатным модулем 6,5 при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Электрокорунд 65-87.5 Цемент высокоглиноземистый 5-10 Цирконовый концентрат 5-20 Водный раствор полисиликата натрия 2.5-5

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности. Оно может быть использовано для выполнения защитных обмазок, а также монолитных футеровок высокотемпературных тепловых агрегатов.

Известна огнеупорная масса, включающая электрокорунд, цемент высокоглиноземистый и двуокись циркония [1].

Недостатком этой массы являются невысокие значения механической прочности и термостойкости, которые приводят к отслаиванию и растрескиванию защитной обмазки и огнеупорного монолита.

Наиболее близкой является огнеупорная масса [2], включающая, масс.%:

Электрокорунд 67-88.5
Цемент высокоглиноземистый 5-10
Циркон 5-20
Водорастворимое соединение алюминия 1.5-3

Недостатком этой массы являются низкие термостойкость, прочность при сжатии и изгибе.

Повышение этих показателей огнеупорной массы достигается тем, что она дополнительно вместо водорастворимого соединения алюминия содержит водный раствор полисиликата натрия, в вместо циркона - цирконовый концентрат при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Электрокорунд 65-87.5
Цемент высокоглиноземистый 5-10
Цирконовый концентрат 5-20
Водный раствор полисиликата натрия 2.5-5

Полисиликат натрия с модулем 6.5 получали в лабораторных условиях согласно пат. 2124475 путем взаимодействия силиката натрия с диоксидом кремния при 95°C. При этом взаимодействие осуществлялось путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16 масс.% гидрозоля диоксида кремния, которые брали в соотношении 1:1.5 соответственно, с последующей выдержкой 0.5 ч.

В качестве цирконсодержащего компонента нами выбран цирконовый концентрат, имеющий следующий химсостав, масс.%: SiO2 - 34,1; Al2O3 - 1,5; Fe2O3 - 0,21; CaO - 0,1; MgO - 0,1; ZrO2 - 63,4; ТiO2; прочие примеси - 0,39.

Массу приготавливали в следующей последовательности. Вначале водный раствор полисиликата натрия перемешивали совместно с высокоглиноземистым цементом до получения однородной смеси. Затем в полученную смесь вводили цирконовый концентрат и электрокорунд при непрерывном смешивании до получения однородной массы.

Из огнеупорной массы для испытания изготавливались образцы разных составов, приведенные в табл.1.

Испытания образцов на термостойкость проводились по ГОСТ, результаты которых приведены в табл.2.

Таблица 1
Составляющие массы Состав масс, масс.%
известный предлагаемый
1 2 3 4 5 6
Злектрокорунд 85 77 67 87.5 75 65
Высокоглиноземистый цемент 5 10 10 5 10 10
Циркон 5 10 20 - - -
Цирконовый концентрат 5 10 20
Сернокислый алюминий 5 3 3 - - -
Водный раствор полисиликата натрия с модулем 6,5 2.5 5 5
Таблица 2
Свойства масс Показатели
известный предлагаемый
1 2 3 4 5 6
Предел прочности при сжатии необожженных образцов, МПа 8.93 3.46 11.0 13.09 5.05 14.88
Предел прочности при сдвиге необожженных образцов, МПа 1.96 3.16 2.34 2.94 4.34 3.21
Предел прочности при сдвиге обожженных образцов при 1650°C, МПа 3.72 3.52 4.48 5.67 5.13 6.56
Термостойкость теплосмен (1500°C-20°C вода) 4-8 4-8 4-8 6-12 7-13 7-14

Анализ результатов, приведенных в табл.2 показывает, что введение композиции из цирконового концентрата и полисиликата натрия с модулем 6.5 в состав огнеупорной массы существенно повышает прочность и термостойкость огнеупорного материала на их основе.

Преимущество композиции из цирконового концентрата и полисиликата натрия заключается в их способности превращаться в устойчивые фазы при высоких температурах. На рентгенограммах этих композиций, нагретых до 1600°C, обнаружены линии, интенсивность которых соответствует в основном диоксиду циркония ZiO2 (dA - 3.69; 3,78; 2,86), силициду циркона ZrSi2 (dA - 3,75; 2,63; 2,36), и кристобалиту SiO2 (dA - 4.10). Аморфный кремнезем, образовавшийся из полисиликата натрия, при высоких температурах переходит в кристобалит.

При смешивании и формовании изделий на основе этих циркон-силикат-натриевых композиций формируется специфическая пространственная структура, характерной особенностью которой является локальность контактных омоноличивающих швов, т.е. отсутствие сплошного шва.

Такая схема омоноличивания обеспечивает, с одной стороны, высокую прочность структуры, а с другой стороны, локализует распространение трещин. Последнее очень важно для огнеупорных материалов, работающих в условиях циклических теплосмен, так как способствует повышению термостойкости, что подтверждается результатами опытов, приведенных в табл.2.

Повышение содержания водного раствора полисиликата натрия сверх приведенных в табл.1 значений, приводит к снижению прочности при нагреве за счет повышения содержания Na2O, входящего в состав полисиликата натрия, которая, являясь плавнем, снижает огнеупорность, а также приводит к образованию сплошных швов, т.е. контактная схема переходит в объемную схему омоноличивания, а это, в свою очередь, приводит к снижению термостойкости (см. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. - М.: Стройиздат, 1988).

1. Патент Японии №29-4640, кл. 20 B4, 1954.

2. Авторское свидетельство СССР №540843, кл. C04B 35/10, 1976.

Огнеупорная масса для футеровки тепловых агрегатов, включающая электрокорунд, высокоглиноземистый цемент, отличающаяся тем, что взамен водорастворимого соединения она содержит водный раствор полисиликата натрия с силикатным модулем 6,5, а в качестве цирконсодержащего компонента - цирконовый концентрат, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Электрокорунд 65-87.5
Цемент высокоглиноземистый 5-10
Цирконовый концентрат 5-20
Водный раствор полисиликата натрия 2.5-5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению цементных смесей и бетона различного назначения, работающих при высоких деформирующих нагрузках, и может быть использовано в металлургической, строительной и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для изготовления футерованных керамикой тиглей для алюмотермической выплавки лигатур редких тугоплавких металлов.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для изготовления футерованных керамикой тиглей для выплавки лигатур, содержащих ванадий и/или молибден.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к огнеупорным пластичным массам, предназначенным для уплотнения зазора между футеровкой сталеразливочного ковша и обортовкой кожуха ковша и в стыках огнеупорной кладки тепловых агрегатов, ремонта и восстановления разрушенных участков огнеупорной кладки.
Огнеупорный материал для монтажа и футеровки тепловых агрегатов может быть использован в качестве огнеупорного неформованного материала для монтажа и ремонта футеровки сталеплавильных конверторов, электродуговых, мартеновских, нагревательных и закалочных печей, ковшей, для монтажа и ремонта футеровки медеплавильных и цинковых конверторов, отражательных и ванных печей, вращающихся вельц-печей, а также для монтажа и ремонта вращающихся печей по обжигу цементного клинкера, и для футеровки вращающихся и туннельных печей.

Изобретение относится к получению бетонных отливок, которые могут быть использованы для футеровки внутренних стенок сосудов и плавильных печей для получения жидкого металла, стекла и т.п.
Изобретение относится к смеси для горячего ремонта различных печей для рафинирования и сосудов для расплавленного металла. .
Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, может быть использовано при производстве фасонных изделий для работы в области средних и высоких температур, в агрессивных средах, в расплавах.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при производстве огнеупоров для ремонта футеровки металлургических агрегатов, в частности при горячем ремонте конвертера.

Изобретение относится к способу изготовления изделий из огнеупорного керамического материала для использования в электронной технике СВЧ: муфеля печи, лодочки и их элементов.

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, а именно к составу шихты и легированного шпинельного материала из шихты, и может быть использовано для изготовления высококачественных шпинельных и шпинельсодержащих огнеупоров.

Изобретение относится к способу получения огнеупорных и керамических изделий на основе циркона и может быть использовано в металлургии, стекольной промышленности.
Изобретение относится к составам шихты для изготовления деталей печей и тепловых агрегатов, металлургического оборудования. .
Изобретение относится к области производства огнеупорных изделий, преимущественно для стекловаренных печей. .

Изобретение относится к технологии получения керамических материалов, в частности к способам обработки керамики высокотемпературным деформированием, и может быть использовано в области электротехники, в машиностроении, для изготовления высокоплотных керамических изделий, которые работают при повышенных температурах и под нагрузкой.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления корундовых изделий для черной и цветной металлургии. .

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности, к изготовлению огнеупоров для футеровки высокотемпературных агрегатов, таких как плавильные печи, ковши и тигли для выплавки, обработки и транспортировки различных металлов.

Изобретение относится к области получения огнеупорных строительных материалов на основе корунда, работающих в области температур до 1750oС, и может быть использовано при изготовлении огнеупоров, бетонов, штучных изделий, набивных и торкетмасс.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к составу огнеупорной бесцементной бетонной массы для изготовления как безобжиговых, так и обжиговых огнеупорных изделий, выполнения монолитных футеровок, высокотемпературных агрегатов в черной и цветной металлургии и других отраслях промышленности. Технический результат заключается в повышении плотности, термостойкости, прочности, в устранении разупрочнения при термоциклировании, в снижении пористости. Бетонная масса содержит, мас. %: реактивный глинозем - 6,5-13,0; активный глинозем - 2,0-5,0; микрокремнезем - 2,0-5,0; электрокорунд фракции меньше 63 мкм - 4,0-7,0; смесь диспергирующих глиноземов в соотношении 1:1-0,5-1,0 сверх 100 мас.%, смесь фракций карбида кремния 10,0-17,0, остальное - электрокорунд фракции 5000-0 мкм, вода затворитель - 3,75-4,3 сверх 100%. Карбид кремния представлен в виде смеси, мас.%: фракция меньше 63 мкм - 27,5-37,0; фракция 160-125 мкм - 16,0-20,5; фракция 400-315 мкм - 47,0-52,0. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх