Огнеупорная бесцементная бетонная масса


 


Владельцы патента RU 2546692:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" (RU)

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.

 

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.

Известны бетонные массы и изделия из нее: RU 2267472 С2, С04В 35/66, С04В 35/101, 2004; RU 2135428 C1, С04В 33/00, C04B 35/00, 1998; RU 2239612 C1, C04B 35/101, C04B 35/66, 2003; RU 2248337 С2, C04B 35/101, C04B 35/66, C04B 28/34, 2003; RU 2397968, C1, C04B 28/26, C04B 40/00, B82B 3/00, C04B 111/20 2009.

Известна огнеупорная бетонная масса (патент RU 2267472 С2, С04В 35/66, С04В 35/101, 2004) состава, мас.%: карбид кремния 21-28%, каменноугольный пек 2-4, кальцийалюминатный цемент 4-6, реактивный глинозем 5-10, дефлокулянт 0,8-1,2, вода 4,0-4,5 и огнеупорный заполнитель - остальное. В качестве огнеупорного заполнителя используют электроплавленный корунд, а в качестве дефлокулянта - модифицированные реактивные глиноземы (диспергирующие глиноземы). Недостатком бетонной массы является присутствие в составе большого количества кальцийалюминатного цемента, для затворения которого необходимо повышенное содержание воды, что приводит к увеличению пористости, и, соответственно, уменьшению механической прочности. Изделия из такой бетонной массы характеризуются высокой пористостью и низкой механической прочностью. Высокая пористость снижает устойчивость бетона к коррозии расплавами шлаков.

Известна огнеупорная масса (патент RU 2135428 C1, C04B 33/00, C04B 35/00, 1998) мас.%: карбид кремния 10-17; графит 5-10; глина 2-6; каменноугольный пек 3-5; пластификатор (лигносульфонат натрия) 1-3; электрокорунд с размером частиц 0,006-0,06 мм, при содержании в нем не более 5% фракции с размером частиц 0,006-0,01 мм 10-20; глиноземистый шамот или глиноземистый шамот из отработанной футеровки - остальное. Данная бетонная масса характеризуется высокими показателями пористости (25,4-22,7%) и низкой прочностью (29,2-30,0 МПа).

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является бетонная смесь (RU 2239612 С1, C04B 35/101, С04В 35/66, 2003), содержащая, мас.%: зернистого электрокорунда фр. 6-3 мм 15-22, фр. 3-1 мм 8-20, фр. 1-0 мм или смеси фр. 0,5-0 мм и фр. 1-0,5 мм 13-27, карбида кремния 13-27, тонкодисперсного корунда 14-24, высокоглиноземистого цемента 7-16 и пластифицирующей добавки 0,03-0,55. Во втором варианте смесь содержит, мас.%: зернистого электрокорунда фр. 3-1 мм 28-42 или смеси фр. 6-3 мм в количестве 17-25 и фр. 3-1 мм в количестве 27-33, фр. 1-0 мм 18-42, тонкодисперсного шлама электрокорунда фр. -50 мкм 5-10, табулярного корунда фр. -20 мкм 14-17, высокоглиноземистого цемента 6-8 и пластифицирующей добавки 0,03-0,55. В третьем варианте смесь содержит, мас.%: зернистого электрокорунда фр. 3-1 мм 18-40 или смеси фр. 6-3 мм в количестве 18-25 и фр. 3-1 мм количестве 18-32, фр. 1-0,5 мм 9-42, тонкодисперсного электрокорунда фр. <63 мкм 30-35, высокоглиноземистого цемента 7-9 и пластифицирующей добавки 0,2-0,3. В качестве пластифицирующей добавки могут быть использованы триполифосфат натрия, смесь кальцинированной соды и лигносульфоната натрия, смесь борной кислоты, лимонной кислоты, кальцинированной соды и карбоната лития, смесь лимонной кислоты, кальцинированной соды и оксида лития или органическое волокно. Недостатком бетонной массы является большое количество высокоглиноземистого цемента 7-15 мас.%, что снижает прочность при высоких температурах. Как следствие, для такого количества цемента необходимо большое количество воды-затворения (по RU 2239612 С1 от 4,6 до 8,0%), что увеличивает пористость изделий из такой массы и уменьшает прочность изделий, это видно из представленных физико-технических показателей. Кроме того, карбида кремния одной фракции 1,6-1,25 мм не позволяет получить плотную упаковку компонентов массы, а также не позволяет получить высокую прочность бетона.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка бесцементной бетонной массы для получения из нее бетонных изделий с пониженным содержанием воды-затворения, пониженной открытой пористостью, с повышенной механической прочностью, повышенной плотностью, с высокой температурой начала деформации под нагрузкой и устранения разупрочнения при термоциклировании.

Технический эффект состоит: в повышении свойств изделий из бесцементной бетонной массы: плотности свыше 3,15 г/мм3; термостойкости свыше 30 теплосмен (1000°С - вода); в устранении разупрочнения при термоциклировании; в снижении открытой пористости до 11,0%; повышении механической прочности до 135 МПа; исключении разупрочнения в интервале 600-1000°С; кроме того, повышается устойчивость к действию расплава доменного шлака и криолита.

Повышение физико-технических свойств достигается за счет того, что бесцементная бетонная масса не содержит высокоглиноземистое вяжущее, содержит электрокорунд фракции меньше 63 мкм и дополнительно содержит смесь фракций карбида кремния 10,0-17,0 мас.%: меньше 63 мкм 27,5-37,0 мас.%, фракции 160-125 мкм 16,0-20,5 мас.% и фракции 400-315 мкм 47,0-52,0 мас.%, а высокоглиноземистый компонент представлен реактивным и активным глиноземом в соотношении (23,5÷27,8)-(72,2÷76,5) соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Реактивный глинозем 6,5-13,0
Активный глинозем 2,0-5,0
Микрокремнезем 2,0-5,0
Смесь фракций карбида кремния 10,0-17,0
Электрокорунд меньше 63 мкм 4,0-7,0
Электрокорунд фракции 5000-0 мкм остальное
Смесь диспергирующих глиноземов M-ADS 1
и M-ADW1 в соотношении 1:1, сверх 100% 0,5-1,0
Вода-затворения, сверх 100% 3,75-4,3

Смесь фракций карбида кремния представлена 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

Введение реактивного глинозема позволяет исключить дилатансию реологического поведения бетонов, а также способствует повышению прочности, снижению окисляемости и повышению термомеханических свойств изделий. При высоких температурах реактивный глинозем реагирует с микрокремнеземом, образует вторичный муллит в форме игл, которые армируют структуру изделий. Муллит образует высокотемпературную минеральную связку и обеспечивает повышение прочности изделий, а также способствует повышению термостойкости. При введении менее 6,5 мас.% реактивного глинозема происходит уменьшение механической прочности, а увеличение содержания реактивного глинозема более 13,0 мас.% приводит к уменьшению механической прочности из-за объемных изменений, сопровождающихся при образовании большого количества муллита.

Введение активного глинозема обеспечивает при реакции с водой гелеобразование алюмогидратов, улучшающих подвижность массы, которые при нагревании выше 1000°С образуют кристаллы α-Al2O3, формирующие затем минеральную связку. Замена высокоглиноземистого цемента на активный глинозем увеличивает химическую устойчивость к расплавам криолита и доменного шлака. При введении активного глинозема менее 2,0 мас.% уменьшается механическая прочность, а при введении активного глинозема более 5,0 мас.% увеличивается открытая пористость, уменьшается механическая прочность.

Введение микрокремнезема в матрицу бетонов улучшает текучесть и снижает водопотребность массы, образует гелеобразные продукты, заполняющие поры в бетоне. Введение микрокремнезема исключает разупрочнение образцов бетона в интервале 600-1100°С. При введении менее 2,0 мас.% микрокремнезема в массу происходит снижение подвижности массы, а при введении более 5,0 мас.% увеличивается время затвердевания массы, снижается прочность при высоких температурах.

Введение смеси фракций карбида кремния в количестве 10-17 мас.%: фракции меньше 63 мкм 27,5-37,0 мас.%, фракции 160-125 мкм 16,0-20,5 мас.% и фракции 400-315 мкм 47,0-52,0 мас.% способствует увеличению стойкости при термоциклировании, увеличению плотности упаковки, уменьшению пористости, увеличению прочности и образованию мелкопористой структуры. При введении смеси фракций карбида кремния менее 10,0 мас.% уменьшается механическая прочность, уменьшается химическая устойчивость, а при введении смеси фракций карбида кремния более 17,0 мас.% происходит увеличение открытой пористости.

Введение электрокорунда фракции меньше 63 мкм способствует увеличению плотности упаковки, уменьшению пористости, увеличению прочности и образованию мелкопористой структуры. При введении электрокорунда фракции меньше 63 мкм менее 4,0 мас.% увеличивается пористость и уменьшается механическая прочность, а при введении электрокорунда фракции меньше 63 мкм более 7,0 мас.% происходит увеличение открытой пористости.

Введение смеси диспергирующих глиноземов M-ADS1 и M-ADW1 в соотношении 1:1 способствует улучшению растекания бетонной массы по форме и снижению содержания воды для затворения бетонной массы, кроме того, позволяет регулировать сроки схватывания массы. При введении смеси диспергирующих глиноземов в соотношении 1:1 менее 0,5 мас.% ухудшается растекаемость массы и требуется большее количество воды для затворения массы, а при введении более 1,0 мас.% увеличивается срок схватывания бетонной массы.

При разработке бесцементной бетонной массы использовали электрокорунд фракций 5000-0 мкм, фракции меньше 63 мкм марки 25А производства «Бокситогорский глиноземный завод», карбид кремния фракции 400-315, фракции 160-125 мкм и фракции меньше 63 мкм производства ОАО «Волжский абразивный завод» ГОСТ 26327-84, микрокремнезем марки МК 85, диспергирующие глиноземы M-ADS1 и M-ADW1 производства фирмы Almatis, реактивный глинозем марки ГРТ производства ОАО «Боровичский комбинат огнеупоров», активный глинозем из числа растворимых форм типа «Альфабонд» марки 300.

Физико-технические свойства определяли по стандартным методам:

Кажущаяся плотность, открытая пористость по ГОСТ 2409-95.

Предел прочности при сжатии по ГОСТ Р 5306.2-2008.

Температура начала деформации в воздушной атмосфере по ISO 1893-1989.

Термическая стойкость по ГОСТ 7875.2-94.

Шлакоустойчивость определяли тигельным методом, В тигли, изготовленные из разработанных составов, засыпали по 50 г шлака следующего химического состава, мас.%: SiO2 - 16,14, TiO2 - 0,43, Al2O3 - 13,79, Fe2O3 - 5,28, CaO - 48,56, MgO - 0,77, MnO - 2,16, P2O5 - 0,57, FeO - 11,20, крупностью 0,2 мм. Тигли со шлаком нагревали со скоростью 250°С/час до 1500° и выдерживали при этой температуре 2 часа. После охлаждения тигли распиливали через центр углубления и измеряли глубину разъедания бетона шлаком.

Устойчивость к расплаву криолита определяли при Т=1000°С выдержка 1 час. В тигли, изготовленные из разработанных составов бетонов, засыпали по 15 г криолита следующего химического состава, мас.%: Al2O3 - 2,32, CaF2 - 6,02, MgF2 - 0,77, AlF3 - 25,6, NaF - 65,29. После охлаждения тигли распиливали через центр углубления и измеряли площадь взаимодействия криолита с материалом тигля.

В таблице 1 приведены примеры составов заявляемой бетонной массы, а в таблице 2 - физико-технические свойства образцов из бетонной массы после сушки при Т=125°С и после обжига в окислительной среде при Т=1450°С.

Примеры реализации бесцементной бетонной массы

Пример 1. Для получения бесцементной бетонной массы предварительно в роторном интенсивном смесителе приготавливали смесь фракций карбида кремния: 49,0 мас.% карбида кремния фракции 400-315 мкм, 18,5 мас.% карбида кремния фракции 160-125 мкм, 32,5 мас.% карбида кремния фракции меньше 63 мкм и перемешивали в течение 7 минут. После смешения смесь фракций карбида кремния выгружали в отдельную емкость. Затем к 64,2 мас.% электрокорунда фракции 5000-0 мкм марки 25А добавляли 3,3 мас.% микрокремнезема МК 85, 8,4 мас.% реактивный глинозем ГРТ, 3,2 мас.% активный глинозем «Альфабонд 300», 5,4 мас.% электрокорунд фракции меньше 63 мкм марки 25А, 15,5 мас.% приготовленной смеси фракций карбида кремния - 7,59 мас.% фракции 400-315 мкм, 2,87 мас.% фракции 160-125 мкм, 5,04 мас.% фракции меньше 63 мкм; 0,7 мас.% сверх 100% смеси диспергирующих глиноземов M-ADS1 и M-ADW1 в соотношении 1:1 - смесь смешивали в роторном интенсивном смесителе 5 мин. В подготовленную смесь вводили воду затворения 3,75 мас.% сверх 100%, после чего увлажненную массу перемешивали в течение 3 мин. Образцы формовали на вибростоле без пригруза. Отформованные образцы выдерживали в металлической форме при комнатной температуре в течение 3 часов. Сушку образцов проводили при Т=125°С, выдержка 1 час. Обжиг образцов производили в печи в окислительной среде при Т=1450°С, выдержка 1 час (таблица 1, состав №2; таблица 2, свойства состав №2).

Пример 2. Для получения бесцементной бетонной массы предварительно в роторном интенсивном смесителе приготавливали смесь фракций карбида кремния: 49,3 мас.% карбида кремния фракции 400-315 мкм, 16,7 мас.% карбида кремния фракции 160-125 мкм, 34,0 мас.% карбида кремния фракции меньше 63 мкм и перемешивали в течение 7 минут. После смешения смесь фракций карбида кремния выгружали в отдельную емкость. Затем к 65,6 мас.% электрокорунда фракции 5000-0 мкм марки 25А добавляли 3,5 мас.% микрокремнезема МК 85, 8,9 мас.% реактивный глинозем ГРТ, 3,2 мас.% активный глинозем «Альфабонд 300», 5,9 мас.% электрокорунд фракции меньше 63 мкм марки 25А, 12,9 мас.% приготовленной смеси фракций карбида кремния - 6,36 мас.% фракции 400-315 мкм, 2,15 мас.% фракции 160-125 мкм, 4,39 мас.% фракции меньше 63 мкм; 0,9 мас.% сверх 100% смеси диспергирующих глиноземов M-ADS1 и M-ADW1 в соотношении 1:1 - смесь смешивали в роторном интенсивном смесителе 5 мин. В подготовленную смесь вводили воду затворения 4,0 мас.% сверх 100%, после чего увлажненную массу перемешивали в течение 3 мин. Образцы формовали на вибростоле без пригруза. Отформованные образцы выдерживали в металлической форме при комнатной температуре в течение 3 часов. Сушку образцов проводили при Т=125°С, выдержка 1 час. Обжиг образцов производили в печи в окислительной среде при Т=1450°С, выдержка 1 час (таблица 1, состав №3; таблица 2, свойства состав №3).

Пример 3. Для получения бесцементной бетонной массы предварительно в роторном интенсивном смесителе приготавливали смесь фракций карбида кремния: 50,0 мас.% карбида кремния фракции 400-315 мкм, 20,0 мас.% карбида кремния фракции 160-125 мкм, 30,0 мас.% карбида кремния фракции меньше 63 мкм и перемешивали в течение 7 минут. После смешения смесь фракций карбида кремния выгружали в отдельную емкость. Затем к 65,8 мас.% электрокорунда фракции 5000-0 мкм марки 25А добавляли 3,1 мас.% микрокремнезема МК 85, 7,1 мас.% реактивный глинозем ГРТ, 3,9 мас.% активный глинозем «Альфабонд 300», 5,6 мас.% электрокорунд фракции меньше 63 мкм марки 25А, 14,5 мас.% приготовленной смеси фракций карбида кремния - 7,25 мас.% фракции 400-315 мкм, 2,90 мас.% фракции 160-125 мкм, 4,35 мас.% фракции меньше 63 мкм; 1,0 мас.% сверх 100% смеси диспергирующих глиноземов M-ADS1 и M-ADW1 в соотношении 1:1 - смесь смешивали в роторном интенсивном смесителе 5 мин. В подготовленную смесь вводили воду затворения 4,0 мас.% сверх 100%, после чего увлажненную массу перемешивали в течение 3 мин. Образцы формовали на вибростоле без пригруза. Отформованные образцы выдерживали в металлической форме при комнатной температуре в течение 3 часов. Сушку образцов проводили при Т=125°С, выдержка 1 час. Обжиг образцов производили в печи в окислительной среде при Т=1450°С, выдержка 1 час (таблица 1, состав №5; таблица 2, свойства состав №5).

Пример 4. Для получения бесцементной бетонной массы предварительно в роторном интенсивном смесителе приготавливали смесь фракций карбида кремния: 47,0 мас.% карбида кремния фракции 400-315 мкм, 16,0 мас.% карбида кремния фракции 160-125 мкм, 37,0 мас.% карбида кремния фракции меньше 63 мкм и перемешивали в течение 7 минут. После смешения смесь фракций карбида кремния выгружали в отдельную емкость. Затем к 53,0 мас.% электрокорунда фракции 5000-0 мкм марки 25А добавляли 5,0 мас.% микрокремнезема МК 85, 13,0 мас.% реактивный глинозем ГРТ, 5,0 мас.% активный глинозем «Альфабонд 300», 7,0 мас.% электрокорунд фракции меньше 63 мкм марки 25А, 17,0 мас.% приготовленной смеси фракций карбида кремния - 7,99 мас.% фракции 400-315 мкм, 2,72 мас.% фракции 160-125 мкм, 6,29 мас.% фракции меньше 63 мкм; 1,0 мас.% сверх 100% смеси диспергирующих глиноземов M-ADS1 и M-ADW1 в соотношении 1:1 - смесь смешивали в роторном интенсивном смесителе 5 мин. В подготовленную смесь вводили воду затворения 4,1 мас.% сверх 100%, после чего увлажненную массу перемешивали в течение 3 мин. Образцы формовали на вибростоле без пригруза. Отформованные образцы выдерживали в металлической форме при комнатной температуре в течение 3 часов. Сушку образцов проводили при Т=125°С, выдержка 1 час. Обжиг образцов производили в печи в окислительной среде при Т=1450°С, выдержка 1 час (таблица 1, состав №10; таблица 2, свойства состав №10).

Составы бетонных масс №1, №4, №6, №7, №8, №9 (таблица 1) приготавливали аналогично примерам 2, 3, 5 и 10.

Таблица 1
Состав бетонной массы
Компонент Заявляемая бетонная масса Составы прототипа, пат. RU 2239612
мас.% мас. %
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7
Микрокремнезем МК85 2,0 3,3 3,5 2,5 3,1 3,1 4,5 3,5 2,6 5,0 - - - - - - -
Реактивный глинозем ГРТ 6,5 8,4 8,9 8,6 7,1 8,2 12,0 10,5 7,5 13,0 - - - - - - -
Активный глинозем «Альфабонд 300» 2,0 3,2 3,2 3,6 3,9 2,4 3,0 3,5 2,8 5,0 - - - - - - -
Электрокорунд меньше 63 мкм 4,0 5,4 5,9 4,6 5,6 5,5 6,3 5,0 7,0 7,0 - - - - - - -
Смесь фракций карбида кремния:
Фр. меньше 63 мкм 2,75 5,04 4,39 4,21 4,35 4,59 3,53 3,40 4,89 6,29
Фр. 160-125 мкм 2,05 2,87 2,15 2,85 2,90 2,29 1,97 2,40 3,30 2,72 - - - - - - -
Фр. 400-315 мкм 5,20 7,59 6,36 7,34 7,25 6,62 5,50 6,00 8,31 7,99
ИТОГО: 10,0 15,5 12,9 14,4 14,5 13,5 11,0 11,8 16,5 17,0
Электрокорунд 5000-0 мкм 75,5 64,2 65,6 66,3 65,8 67,3 63,2 65,7 63,6 53 - - - - - - -
Смесь диспергирующих глиноземов M-ADS1 и M-ADW1 (соотношение 1:1, сверх 100%) 0,5 0,7 0,9 0,5 1,0 1,0 0,6 0,5 0,5 1,0 - - - - - - -
Электрокорунд фр. 6-3 - - - - - - - - - - 15 17,5 20 20 15 20 17,5
Электрокорунд фр. 3-1 - - - - - - - - - - 12 10 10 18 15 10 12,5
Электрокорунд фр. 1-0 - - - - - - - - - - 20 17,5 25 15 - - -
Электрокорунд фр. 1-0 или смесь фр. 0,5-0 и фр. 1-0,5 в соотношении 1:1 - - - - - - - - - - - - - - 15 25 20
Шлам электрокорунда фр. - 50 мкм - - - - - - - - - - 18 16 16 15 6 5 4
Табулярный корунд - - - - - - - - - - - - - - 17 17 16
SiC фp.1,6-1,25 мм - - - - - - - - - - 23 25 15 17 25 15 21
Высокоглиноземистый цемент - - - - - - - - - - 12 14 14 15 7 8 9
Пластифицирующая добавка (сверх 100%) - - - - - - - - - - 0,25 0,03 0,52 0,065 0,46 0,29 0,065
Вода, сверх 100% 4,3 3,75 4,0 3,9 4,0 3,8 3,95 3,8 3,8 4,1 7,2 7,5 7,5 8 4,6 4,6 4,8
Таблица 2
Физико-технические свойства образцов
Свойства заявляемого материала Свойства прототипа, пат. RU 2239612
Свойства Пример Пример
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7
Температура сушки, °C 125 105
Потк, % 10,8 9,9 10,5 9,7 9,9 10,1 9,8 10,3 10,0 10,5 15,3 15,0 16,0 16,0 13,5 13,0 14,0
ρкаж, г/см3 3,19 3,26 3,27 3,32 3,28 3,27 3,27 3,27 3,28 3,14 2,91 2,89 2,82 2,89 3,1 3,1 3,09
σсж, МПа 24,3 35,5 57,7 36,3 50,2 70,9 54,8 54,0 49,0 27,8 36,0 40,0 40,0 39,0 24,1 40,0 35,0
Температура термообработки, °C 1450 1600
Потк, % 11,0 10,8 10,8 10,0 10,8 10,5 10,4 10,7 10,6 10,7 20,5 20,0 15,8 16,0 12,5 12,0 11,5
ρкаж, г/см3 3,17 3,25 3,25 3,31 3,26 3,26 3,24 3,25 3,26 3,15 2,91 2,91 2,93 2,92 3,09 3,12 3,09
σсж, МПа 72,0 135,1 110,1 113,0 114,6 99,7 100,9 104,8 100,1 65,0 35,0 38,0 36,6 35,1 34,0 63,0 35,0
σсж после 30 теплосмен, МПа 67,0 132,4 102,6 103,1 108,4 96,0 98,3 99,6 97,3 58,0 - - - - - - -
Термостойкость, 1000°С - вода св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 св. 30 - - - - - - -
Температура начала деформации под нагрузкой, 0,5/1,0% Свыше 1650 Свыше 1650 Свыше 1650 1605/1630 - 1608/1637 1623/1645 Свыше 1650 Свыше 1650 1588/1606 - - - - - - -
Температура начала деформации - - - - - - - - - - 1360 1360 1390 1390 >1700 >1700 >1700
Температура 4%-ного сжатия - - - - - - - - - - 1490 1490 1530 1530 >1700 >1700 >1700
Устойчивость к расплаву криолита (КО=2,55), площадь пропитки, мм2 244 191 - 180 - 199 184 - 195 - - - - - - - -
Шлакоустойчивость, мм 1,2 0,5 0,6 0,4 0,5 0,6 0,4 0,6 0,5 1,0 2,5 1,5 2,0 2,5 1,8 2,0 1,7

Таким образом, бетонные образцы из заявляемой бетонной массы обладают высокими показателями физико-технических свойств: плотности, механической прочности, низкими значениями открытой пористости, отсутствием разупрочнения при термоциклировании и высокой устойчивостью при воздействии расплавов доменного шлака и криолита.

1. Огнеупорная бесцементная бетонная масса, содержащая электрокорунд, микрокремнезем, карбид кремния, смесь диспергирующих глиноземов и воду затворения, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смесь фракций карбида кремния: фракции меньше 63 мкм, фракции 160-125 мкм и фракции 400-315 мкм, а высокоглиноземистый компонент представлен реактивным и активным глиноземом в соотношении (23,5÷27,8)÷(72,2÷76,5) соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Реактивный глинозем 6,5-13,0
Активный глинозем 2,0-5,0
Микрокремнезем 2,0-5,0
Смесь диспергирующих глиноземов M-ADS1
и M-ADW1 в соотношении 1:1, сверх 100% 0,5-1,0
Смесь фракций карбида кремния 10,0-17,0
Электрокорунд меньше 63 мкм 4,0-7,0
Электрокорунд фракции 5000-0 мкм остальное
Вода, сверх 100% 3,75-4,3

2. Огнеупорная бесцементная бетонная масса по п.1, отличающаяся тем, что 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



 

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

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 огнеупорному восстановленному грануляту и может применяться в производстве огнеупорных бетонов и пластичных масс, например, для заделки лёток, для литья под давлением или в составе огнеупорных строительных растворов. Огнеупорный восстановленный гранулят из механически обработанного материала сколов и/или материала износа представляет собой зерна, имеющие на поверхности средство покрытия, причем средство покрытия является водоотталкивающим и состоит из а) гидрофобизатора или b) комбинации из фенольной смолы и ее отвердителя, причем гранулят имеет рН от 6 до 8,5 у высокоглиноземистых материалов и от 9 до 12 у магнезитовых материалов в водной среде; предел прочности зерен на сжатие по DIN 4226 части 3, или EN 13055-1/2002 от 8 до 150 Н/мм2. Технический результат изобретения - исключение влияния химических загрязнений и избыточной удельной поверхности материала сколов на затвердевание огнеупорной массы и механические свойства футеровок. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству бетонных композиций для футеровки высокотемпературных металлургических агрегатов, для выполнения монолитных участков футеровки тепловых агрегатов, для изготовления крупногабаритных изделий: монолитных фурм, сводов электропечей, крышек ковшей. Технический результат заключается в повышении высокотемпературных прочностных свойств при изгибе, при высокой шлакоустойчивости и термостойкости. Огнеупорная бетонная композиция включает огнеупорный наполнитель на основе оксида алюминия, высокоглиноземистый цемент, комплексную добавку, органическое и/или металлическое волокно и модифицирующие добавки, причем комплексная добавка состоит из микрокремнезема, оксида хрома и тонкодисперсного глиноземистого компонента, в качестве которого используют реактивный глинозем и/или корунд дисперсностью не более 0,063 мм и/или кальцинированный глинозем, взятые в соотношении (1-3):(1-4):(6-9), при следующем содержании компонентов в бетонной композиции, мас.%: огнеупорный наполнитель - 71-92, высокоглиноземистый цемент - 2-5, комплексная добавка - 5-21, органическое и/или металлическое волокно - 0,01-2, модифицирующие добавки - 0,1-1,1. 1 табл.

Набивочная масса для укладки блоков, по меньшей мере, некоторых огнеупорных элементов огнеупорной футеровки металлургического резервуара, например доменной печи, причем набивочная масса состоит из зернистой фазы и фазы связующего, содержащего компонент на основе смолы и присадку порошка металлического кремния, способную формировать микропористую структуру со средним размером пор 2 мкм и менее в процессе обжига во время производственного цикла доменной печи. Зернистая фаза содержит по меньшей мере один компонент, имеющий микропористую структуру. Прежде всего, набивочная масса предназначена для образования шва между двумя концентрическими кольцевыми кладками, образующими боковую стенку резервуара, или между нижней частью внутренней кольцевой кладки, образующей боковую стенку резервуара, и краем одного или нескольких огнеупорных слоев, образующих подину резервуара. Технический результат изобретения - улучшение сопротивления воздействию жидкого металла и снижение структурных неоднородностей в швах огнеупорной футеровки. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к изготовлению огнеупорных изделий и выполнению монолитных футеровок тепловых агрегатов, эксплуатируемых при высокой температуре в контакте с агрессивными расплавленными материалами: шлаками, металлами, клинкерами, стеклами в различных отраслях промышленности. Технический результат - уменьшение газопроницаемости и повышение коррозионной стойкости. Огнеупорная бетонная смесь содержит огнеупорный наполнитель на основе оксида алюминия различных фракций, алюмомагнезиальную шпинель, реактивный глинозем и/или кальцинированный глинозем, кальцийалюминатный цемент, дефлокулянт и органическое волокно, при этом согласно изобретению алюмомагнезиальная шпинель представлена фракциями 0-1 мм и менее 8 мкм и/или менее 3 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: огнеупорный наполнитель на основе оксида алюминия фракции 0-12 мм - основа, алюмомагнезиальная шпинель фракции 0-1 мм - 2-18, алюмомагнезиальная шпинель фракции менее 8 мкм и/или фракции менее 3 мкм - 3-14, кальцийалюминатный цемент - 3-18, реактивный и/или кальцинированный глинозем - 5-15, дефлокулянт, сверх 100%, - 0,01-1,0, органическое волокно, сверх 100%, - 0,02-0,07. Дополнительно огнеупорная бетонная смесь может содержать микросилику в количестве 0,2-0,5 мас.% (сверх 100%) и стальное волокно в количестве 0,1-3,5 мас.% (сверх 100%). 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, которые могут быть использованы для теплоизоляции. Торкрет-масса содержит, мас.%: портландцемент 24,0-27,0; просеянный через сито №10 шлакопемзовый заполнитель 58,0-65,0; асбест хризотиловый 6 сорта 6,5-10,5; молотый до прохождения через сито №0,14 циркон 4,5-5,5, при водоцементном отношении 0,5-0,55. Технический результат - повышение термостойкости. 1 табл.

Изобретение относится к производству огнеупоров. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности огнеупоров. Шихта содержит, мас. %: стружка чугунная 5,5-6,5; глина огнеупорная 75,5-76,0; силлиманит 16,5-17,5; сульфитно-дрожжевая бражка 1,0-1,5. 1 табл.
Наверх