Способ производства кварцевых огнеупоров

 

688482

65 контактах частиц, т. е. как бы идет процесс холодного спекания контактов, обусловливающий резкое (в десятки раз) нарастание прочности материала. Все факторы, определяющие растворимость SiO (рН, темпсратура, дисперсность, время), аналогичным образом влияют на кинетику упрочнения и конечную прочность материала.

Осуществление предлагаемого способа возмо>кно при условии, что пористость исходного полуфабриката не превышает 20

25о/о, а прочность при сжатии нс ниже 20-30 кгс/см . Указанные требования, обусловленные склонностью полуфабриката с повышенной пористостыо к размоканию в процессе его пропитки раствором щслочи, выполнимы в случае применения для литья стабилизированных суспснзий с плотностью не ниже 1,75 г/смз, содержанием частиц до

5 мкм не менее 20о/о, рН в пределах 4---7.

Учитывая, что из раствора жидкого =тскла, находящегося в порах материала, в процессе сушки выделяется твердая фаза, состоящая из 75% высокоактивного кремнезема и 25 /о NagO (при модуле 3), пористость высушенного после щелочной обработки полуфабриката несколько уменьшается по сравнению с исходной. Так, при плотности раствора жидкого стекла 1,03 z/cnL и пористости полуфабриката 13о/о конечная пористость упрочненного материала составила 12,6 /о.

В случае >ке большей (например 20о/о) пористости материала и двух-, трехкратного (с промежуточной сушкой) насыщения пористость может понизиться на 2 — 4о/о.

Учитывая, что многие кварцевые огнсупоры, например сталеразли вочные стаканы, имеют однократный цикл службы (нагрев — эксплуатация до износа — охлаждение), вводимые с жидким стеклом в состав огнеупора щелочи (в количесгве до

0,05 — 0,3 /о) играют положительную роль.

Последняя заключается в ускорении спекания и кристаллизации материала при температурах службы. Образующийся высокотемпературный кристобалит, а также более плотная сгруктура обусловливают повышенную устойчивость огнеупора к расплавам.

Пример 1. В качестве исходного материала для получения кварцевого огнеупора по предлагаемому способу используют отходы прозрачного кварцевого стекла с содержанием 99,9 SiO>. Мокрый помол суспензии осуществляют в шаровой мельнице с кварцевыми футеровкой и мелющими телами при влажности 16o, значении рН

4,8 — 6,0, температуре 50 — 70 С на протяжении 20 "L до следующего зорнового состава:. до 5 мкм — 25, 5 — 20 мклс — 33 /о

20 — 50 мкм — 24о/о 50 — 200 мкм — 18о/о

Полученную суопснзию отделяют от мелющих тел и подвергают механическому перемешиванию в мельнице на протяжении до

100 ч, при этом ее вязкость уменьшается в

5 — 6 раз. Из суспензии, полученной по описанному способу, в гипсовых формах отливают образцы с размерами 10><10х70 мл, 40х40х160 мм и кубы с ребрами 40 и 70 мм, подвергают их естественной или искусственной сушке до остаточной влажности 1o Пористость отливок, в зависимости от технологических параметров суспензии и условий литья, находится в .пределах 11 — 15, прочность при изгибе 20 — 30 кгс/см .

Щелочные растворы с рН в пределах

8,0 — 11,6 готовят применяя в качестве регуляторов рН растворимое (жидкое) стекло, кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11, N H4OН и др.

Прочность образцов при изгибе после выдер>кки в растворе жидкого стекла с плотностью 1,005 z/c»t (рН 10,8) при 22 С и времени выдержки 20 ч составляет 90—

200 кгс/см, 96 ч — 250 — 400 кгс/см, показатели прочности при c?KBTHH составляют

900 — 2000 кгс/см . В случае кипячения значение прочности при изгибе, ра вное

200 кгс/слР, достигается через 1,5 L, а

400 кгс/см — через 15 ч.

Пример 2. Способ получения кварцевых огнеупоров ollpooblBBIoT применительно к получению крупногабаритных (высота

700 им, вес. 17 кг) сталеразливочных стаканов. В качестве исходного сырья применяют непрозрачное кварцевое стекло. Исходные суспензии обладают плотностью 1,76—

1,85 г/слР, рН 4,5 — 5, 5, содержанием частиц до 5 мкм — 25 — 40о/о, 63 мкм — 0,5 — 5 Оо/о.

Литье стаканов производят в гипсовые формы, извлекают после 16 ч набора, сушку осуществляют до влажности 0,5o .

Насыщение высушенных стаканов в растворе жидкого стекла с плотностью

1,03 г/см осуществляют при температуре

80 С как однократным способом (стаканы на основе суспензий с плотностью 1,80 г/слР), так и ступенчатым. Согласно последнему стаканы подвергают кратковременному (15 л ин) насыщению в растворе жидкого стекла, суш ке, второму насыщению (45 иин), сушке, третьему насыщению (1,5 ч), сушке и четвертому насыщени|о (25 ч), сушке.

Полученные изделия по эксплуатационным характеристикам не уступают обжиговым.

Формула изобретения

1. Способ производства кварцевых огнеупоров, включающий мокрое измельчение, ста|билизацию суспензии, формование шликерным литьем, сушку, от л и ч а ю щи и ся тем, что, с целью исключения процесса спекания при сохранении качества огнеупоров, после сушки заготовки с пористостью 11—

25 /о подвергают, выдержке в водном растворе жидкого стекла с плотностью 1,005—

1,06 г/смо при рН 8,0 — 11,6, температуре

688482

Составитель P. Прахова

Техред Н. Строганова

Корректор И. Симкина

Редактор Т. Пилипенко

Заказ 862/1069 Изд. № 543 Тираж 706 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

10 — 100 С в течение 1,5 — 300 ч с последующей сушкой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью изготовления крупногабаритных изделий, заготовки подвергают ступенчатой обработке в водном растворе жидкого стекла с выдержкой в течение 10—

20 нин, 0,5 — 1 и, 1 — 3 ч, 10 — 50 ч с сушкой по=ле каждой выдержки.

Источник информации, принятый во вни5 мание при экспертизе:

1. Пивинский Ю. Е. и Ромашин Л, Г.

Кварцевая керамика. М., «Металлургия», 1974, с. 24 — 28.