Огнеупорная масса

 

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОВЕЕтЕНИЯ e o c oaav ceegg amnsv

Солоз Советские

Социалистические республик (>895964 (61) йололкительиое к авт. свид-ву (22)Заявлено 30.04.80 (21) 2922206/29-33 с присоединением заявки J%(23 ) П р кори тетОяубликоваио 07. 01 . 82. Ьктллетеиь ле 1

Лата олублкковаиия описания 07.01.82 (Sl)h4. Кв.

С 04 В 35/42

3Ьеудерстеееивй «емктет

СССР ве де«ем «зобрете«кй н отерытк« (53) 3 glK 666.764. .36(088.8) В.Г.Гордон, Е.Д.Резникова, Э.Г.Спирид ноЪи И.В.Чепелева

Х с с (72) Авторы изобретения с с

Институт высоких теиператур .АН СССР (Z l ) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА

Изобретение относится к высокотемпературным материалам, в частности к материалам, работающим при 1500"

2100 С в воздушной среде, и может быть использовано в горной иеталлургии в качестве торкрет-масс для футеровки металлургических печей и раэливочных ковшей для изготовления нагревательных элементов и т.п.

Известна огнеупорная масса на основе окиси алюминия и хромалюмофос о фатной связки, получаемая затворениеи жидкой связки с порошкообразным наполнителем (lj.

Однако известный материал являет" ся изолятором с невысокими: характе15 ристиками. Кроме того, при сушке эта безобжиговая масса вспучивается и пористость ее достигает 30-403. Тугоплавкость этого материала превышает

1800-1900 С.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является шихта 12) для изготовления электропроводного ма- . териала, включающая, вес.3:

Хромит редкозеиельного элемента (P33) 40-96

Иеталлический хром О, 1 "40

Монокристаллический наполнитель 5-30

Фосфатное связующее 2"30

Однако при производстве этого материала для его отверждения необходимо несколько недель выдержки при 40 С, а в случае повышения температуры, с целью ускорения процесса получения, материал начинает вспучиваться. Кро" ие того, материал имеет недостаточную электропроводность при комнатной температуре.

Цель изобретения - повышение электропроводности и уменьшение IlopHcToc» ти эа счет устранения вспучивания иассы при сушке и ускорении процесса получения.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса, включающая

89596!

5 громит редкоземельного элемента или иттрия,. монокристаллический наполмитель. и фосфатное связующее, дополнительно содержит хромит, щелочноземельного элемента (ЩЗЭ) и окиси из группы ИЯО Se<0>, 1 О, Sn0, Zn0 при следующем соотношении, вес. 4:

Хромит ЩЗЭ 1-7

Монокристаллическая армирующая фаза 5-.40 0

Окисел-отвердитель 0,5-20

Фосфатное связующее 4-10

Хромит РЗЭ или Y. Остальное

Хромит ЩЗЭ вводят в хромит РЗЭ совместной плавкой в .ВЧ-реакторе.

После плавки хромит диспергируют до 10-30 мкм. Хромит ЩЗЭ вводят для повышения электропроводности материала.

При содержании хромита ЩЗЭ менее вес.4 электропроводность материала сильно,падает, а при содержании хромита ЩЗЭ более 7 вес.l снижаются механические характеристики материала.

Ионокристаллический наполнитель предназначен для придания термостойкости всей композиции. В качестве него применяются монокристаллические окислы Hf+- Ме О, Zr0< Ие209 30

S+ + Hg0, Y О или их механические смеси. Дисперсность монокристаллического наполнителя 0,5-1 мм. Содержание в массе монокристаллического наполнителя менее 5 вес.3 не приводит к достаточному увеличению термостойкости, а при содержании его более 40 вес. резко снижается электропроводность материала.

Фосфатное связующее вводят для того, чтобы связать дисперсные элемен40 ты между собой в единый композицион ный материал.

Под фосфатной связкой в данном случае понимается продукт взаимодействия окисла металла с ортофосфорной кислотой или.ангидридом Р 05. Введение связки менее 4 вес.Ф не имеет смысла, так как образуется слишком слабая связь в материале. Увеличение доли вводимой связки выше 1О вес.3 нерационально из-за ухудшения термической стабильности материала.

Окислы из группы ИЯО, S O, Y О, Sn0, ZnO или из смеси вводят в качестве отвердителя,. причем предпочти- 55 тельно использовать окисел дисперсностью 1-5 мм. Хромит РЗЭ. или иттрия вводится для образования связи в ма5

0 5

38

2,0

Остальное

Состав 3.

СаСг„О,, (хромит щелочно" . земельного элемента), . 5

Zr0 > - Y<0 + (монокристаллический наполнитель) 25

NgO 1

Фосфатное связующее 6

YCrO> (хромит иттрия) Остальное

Состав 4.

SrCг0, (хромит ЩЗЭ) б

Н f0 - Все (монокристаллический наполнитель) 24.

S c 0>

Н Р04 (фосфатное связующее)

2аСгО у (хромит РЗЭ)

Состав 5.

СаСгЯ+ (хромит ЩЗЭ.)

Остальное

4 4 териале, и для увеличения электропроводности..При содержании хромита РЗЭ или иттрия менее 23 об.3 наблюдается снижение прочности при высоких температурах, а при содержании его более 89,5 об.3 термостойкость материала резко снижается.

Дисперсность хромита РЗЭ или иттрия имеет существенное значение rlo своему влиянию -на свойства материала. Для обеспечения-достаточной электропроводности необходимо применять, по меньшей мере, бифракционные смеси, например, 60 вес.3 хромита дисперс" ностью 60 мм и 40 вес.3 дисперсностью 0,8-1 мм. При этом .крупные зерна хромита при тромбовкв или прессов,ке приходят в непосредственное соприкосновение друг с другом. Из облас" ти контакта выжимается связка .- изоля» тор и во всем материале. образуется сплошной каркас проводящего хромита.

Для примера приготовляется огнеупорная масса, вес.3:

Состав 1.

СаСг 04 (хромит ЩЗЭ) 1 5

Ег0 - У О (монокристалический наполнитель)

Ng0

Фосфатное связующее

ZaСr0 (хромит Р33 или иттрия) Осгальное

Состав 2.

ВаСг О, (хромит ЩЗЭ) 7

Zr0<- 120 (монокристаллический наполнитель).

Ng0

Фосфатное связующее

YCr03 (хромит иттрия) 895964

5.

Остальное

Тугоплавкост ь

Электропроводность при

20ОС, ом-см

Пористость, Ф (при давлении npecco"" вания

888 КГ/MM) Время отверждения, ч

Состав

2280

2280

0 5

2250

1 85.

0,3

2250

14 5

5 2250

6 2280

7 2280

8 . 2250

Известный 2200

32 38

12

2,5

56

Формула изобретения

2пО - Y (монокристаллический наполнитель) 5

У2.05 0,5 фосфатное связующее 5

УГгО (хромит иттрия) . ОстальСостав б; иое

CaCr

2пО - Yg03 (монокристал:лический наполнитель): 20

М90 . 1

Фосфатное связующее б

2аСгО (хромит РЗЭ) Остальное

Состав 7.

СаСг О, (хромит ЩЗЭ) 1

2гОа - У2 О (монокрис" таллический наполнитель)

М90

Фосфатное связующее

ZaCr0 (хромит РЗЭ)

Состав 8.

Огнеупорная масса,- включающая хромит редкоземельного элемента или иттрия,- монокристалли8 еский наполни" тель и фосфатное связующее, о т л ич а ю щ а я с я . тем, что, с целью повышения электропроводности и уменьшения.пористости за счет устранения

Ь

СаСг 04 (хромит ЩЗЭ) 7

2r0 - У, О. (монокристал .лический наполнитель) 40

Моо 2

% фосфатное связующее l0

2аСгО > (хромит редко"

: земельного элемента) Остальное

Свойства предложенного материала в сравнении с известным представлены в таблице.

Иэ приведенных в таблице данных видно, что по отношению к известному

1з предложенный материал. имеет электро; проводность на 803 выше,. а явления вспучивания не наблюдается, при этом пористость уменьшается в 1,5 раза.

Время отверждения его,уменьшается

2в в 8 раз. вспучивания массы при сушке и ускорения процесса получения, она дополни- тельно содержит хромит.щелочнозвмельного элемента и окисел иэ группы

М90 5с О У О>, Sn0, 2пО при следуюЯ З8 23 щем соотношений компонентов, вес.3:

Монокристаллический наполнитель 5-40

Фосфатное связующее 4-10

895964

1-7

0,5 "2,0

Остальное

Составитель В.Соколова

Редактор Н.Ромиса Техред 3, Фанта Корректор В,Синицкая

Заказ 11614/5 Тираж 639— Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Хромит щелочноэемель ного элемента

Окисел иэ группы

МЯО, Sc О, Y О, SnO, ZnO

Хромит редкоземельного элемента или иттрия

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Н 288629, кл. C 04 В 35/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 561717,. кл. С 04. В 35/42, 1974.