Огнеупорная бетонная смесь

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз. Советскин

Социалистическнн

Республик

<1ц897752 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Задавлено 2606.79 (21) 2786595/29-33 (51)М. Кл.

С 04 В 29/02

С 04 В 35/10 с присоединением заявки М— аееударстеенный кемнтет

СССР пе делам изобретений и атнрытнй (23) П рнорнтет—

Опубликовано 150182 Бюллетень М 2 (53) УДК 666 974..2(088.8) Дата опубликования описания 150 1.82

Ю. С. Токарев, П. Т. Рыбалкин, О. Н. Попов, M. H. Шаталов и С. Д. Иванов (72) Авторы изобретения

В. А. Соколов, ВФ йФмы

ФВЙЖ1ЕЖ

Государст венный научно-и сследовател ьский и и Щербинский завод электроплавильных ог (7l) Заявители (54) ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ

Наиболее близкой к предлагаемой является огнеупорная бетонная смесь (2 ), содер*ащая, вес.4:

Алюмохромфосфатное связующее

8-15

Цир кон

5 50

Кварцевый песок Остальное

Недостаток известной смеси — сравнительно высокая пластичность материала, особенно в интервале температур

500 — 800 С и выше.

По экспериментальным данным добавка высокоглиноземистого цемента, способствующая некоторому повышению огнеупорности материала, при нагревании выше 800 С резко снижает жесть кость последнего. Так, например, величина условного предела текучести известной смеси в интервале темпео ратур 800 - 1200 С падает с 4,0 — 5,0

1,6 - 1,24

О, -06

Алюмофосфат

Окись магния

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, s частности к огнеупорным бетонным смесям, которые могут быть использованы для футеровки плавильных и стекловаренных печей, а также служить в качестве материала литейных форм при высокотемпературном литье металлов, сплавов, петрургических расплавов и огнеупорных материалов.

Известна огнеупорная масса 1 1 для литейных форм и стержней, содержащая, вес.Ф:

Цирконовый порошок Основа

Сподумем 0,8 — 1,0

К недостаткам данной смеси относитсяя пластичност ь материала как при

20 комнатной температуре, так и при температурах до 1000оC и выше, вследствие низкого содержания алюмофосфата.

Вы сокоглиноземи— стый цемент 0,2-2,5

7752

1О

2 - 15

Циркон

О стал ьное

Кварцевый песок

60 — 80

2 — 15

Кварцевый песок

Цир кон

3 89

1о 0,05 — О., 1 кгс/см ; При 1300ОС величина условного предела текучести массы имеет практически нулевое значение.

Целью изобретения является повышение предела текучести огнеупорной массы в интервале температур 500

1500 С.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная бетонная смесь, включающая алюмохромфосфатное связующее, циркон и кварцевый песок, дополнительно содержит тонкоиэмель ченные отходы песчаных литейных форм при следующем соотношении компонентов, вес. :

Апюмохромфосфатное связующее

10 — 18

Тон кои з мел ь чен ные отходы песчаных литейных форм 20 — 60

Отходы песчаных форм содержат, вес.г: фракции от 0,1 до 0,63 мм

60-80; фракции менее 0,1 мм 10-30; фракции менее 0,06 мм 10-20.

Отходы песчаных форм по химическому составу практически идентичны исходной огнеупорной массе, т.е. содержат, мас. ;:

Алюмохромфосфат ное связующее 10 — 18

25 зо

35 торой заново изготавливаются литейные формы и т.д.

В результате прогрева материала формы до температур 1500 С оС- кварц иэ исходного кварцевого песка переходит в высокотемпературную модификацию - кристабалита, характеризующуюся меньшим i(TP из-за отсутствия модификационных превращений при нагревании, что способствует повышению предела текучести (жесткости) образцов.

При измельчении отходов форм до заданного гранулометрического состава резко возрастает удельная поверхность частиц наполнителя (на 50 — 70 ), что приводит к образованию плотной упаковки зерен наполнителя при оптимальном количестве связующего и в совокупности с низким КТР, основной сост а вляюще и P — кри ст абалит а с пособствует достижению поставленной цели.

Предлагаемый состав огнеупорной массы обладает повышенной жесткостью как при комнатной, так и при темпеО ратурах порядка 1000 C и выше по сравнению с огнеупорными смесями известных составов. Эта масса технологична в производстве: негазотворна и обладает незначительным временем затвердевания при 250 - 300 С. При нагревании от 300 С до 500 С ее жесткость резко возрастает, при температуо рах порядка 500 — 800 С остается практически неизменной, с повышением температуры до 1000 С наблюдается некоторое уменьшение жесткости материала, однако необходимые упругие свойЮ ства сохраняются вплоть до 1500 С.

Алюмохромфосфатное связующее присутствует в отходах форм в виде обезвоженных фосфатов А1 и Сг

Способ получения отходов форм следующий .

Из исходной огнеупорной массы изготавливаются литейные формы для производства электроплавленных огнеупоров. После заливки в эти формы расплава и отжига отливок формы разбираются для извлечения из них отливок, В период заливки и отжига материал формы прогревается до 1500 С.

Обломки форм измельчаются в дробильном аппарате (в данном случае шаровой мельнице) до заданной зернистости. Затем в качестве одного из основных составляющих вводятся в состав новой огнеупорной массы, из ко40

Пример . При приготовлении огнеупорных масс используют кварцевый песок ТУ21-01-171-68;цирконовый концентрат, ОСТ48-82-74; алюмохромфос-. фатная связка, плотностью 1,45 г/см

ТУ6- 18- 166-73; отходы песчаных литей" ных форм после использования их в качестве материала форм при производстве бадделеито-корундового о;неупора.

Измельчение отработанных песчаных литейных форм проводят в лабораторной шаровой мельнице с диаметром барабана

250 мм при скорости вращения барабана

40 об/мин в течение 30 мин. Рассев измельченного материала по фракциям осуществляют на лабораторном ротапе, модели 029.

Для определения условного предела текучести на лабораторном копре по

897752 4 ли ват ь из нее оболочковые литейные формы для производства крупных отливок электроплавленных огнеупоров (t00 - 700 кг и более), характери5 зующихся температурами залиВки расплава - 1800 - 2200 С, где осббенно важна высокая жесткость материала литейной формы при температурах формирования отливки.

tO стандартным методикам формуют образцы типа "восьмерка" ° После сушки приготовленных образцов при 300 С в течение 30 - 45 мин из них алмазным сверлом вырезают образцы цилиндрической формы, диаметром 25 мм и высотой 25 мм.

Испытания приготовленных образцов по определению значений условного предела текучести осуществляют на специальной установке .конструкции лаборатории огнеупоров ГИС в диапазоне температур до 1600 С.

В табл. 1 представлены примеры огнеупорной бетонной смеси.

Результаты определений условного предела текучести предлагаемой и известной смесей при различных температурах приведены в таблице 2.

Праведенные сравнительные испытания показали, что жесткость (условный предел текучести) предлагаемой огнеупорной смеси значительно выше жесткости известной особенно при температурах 1000 С и выше. о

Указанные свойства предлагаемой огнеупорной массы позволяют иэготавОжидаемый экономический эффект пфи использовании составов предлагаемой огнеупорной массы в качестве мате-риала для литейных форм в производ"

15 стве электроплавленных огнеупоров обусловлен снижением брака отливок огнеупоров за счет улучшения геометрической точности изделий вследствие высокой жесткости материала литейных

50 форм; уменьшением расхода инструмента на основе природных алмазов при механической обработке изделий; значительным сокращением расхода исходного материала форм эа счет вовлече55 ния в оборот до сих пор неиспользуемых отходов песчаных литейных форм.

Т а б л и ц а !

Компоненты

Кварцевый песок 60,0 52,0 47,0 43,0

10,0 12,0

4,0 15,0

Цир кон

14,0 12,0

Отходы литейных форм 20,0 25,0 35 0 30,0

Таблица 2

2. о

Условный предел текучести (кг/см ) при Т, Смесь

23,6

4,1

1,0

1,2

5,2

25,9

Алюмохромфосфатное связующее 10,0 11,0

40 0 35 25 59>2

5,0 3,0 2,0 28,0

16,0 18,0 13,0 11,0

39,0 44,0 60,0 Высокоглиноземистый цемент-1,3

897752

Продолжение табл. 2

2 о

Условный предел текучести (кг/см )при Т, С

Смесь

1500

1000

500

1,0

20,1

6,0

39,"

6,0

40,0

1,5

5,4

27,8

1 3

1,2

25,2

1,0 - 1,5

5,0 - 10,0

Полное разрушение

Известная

Тонкоизмел ьченные отходы песчаных литейных форм

20 -- 60

Остальное

Кварцевый песок зо

2- 15

Цир кон

Составитель О. Моторина

Редактор Л. Веселовская Техред А. Ач Корректор Г, Назарова.За ка 1 185 8/32 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 фи.пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения

Огнеупорная бетонная смесь, включающая алюмохрамфосфатное связующее, циркон и кварцевый песок, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения предела текучести в интервале температур 500-1500 С, она дополнительно содержит тонкоизмельчен" ные отходы песчаных литейных форм при следующем соотношении указанных компонентов, eec. l:

Алюмохромфосфат ное связующее

10 — 18

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 372016, кл. C 04 В 35/10, 1973. з5 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2623421/29 33 кл. С 04 В 29/02, 1978.