Огнеупорная масса

 

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая муллитокорундовый шамот и электроплавленный корунд, отличающаяся тем, что, с целью увеличения механической прочности и снижения пористости изделий, она содержит муллитокорундовый шамот фракций 0,41 ,0 мм и менее 0,05 мм, а электрокорунд фракции 0,1-0,5 мм и дополнительно - аморфный кремнезем фракции менее 0,05 мм при следующем соотношении компонентов , мас.%: Муллитокорундовый шамот (фракции менее 0,05 мм45-57 Муллитокорундовый шамот фракции 0,4-1,0 мм20-25 Электрокорунд фракции 0,1-0,5 мм 20-25 Аморфный кремнезем фракции менее 0,05 мм 3-5 § (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И MHPbtTV9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

20-25 (21) 3351983/29-33 (22) 06.11.81 (46) 15.04.83. Бюл. Р 14 (72) В.A.Áåâç, Т.Ф.Баранова и Т.И.Храновская (53) 666.762(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 628135, кл. С 04 В 35/10.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 471337, кл. С 04 В 35/10(прототип). (54)(57) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, включающая муллитокорундовый шамот и электроплавленный корунд. о т л и ч а ю— .щ а я с я тем, что, с целью увеличения механической прочности и снижения пористости изделий, она содержит мулцд) С 04 В 35/10; С 04 В 33/22 литокорундовый шамот фракций 0,41,0 мм и менее 0,05 мм, а электрокорунд фракции 0,1-0,5 мм и дополнительно — аморфный кремнезем фракции менее 0.05 мм при следующем соотношении компонентов, мас.Ъг

Иуллитокорундовый шамот фракции менее

0,05. мм 45-57

Иуллитокорундовый шамот фракции

0,4-1,0 мм

Электрокорунд фракции 0.1-0.5 мм 20-25

Аморфный кремнезем фракции менее 0,05 мм 3-5

4Р

Cb

Ю

1011604

Изобретение относится к изгoToBJIe нию огнеупорных изделий, способных работать в условиях больших удельных нагрузок 100-200 МПа и температуре 1000>С. Такие изделия могут быть исполь зованы в качестве изоляторов и керамических вставок в установках, работающих при повышенных давлениях и высоких температурах.

Известна шихта для изготовления of неупорного материала>1 1, включающая мас.Ъ:

Кору нд 23- 28

Муллитокорундовый шамот >.5-50

Огнеупорная глина 7 — 12 15

Плавленый муллит 20-35

Однако прессованные изделия иэ этой шихты имеют после обжига при

1550-1580"C большую пористость

21-23Ъ.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является огнеупорная Macca(2), содержащая в качестве наполниеля высокоглиноземистый шамот, в качестве тонкомолотой составляющей электрокорунд, мас.Ъ:

Шамот фракций, мм

2-3 5««1 5

1 — 2 15-35

0,05-1 10-20

1 орунд фр;".кций, мм более 0,.066 1-5 менее О,GGi 30-50

Иэделия, изготовленные методом прессования из этой огнеупорной массы, имеют также повышенную поркс— тость (18 — 2ОЪ) и невысокую прочность при сжатии (130 МПа).

Целью изобретения является увеличение механической прочности и сниже-40 ние пористости изделий.

20 — 25

Поставленная цель достигается за счет того, то огнеупорная масса, включающая муллитокорундовый шамот и электроплавленный корунд, содержит муллитокорундовый шамот фракций 0,40,1 мм к менее 0,05 мм, электрокорунд фракции 0,1-0,5 мм к дополнительно аморфный кремнезем фракции менее

0,5 мм при следующем соотношении ком- 50 понентов, мас.Ъ:

Муллктокорундовый шамот фракции менее 0,05 мм 45-57

Муллитокорундовый шаглот фракции 0,4-1,0 мм

Электрокорунд фракции 0,1-0,5 мм 20-25

Аморфный кремнезем фракции менее 0,05 мм 3-5

Причем аморфный кремнезем вводит- 60 ся в состав массы в процессе помола в шаровых мельницах за счет исткрания кварцевой футеровки.

Введение части муллитокорундового шамота (содержанле Л 1 0 не менее

63Ъ ) в качестве тонкомолотой составляющей размером фракций менее 0,05 мм интенсифицирует процесс спекания и позволяет получить изделия с повышенНоА плотностью H прочностью. При содержании тонкомолотого шамота менее

45Ъ снижается плотность, а при введении более 57Ъ увеличивается усадка, что может привести к возникновению внутренних напряжений в процессе обжига крупногабаритных изделий.

Использование смешанного наполнителя (шамот фракции 1, 0-0. 4 и электрокорунд с размером зерен 0,1-0,5 мм) позволяет получать более стабильную структуру материала. При введении шамота в количестве более 25Ъ. а также при применении зерен с размером более 1 мм происходит разрыхление структуры за счет расфракционирования зерен вследствие осаждения крупных частиц. При уменьшении количества шамотового наполнителя снижается плотность к прочность материала. При использовании шамота с размером зерен менее 0,4 мм увеличивается усадка изделий, что ведет к появлению трещин в изделиях при обжиге.

Введение в качестве наполнителя

"тандартных порошков (Р 10 — г 50) электрокорунда с размером зерен 0,10,5 глгл увеличивает термостойкость изделий, уменьшает усадку. Прк содержании электрокорунда более 25Ъ и при увеличении размера зерен более о, 5 мм проксходкт снижение прочности. При уменьшении количества злектрок ору нда ме нее 2 О Ъ и уменьшении велкчкны зерна менее 0,1 мм увеличивается усадка, снижается термостойкость.

При введении в массу аморфного кремнезема улучшается спекание и упрочненке сксте лы в целом за счет дополнительного образования стеклофазы и муллкта вследствие реакции кремнезема с электрокорунда по r;анкцам зерен. При содержании 1О менее ЗЪ и размере фракций более

0,05 мм этк процессы практически не происходят, а при увеличении количества 5.>02 более 5Ъ наблюдается повью>ение усадки, возникновение вследствке этогo напряжений в изделкях при обжиге, что вызывает их ра тресккванке, Технология кзготовления изделий из огнеупорной массы заключается в следующем.

Муллктокорундовый шамот или бой муллитокорундовых иэделий дробят на щековой дробилке. Для помола исполь зуется фракция 1-3 мм. Мокрый помол производится в щелочной среде t pH

8-9) при введении жидкого стекла с удельным весом 1, 38-1. 50 г/см 3с модулем 2,6-3.2 в шаровой мельнице с кварцевой футеровкой в течении

1011604

Та блица 1

Составы, Р

1 1

1 2 3 4

45 51 57 50

Менее 0,05

0,4-1,0

0,1-0.5

Менее 0.05

Шамот

Шамот

Электрокорунд

Кремнезем

25 .22.5 20

25 22,5 20

3.0

4.0

5.0

+ Состав 4 изготовлен на основе суспензии, полученной в мельнице с корундовой футеровкой Т а б л и ц а 2

Предлагаемый состав, Р

Характеристика свойств

Прототип

2 3

10-12 11-13

Пористость, Ъ(П ) 18-20 бс.к, Мпа, при 20оC 130

13-15

9-11

340-350 310-330 150-250

300-3 20 ф ж,ИПа, при 1000 С

220-250 200-230 150-200

200-220

48-72 ч при соотношении материал: шары :.вода = 5 : 10 : 1. В процессе стабилизации рН среды составляет

9-10,5,а плотность суспензии составляет 2,30-2.40 г/см

Наполнителем служат стандартные порошки электрокорунда 9 50, 16 10.

Формование изделий осуществляется методом шликерного литья иэ водных суспензий. d качестве связующего используется водная суспензия шамота 10 с временем истечения 30-60 с. После введения наполнителя в связующее массу тщательно перемешивают и производят литье изделий в гипсовые фор-мы. 15

Время формообразования в зависимости от размера изделий составляет

Исходные материалы Размеры фракций, мм

В табл.2 приведены сравнительные характеристики свойств образцов

Как следует из таблицы 2, образ,цы из предлагаемои огнеупорной массы в отличие от прототипа имеют бо- лее высокий уровень прочности(6=300350 ИПа) при более низкой величине пористости (П„ = 9-13%). 60

По величине прочности на сжатие при 1 О О О С огнеупорная масса удовлетворяет требованиям, предъявляемым к материалу подкладных плит и штамповых вставок (150-200 МПа}. от 3-х до 24-х ч. Время воздушной сушки при 20 С равно 10-24 ч, при

60 C — 2-24 ч. После сушки иэделия обжигают в газовых печах при 15501580 С с выдержкой 4-6 ч в зоне обжига.

Из укаэанной огнеупорной массы по предложенной технологии изготовлены образцы иэделий из суснензий, полученных в мельницах с кварцевой футеровкой, определены значения кажущейся пористости (tI н прочности при сжатии(беж)в зависимости от состава массы и температуры испытаний.

В табл.1 приведены исследуемые составы предлагаемой огнеупорной массы. известного н предлагаемого составов.

Для оценки экономической эффективности предлагаемого изобретения за базовый объект взята применяемая штамповая вставка иэ дорогостоящих дефицитных сплавов. Такая вставка за счет высокой пластичности сплава в процессе работы изменяет форму и часто прилипает к материалу изготавливаемой детали. Поэтому в процессе работы вставку подвергают алмазной доводке.

1011604

Составитель Д. Иванов

Техред М,Тепер Корректор В.Бутяга

Редактор Л.Повхан

Заказ, 2675/28

Тираж 620 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Замена существующих вставок на керамические позволяет повысить их работоспособность за счет сохранения

Формы и размера в течение длительного времени работы. Отсутствие взаимодействия с материалом вставки не потребует алмазной обработки.

Экономический эФФект от внедрения ,на одном предприятии составляет более

500 тыс. руб.