СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК C04B35/482 

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано в цветной металлургии для изготовления изделий, контактирующих с расплавом алюминия и сплавов на его основе.

Известна сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий, содержащая, мас.

Фосфатное связующее (ортофосфорную кислоту) 1,5-3
Огнеупорная глина 37-42
Пыль газоочистки производства кремния, не более 1 мм 17-22
Графит 5-10
Гидроокись алюминия 3-7
Асбест 12-17
Вода Остальное [1]
Недостатком известной смеси является то, что она содержит значительное количество летучих компонентов, которые во время обжига выгорают, образуя в изделии сплошную пористость. Такая поверхность обладает низкой прочностью и низкой эрозионной стойкостью.

Известна огнеупорная масса по а.с. N 1043134, кл. C 04 B 95/48, 1981 г. [4] Известная масса, принятая за прототип, содержит, мас.

Цирконовый концентрат 44-45
Огнеупорная глина 9-11
Глинозем 2-4
Ортофосфорная кислота 13-17
Бакор 22-24
Известная масса обладает недостаточно высокой прочностью и высокой пористостью.

Целью изобретения является повышение прочности и уменьшение пористости изделий, изготавливаемых из предлагаемой смеси, а также расширение сырьевой базы за счет использования отходов производства.

Поставленная цель достигается тем, что смесь, содержащая циркон, огнеупорную глину, фосфатную связку, дополнительно содержит пыль газоочистки производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Циркон 60-70
Глина огнеупорная 10-15
Фосфатная связка 5-10
Пыль газоочистки производства алюминия 10-20
Общими признаками прототипа и предложенной смеси являются наличие циркона, огнеупорной глины и фосфатной связки.

Отличие предложенной смеси заключатся в том, что она содержит дополнительно пыль газоочистки производства алюминия. Указанное отличие позволяет повысить прочность изделий на сжатие с 16,7 до 54,0 н/мм² и снизить пористость с 39 до 8,1% Таким образом предложенная смесь отвечает критерию изобретения "новизна".

Для сравнения предложенной смеси с другими известными решениями проведен поиск по патентной и научно-технической литературе.

Известны составы сырьевой смеси, содержащие также, как и предложенный состав, огнеупорную глину и фосфатное связующее [2, 3] Ни в одном из них не обнаружено пыли газоочистки производства алюминия.

Использование в составе огнеупорной смеси отходов в виде пыли газоочистки производства алюминия обеспечивает достаточно высокую для таких изделий прочность 50-54 н/мм², термостойкость, пористость, влагопоглащение и температуру начала размягчения.

Таким образом, изобретение отвечает современному уровню техники.

В качестве фосфатного связующего может быть использована хромфосфатная связка, ортофосфорная кислота или алюмохромфосфатная связка.

Пыль газоочистки производства алюминия имеет следующий состав, мас. Na 7,6; F 17,5; Al 15,6; Ca 0,8; Fe 0,5; Si 1,0; C 18, смола 1,5 20, прочие 1,2 18,4. Циркон имеет следующий состав, мас. ZrO₂ 60-70, SiO₂ 30-40.

Пример 1 (опыт 2). Приготовили изделие, например, из смеси следующего состава, мас.

Пыль газоочистки производства Al 10
Циркон 70
Глина огнеупорная 15
Ортофосфорная кислота 5
Изделие имело следующие показатели:
Пористость 10,2%
Прочность на сжатие 52,3 н/мм²
Эрозионная стойкость 0,6 мм/сут.

Краевой угол смачиваемости при 710^oC 140
Термостойкость 16
Влагопоглощение 8,9%
Температура размягчения 1310^oC
Пример 2 (опыт 3). То же изделие приготовили из смеси, мас.

Пыль газоочистки производства алюминия 15
Циркон 65
Глина огнеупорная 10
Ортофосфорная кислота 10
Показатели:
Пористость 9,3%
Прочность на сжатие 53,1 н/мм²
Эрозионная стойкость 0,5 мм/сут.

Краевой угол смачиваемости 140
Термостойкость 17
Влагопоглощение 8,2
Температура размягчения 1300^oC
Пример 3 (опыт 4). То же изделие приготовили из смеси, мас.

Пыль газоочистки производства алюминия 20
Циркон 60
Глина огнеупорная 10
Ортосфорфорная кислота 10
Показатели:
Пористость 8,1%
Прочность на сжатие 54,0 н/мм²
Эрозионная стойкость 0,4 мм/сут.

Смачиваемость 141
Термостойкость 17
Влагопоглощение 7,6%
Температура размягчения 1290^oC.

Другие примеры приведены в таблице.

Из приведенных примеров видно, что с увеличение содержания пыли производства алюминия увеличивается прочность и уменьшается пористость изделия. Вместе с тем при увеличении содержания пыли газоочистки производства алюминия свыше 20% уменьшается температура размягчения смеси ниже допустимой (для алюминия), а при снижении ее содержания менее 10% снижается термостойкость.

Следует заметить, что термостойкость изделий из предложенной смеси несколько ниже чем у прототипа, но вполне удовлетворительная для изделий литейной оснастки.

Таким образом, предложенная смесь обеспечивает получение изделий с повышенной прочностью и пониженной пористостью, а также удовлетворительной эрозионной стойкостью, смачиваемостью и влагопоглощением.

Использование: в цветной металлургии для изготовления изделий, контактирующих со сплавом алюминия. Сущность изобретения: смесь включает, мас. %: циркон 60-70, глина огнеупорная 10-15, фосфатная связка 5-10, пыль газоочистки производства алюминия 10-20. Характеристика: пористость 7,3-11,1%, прочность на сжатие 52,1-55,1 н/мм². 1 табл.

Сырьвая смесь для прессования и изготовления огнеупорных изделий, содержащая циркон, огнеупорную глину и фосфатную связку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пыль газоочистки производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Циркон 60 70
Глина огнеупорная 10 15
Фосфатная связка 5 10
Пыль газоочистки производства алюминия 10 20-