СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК C04B35/00 

Изобретение относится к производству керамики и огнеупоров, подвергающихся термомеханическим и термохимическим воздействиям.

Известны составы и способы получения керамики на основе оксида алюминия и тугоплавких соединений (TiC, Ti₂AlN). Такие композиционные материалы не выдерживают длительного термохимического воздействия в условиях воздушной атмосферы и в контакте с оксидными расплавами [1, 2]
Известны составы и технология получения корундовых огнеупоров на основе спеченного и плавленого зерна с добавками оксидов и химических связующих. Средние значения технических свойств таких изделий прежде всего связаны с отсутствием единого кристаллического каркаса и разобщенностью кристаллов поверхностными и аморфными фазами [3]
Наиболее близким техническим решением является состав кремнеземкорундового огнеупора, включающий в качестве основы порошок глинозема или смесь глинозема с кремнеземом и 0,1 30 вес. добавки металлического титана, циркония, карбидов, нитридов и окислов титана и циркония. Огнеупорные изделия получают смешиванием компонентов, прессованием под давлением 300 кгс/см², сушкой и обжигом при температуре 1500^oC в течение 10 часов [4]
Полученный материал не позволяет использовать изделие в воздушной атмосфере и в контакте с оксидными расплавами.

Техническим результатом изобретения является получение изделий с высокими термопрочностными характеристиками и химической устойчивостью.

Указанный технический результат достигается тем, что состав для изготовления огнеупорных изделий, включающий огнеупорный наполнитель и оксидную добавку, дополнительно содержит в качестве добавки углерод и бескислородное соединение, образующие огнеупорные окислы с 2-3- валентными катионами при следующем соотношении в мас.

огнеупорный наполнитель 98-99
добавка:
углерод 0,3-0,8
бескислородное соединение 0,5-0,7
оксид 0,2-0,5
Огнеупорные изделия получают путем предварительного разделения наполнителя на грубо- и тонкодисперсные фракции с последующим смешением грубодисперсный фракции с бескислородной частью добавки, в тонкодисперсной фракции с оксидной частью добавки, перемешиванием, формованием и обжигом.

Отличием предлагаемых состава и способа является получение материалов с прямой связью кристаллов наполнителя, формирующего единый кристаллический каркас изделия с высокими прочностными и термохимическими характеристиками за счет использования комплексной добавки и метода ее введения в шихту, который, в свою очередь, обеспечивает соразмерность активации поверхности зерна наполнителя различной дисперсности, согласуя их объемные изменения в обжиге.

Использование в качестве добавки углерода замедляет окисление бескислородных соединений в процессе обжига и способствует диспергированию новообразований, что приводит к увеличению поверхности прямых связей между зернами наполнителя и повышает свойства изделий. Технология изготовления изделий состоит в следующем:
A. Проводят постадийное смешивание компонентов. Увлажненную временной связкой грубодисперсную фракцию наполнителя смешивают с бескислородной добавкой до образования монослоя на поверхности зерен наполнителя. Тонкодисперсную фракцию наполнителя всухую смешивают с оксидным веществом. Затем проводят смешение фракций с образованием на поверхности крупных зерен второго слоя6 формование и обжиг.

Б. При величине объемных изменений в интервале температур окисления добавки 5 10% проводят обжиг сбрикетированной смеси грубодисперсного наполнителя с бескислородной добавкой, разрушение брикета до первоначального зерна и далее по п.А.

В таблицах 1-4 приведены состав технология огнеупоров, состав и свойства корундовых огнеупоров, другие примеры композиции, свойства огнеупоров.

Использование: для производства керамики и огнеупоров. Сущность изобретения: состав включает в мас. %: огнеупорный наполнитель 98-99, добавка: углерод 0,3 - 0,8 бескислородное соединение, образующее огнеупорные окислы с 2 - 3-валентными катионами 0,5 - 0,7, оксид 0,2 - 0,5. Смешивают грубодисперсную фракцию наполнителя с бескислородной частью добавки, а тонкодисперсную - с оксидной частью, фракции перемешивают, формуют и обжигают изделия. Характеристика: прочность на изгиб 170 - 190 МПа, стеклоустойчивость (в барийсиликатном расплаве при 1400^oC) по потере веса - 0,1 - 4,5 об.%, 2 с.п. ф-лы, 4 табл.

1. Состав для изготовления огнеупорных изделий, включающий огнеупорный наполнитель и оксидную добавку, отличающийся тем, что добавка дополнительно содержит углерод и бескислородное соединение, образующие огнеупорные оксиды с двух-трехвалентными катионами при следующем соотношении компонентов, мас.

Огнеупорный наполнитель 98 99
добавка:
Углерод 0,3 0,8
Бескислородное соединение 0,5 0,7
Оксид 0,2 0,5
2. Способ изготовления огнеупорных изделий, включающий смешение огнеупорного наполнителя с оксидной добавкой, формование и обжиг, отличающийся тем, что в огнеупорный наполнитель дополнительно вводят бескислородную добавку, содержащую углерод и бескислородное соединение, образующее огнеупорные оксиды двух- трехвалентных металлов, наполнитель предварительно разделяют на грубо- и тонкодисперсные фракции, а компоненты перемешивают постадийно, причем грубодисперсную фракцию соединяют с бескислородной частью добавки, а тонкодисперсную с оксидной, после чего фракции перемешивают.