ОГНЕУПОРНЫЙ КЛАДОЧНЫЙ РАСТВОР Российский патент 1997 года по МПК C04B35/66 C04B28/34 C04B111/20 

Изобретение относится к составу огнеупорного кладочного раствора, используемого, например, для кладки и ремонта футеровок сталелитейных ковшей, а также для кладки и ремонта футеровок печных агрегатов.

Известна шихта для изготовления огнеупоров, включающая, мас. алюмохромфосфатное связующее 6-9; глинозем 32/36; кварцитосодержащий компонент 14-22; дисперсные алюмохромовые отходы катализатора нефтехимического производства 5-10; корундосодержащий компонент остальное (авт. св. СССР N 1738791 кл. C 04 B 28/34).

Известен огнеупорный кладочный раствор содержащий, мас. алюмохромфосфатное связующее 40-60; обработанный катализатор производства синтетического каучука 21-28; бентонит 2,5-4,5; пыль из циклонов магнезитового производства 1,5-3,5, и отходы производства фосфозита остальное (авт. св. СССР N 1154869 кл. C 04 B 28/34).

Недостатками известного огнеупорного кладочного раствора являются сравнительно невысокие термостойкость и химическая стойкость (шлакостойкость).

Задачами предлагаемого технического решения является повышение термостойкости, химической стойкости (шлакостойкости), повышение адгезии и прочности на срез.

Поставленные задачи решаются за счет того, что огнеупорный кладочный раствор, включающий фосфатное связующее, отработанный катализатор производства синтетического каучука, согласно изобретению дополнительно содержит мертель и ортофосфорную кислоту и в качестве фосфатного связующего продукт взаимодействия включающий, об.ч.

Окалину титана 0,9-1,0
Ортофосфорную кислоту 1,0-2,0
при следующем соотношении компонентов в об.ч.

Указанный продукт 0,4-0,6
отработанный катализатор производства синтетического каучука 0,45-0,5
Мертель 0,45-0,5
Ортофосфорная кислота 0,9-1,0
Отработанный катализатор производства синтетического каучука содержит окислы алюминия и хрома при следующем соотношении компонентов, мас.

Al₂O₃ 85-87
Cr₂O₃ 13-15
Сопоставительный анализ показал, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что огнеупорный кладочный раствор, содержащий фосфатное связующее и отработанный катализатор производства синтетического каучука дополнительно содержит мертель и ортофосфорную кислоту и в качестве фосфатного связующего продукт взаимодействия смеси, включающий, об.ч.

Окалину титана 0,9-1,0
Ортофосфорную кислоту 1,0-2,0
при следующем соотношении компонентов, об.ч.

Указанный продукт 0,4-0,6
Отработанный катализатор производства синтетического каучука 0,45-0,5
Мертель 0,45-0,5
Ортофосфорная кислота 0,9-1,0
Отработанный катализатор производства синтетического каучука содержит окислы алюминия хрома при следующем соотношении компонентов, мас.

Al₂O₃ 85-87
Cr₂O₃ 13-15
Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

На момент подачи заявки сложился огромный дефицит в огнеупорных кладочных материалах. Необходимо модернизировать не в меру устаревшее огнеупорные защитные футеровки.

Предлагаемое техническое решение позволяет решить эти проблемы.

Становится экономически выгодным использовать многие из фосфатосодержащих материалов.

Кроме того, утилизация многотоннажных отходов позволит полностью исключить затраты на содержание отвалов, снизить степень загрязнения окружающей среды.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как, принимая во внимание уровень техники на дату подачи заявки, не является очевидным для специалистов в данной области.

Эспериментально установлено, что при содержании в композиционной смеси окалины титана более 1,0 об.ч. происходят признаки оплавления, которые обнаруживаются при визуальном осмотре, огнеупорность понижается, кроме того повышается себестоимость композиции из-за дефицитности окалины титана, аналогичные признаки проявляются и при содержании композиционной смеси в огнеупорном кладочном растворе более 0,6 об.ч.

При содержании окалины титана в композиционной смеси менее 0,9 об.ч. в самой композиционной смеси в кладочном растворе менее 0,4 об.ч. появляются признаки пыления и неглянцевой поверхности, спек образуется пылящим с признаками эрозии на поверхности.

При содержании в кладочном огнеупорном растворе отработанного катализатора производства синтетического каучука и мертеля менее 0,9 об.ч. раствор неработоспособен.

При содержании катализатора и мертеля более 1,0 об.ч. раствор теряет консистенцию и становится недопустимо густым.

При содержании в кладочном растворе ортофосфорной кислоты менее 0,9 об. ч. не произойдет реакция, масса будет крошиться, не будет механической прочности.

При содержании в кладочном растворе ортофосфорной кислоты более 1,0 об. ч. раствор не в меру разжижается.

Огнеупорный кладочный раствор готовят следующим образом:
Сначала приготавливают фосфатное связующее.

Для этого окалину титана заливают ортофосфорной кислотой и выдерживают до появления фиолетового цвета.

Затем отработанный катализатор и мертель смешивают с ортофсофорной кислотой в объемных частях 0,5:0,5:1.

Экспериментально установлено, что наиболее высокие технические характеристики огнеупорного раствора достигаются при использовании для его приготовления отработанного катализатора и мертеля в равных объемных долях.

В полученную массу добавляют фосфатное связующее и интенсивно перемешивают до однородного состояния.

Огнеупорный кладочный раствор готов к употреблению через 24-48 ч.

Примеры конкретных составов огнеупорного кладочного раствора приведены в таблице.

Композиции составов NN 2, 3, 4 и композиции раствора, состава по авт. св. СССР N 1154864 (прототип предлагаемого технического решения) наносили на плитки размером 80х30х20 мм и попарно склеивали друг с другом, подвергали термической обработке при t=1040-1100^oC в течение 2 ч.

Образцы плиток готовились из огнеупорного шамота КУШ-39 ГОСТ 6137-80.

Затем склеенные плитки были подвергнуты механическому разрушению.

Разрушение плиток, склеенных заявляемым огнеупорным кладочным раствором происходило только по телу огнеупора.

Разрушение плиток, склеенных составом, изготовленным по прототипу происходило по нанесенному составу.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение обладает улучшенными физико-механическими свойствами по сравнению с прототипом.

Применение предлагаемого технического решения позволит утилизировать отходы производства синтетического каучука, уменьшить затраты на содержание отвалов, снизить степень загрязнения окружающей среды, получить огнеупорный химически стойкий кладочный раствор, при использовании которого для ремонта футеровок сталелитейных и чугунных ковшей образуется плотный шлакосталестойкий спек.

Изобретение относится к составу кладочного раствора повышенной термостойкости, химической стойкости, с высокой адгезионной прочностью и прочностью на срез. Для этого в раствор, включающий отработанный катализатор производства синтетического каучука и фосфатное связующее, введены мертель и ортофосфорная кислота в качестве фосфатного связующего, при этом связующее содержит, об.ч.: окалину титана 0,9-1,0; ортофорсфорную кислоту 1,0-2,0 при следующем соотношении компонентов, об. ч. : указанное фосфатное связующее 0,4-0,6; отработанный катализатор производства синтетического каучука 0,45-0,5; мертель 0,45-0,5; ортофосфорная кислота 0,9-1,0. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Огнеупорный кладочный раствор, включающий фосфатное связующее и отработанный катализатор производства синтетического каучука, отличающийся тем, что он дополнительно содержит мертель и ортофосфорную кислоту и в качестве фосфатного связующего продукт взаимодействия смеси, включающей, об.ч.

Окалина титана 0,9 1,0
Ортофосфорная кислота 1,0 2,0
при следующем соотношении компонентов, об.ч.

Указанный продукт 0,4 0,6
Отработанный катализатор производства синтетического каучука 0,45 0,5
Мертель 0,45 0,5
Ортофосфорная кислота 0,9 1,0
2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что отработанный катализатор производства синтетического каучука содержит окислы алюминия и хрома при следующем соотношении, мас.

Окись алюминия 85 87
Окись хрома 13 15а