СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТНОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 1998 года по МПК C04B12/02 

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для получения шлако-стале-чугуностойких композиций, применяемых для ремонта сталелитейных ковшей, а также изготовления и ремонта огнеупорной футеровки печных агрегатов, в том числе и теплоизоляционных бетонов.

Известна сырьевая смесь для получения фосфатного вяжущего [1], включающая двуокись титана, фосфорную кислоту, фосфат титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Двуокись титана - 50-65
Фосфорная кислота - 12-30
Фосфат титана - 15-28
Недостатками указанной смеси являются ее высокая дороговизна, а также недостаточная стойкость в расплавах стали и чугуна при применении вяжущего для ремонта литейных ковшей.

Известна также сырьевая смесь для получения фосфатного связующего [2], включающая двуокись титана, фосфорную кислоту и добавки, соотношение в ней (TiO₂ : H₃PO₄) = (0,65 - 0,30), а в качестве добавок она содержит смесь мертеля (например, шамотного) с огнеупорными материалами в объемном соотношении (1 : 0,5-2,0) и модифицирующие материалы, например, боросодержащие, при следующем соотношении компонентов, мас.%: (TiO₂ + H₃PO₄) 28-55; смесь меpтеля (напpимеp, шамотного) с огнеупоpными матеpиалами 71,5 - 42; боросодержащие в пересчете на B₂O₃ 0,5-3.

Недостаток смеси заключается в использовании значительного количества дорогостоящих компонентов - двуокиси титана и фосфорной кислоты.

Задача заявляемого технического решения заключается в максимальном снижении расходов на получение огнеупорной химически стойкой массы за счет использования доступных и дешевых компонентов, обеспечивающих при этом высокие физико-химические характеристики конечного продукта.

Поставленная задача решается за счет того, что сырьевая смесь для получения фосфатного вяжущего, содержащая двуокись титана, наполнитель и фосфат-ион содержащий компонент, включает наполнитель, по крайней мере один из группы: алюмохромовый, тонкодисперсный отход нефтехимической промышленности, шамот, мертель, каолин, корунд при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Двуокись титана - 0,3-12,0
Фосфат-ион содержащий компонент - 5,0-30,0
Указанный наполнитель - Остальное
В сырьевой смеси в качестве фосфат-ион содержащего компонента используют фосфористую кислоту или фосфаты металлов. В качестве фосфата металлов может быть использован как фосфат натрия, так и другие фосфаты металлов, например фосфат кальция, фосфат магния и т.д.

Значительному удешевлению готового продукта способствует тот факт, что при производстве смеси может использоваться не товарный пигмент двуокиси титана, а различные отработанные вещества, содержащие двуокись титана, например, технологические отходы - окалина, травильные растворы, декапажные шламы, обдиры старых покрытий.

Приготовление заявляемой смеси осуществляют следующим образом. Двуокись титана смешивают с фосфат-ион содержащим компонентом: фосфористой кислотой или фосфатом металла, например натрия. Смесь тщательно перемешивают и добавляют по крайней мере один из наполнителей: шамот, мертель, каолин, корунд, тонкодисперсный отход нефтехимической промышленности.

Примеры составов для получения фосфатного вяжущего приведены в таблице.

В примерах 1 и 3 в качестве фосфат-ион содержащего компонента использовалась фосфористая кислота, в примере 2 - фосфат натрия, а в примере 4 - фосфат магния. В примере 1 в качестве наполнителя использовалась смесь тонкодисперсного отхода нефтехимической промышленности с мертелем в соотношении 1:1; в примере 2 - шамот; в примере 3 - каолин; в примере 4 - смесь из тонкодисперсного отхода нефтехимической промышленности, каолина и корунда - по 1/3 в мас.ч. каждого.

Композиции указанных составов наносились на плитки из огнеупорного шамота КШУ-39 ГОСТ 6137-80 размером 50•45•20 и попарно склеивались друг с другом по меньшей грани (45•20), после этого подвергались термообработке при 1050-1100^oC в течение 2-3 ч.

Образцы испытывались нагрузкой на изгиб. Испытаниям подвергались по 2-3 попарно склеенные каждым составом плитки. Во всех случаях разрушение происходило по самой плитке, стык оставался невредимым.

Испытания также показали, что при выходе соотношения компонентов за заявленные пределы свойства вяжущего ухудшаются.

Применение заявляемого технического решения позволяет снизить степень загрязнения окружающей среды, значительно сокращает затраты на изготовление огнеупорных смесей и обеспечивает надежную футеровку сталелитейных ковшей и печных агрегатов.

Сырьевая смесь для получения фосфатного вяжущего может быть использована для получения шлако-стале-чугуно-стойких композиций, применяемых для ремонта сталелитейных ковшей, а также изготовления и ремонта огнеупорной футеровки печных агрегатов. Сырьевая смесь содержит, мас.%: двуокись титана 0,3 - 12,0; фосфат-ион содержащий компонент 5,0 - 30,0, наполнитель, по крайней мере один из группы: алюмохромовый отход нефтехимической промышленности, шамот, мертель, каолин, корунд остальное. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Сырьевая смесь для получения фосфатного вяжущего, включающая двуокись титана, наполнитель и фосфат-ион содержащий компонент, отличающаяся тем, что она содержит наполнитель по крайней мере один из группы: алюмохромовый тонкодисперсный отход нефтехимической промышленности, шамот, мертель, каолин, корунд, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Двуокись титана - 0,3 - 12,0
Фосфат-ион содержащий компонент - 5,0 - 30,0
Указанный наполнитель - Остальное
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фосфат-ион содержащего компонента используют фосфористую кислоту. 3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фосфат-ион содержащего компонента используют фосфаты металлов.