СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ГИДРАТАЦИИ ИЗВЕСТКОВЫХ И ИЗВЕСТКОВО-ПЕРИКЛАЗОВЫХ ОГНЕУПОРОВ Российский патент 1998 года по МПК C04B35/03 C04B41/46 

Изобретение относится к производству основных огнеупоров на основе оксида кальция, в частности известковых и известково-периклазовых огнеупорных изделий.

Известно, что огнеупорные материалы и изделия, содержащие свободную известь, отличаются низкой стойкостью к атмосферной гидратации при температурах ниже 400^oС.

Согласно заявке Японии N 59-169345, С 04 В 35/02, 1984, с целью предотвращения гидратации огнеупоров из СаО, СаО-МgО или МgО (как обожженных, так и безобжиговых) сырье (известь, доломит, магнезит) пропитывают в расплавленном воске, полиэтилене или парафине при 90-100^oС в течение 10-20 мин.

Такой способ изготовления огнеупоров не позволяет образовать защитных химических соединений на поверхности оксида кальция, поэтому надежная защита от гидратации оксида кальция не обеспечена.

Известен также способ предотвращения от гидратации огнеупора, содержащего свободную СаО, где предлагается покрывать огнеупорные гранулы газонепроницаемой пленкой толщиной 0,1-0,5 мм, изготовленной из природных или синтетических смол, разбавленных органическим растворителем, например, распылением или пропиткой в растворе смолы с последующей сушкой при 20-200^oС (заявка Японии N 58-156978, С 04 В 41/06, 1983).

Это решение также не позволяет образовать защитного химического соединения на поверхности оксида кальция. Кроме того, используются экологически вредные синтетические смолы. Использование синтетических и природных смол дорого.

Задачей изобретения является повышение стойкости к гидратации спеченных известковых и известково-периклазовых огнеупорных изделий с пористостью до 30%, предназначенных для длительного хранения в атмосферных условиях.

Поставленная задача решается следующим образом.

Спеченные известковые или известковопериклазовые огнеупоры обрабатывают в растворе состава, мас.%: фосфатообразующее вещество 20-60; глицерин или/и этиленгликоль 40-80; сверх 100% эмульгатор (ПАВ) 0,3-0,5 при 110-130^oС, выдерживают до окончания интенсивного вспенивания, вынимают и помещают в консервирующий раствор состава, мас.%: нефтяное масло 40-50; талловое масло и/или талловый пек 5-20; парафин и/или петролатум 40-45 при 115-120^oС и выдерживают в нем до окончания интенсивного вспенивания.

В результате погружения изделия в первый раствор на поверхности спеченного изделия и его открытых пор образуется слой водонерастворимых фосфатов кальция и небольшого количества водонерастворимых гликолятов и глицератов кальция. Толщина этого слоя не превышает нескольких десятков атомных слоев (10^-8 -10^-7 м), но этого оказалось достаточно для защиты изделия от гидратации и повышения его прочности.

Необходимость выдерживания изделия в консервирующем растворе определяется тем, что влага может проникнуть к оксиду кальция, содержащемуся в изделии, через неплотности фосфатного слоя или путем диффузии. Этому будут препятствовать образующиеся водонерастворимые длинные молекулы таллатов и госсиполатов кальция. При этом парафин и/или петролатум служат гидрофобной средой. Поскольку таллаты и госсиполаты обладают низкой механической и температурной прочностью, второй раствор играет роль только консервирующего агента.

Температуру растворов определяет их вязкость, активность происходящих процессов, способность поглощения атмосферной влаги, но она должна быть ниже температуры начала заметного разложения или кипения растворов и выше температуры кипения воды.

Пример 1. Тигли из оксида кальция с открытой пористостью 15-18% емкостью 1 л и толщиной стенок 25 мм, после обжига остывшие до 110-120^oС, погружают в предварительно нагретый до 130^oС раствор состава, мас.%: фосфат натрия 20, глицерин 40, этиленгликоль 40 и сверх 100% 0,3-0,5% ПАВ-себацинат натрия. Выдерживают 0,5 мин до окончания интенсивного вспенивания. Вынимают, встряхивают и погружают в консервирующий раствор состава, мас.%: нефтяное масло 40, талловый пек 10, талловое масло 10, петролатум 40 с температурой 115^oС. После прекращения образования пены (через 0,5 мин) тигли встряхивают и охлаждают.

Пример 2. Спеченные кирпичи, по размерам соответствующие ГОСТ 8691-73, содержащие 56% оксида кальция и 42% оксида магния (остальное примеси Fе₂О₃ и SiО₂) c пористостью 15-18%, после обжига остывшие до температуры 110-120^oС, погружают в раствор состава, мас.%: фосфат натрия 60, глицерин 40, сверх 100% ПАВ-себацинат натрия 0,3-0,5 с температурой 110^oС, выдерживают 1,5 мин. Кирпичи вынимают, встряхивают от избытка раствора и погружают в консервирующий раствор состава, мас.%: нефтяное масло 40, талловое масло 20, парафин 40 с температурой 120^oС. Выдерживают 3 мин до окончания образования пены. Затем кирпичи вынимают, встряхивают от избытка раствора и охлаждают.

Свойства изделий, пропитанных, как описано в примерах 1 и 2, приведены в таблице. Там же приведены свойства изделий, пропитанных составами, указанными в той же таблице аналогично примерам 1 и 2.

Обработка изделий растворами может вестись не только погружением, но и набрызгиванием, конденсацией паров и т.п.

Изделия в раствор помещают разогретые, так как это экономичнее.

Как видно из таблицы, последовательная обработка изделий предлагаемыми составами позволяет в течение полугода хранить огнеупоры при 22^oС без существенного изменения свойств.

Дополнительное преимущество предлагаемого способа защиты от гидратации известковых и известково-периклазовых огнеупоров состоит в том, что образующиеся в ходе обменной реакции гидроксид, гликоляты и глицераты натрия являются товарной продукцией, а этиленгликоль и глицерин - только средой, т.е. практически не расходуются (за исключением механического уноса) в ходе процесса.

Изобретение относится к производству основных огнеупоров на основе оксида кальция и позволяет повысить стойкость к гидратации известковых и известково-периклазовых огнеупоров с пористостью до 30%, предназначенных для длительного хранения. Для этого изделия обрабатывают в растворе состава, мас.%: фосфатообразующее вещество 20 - 60, глицерин и/или этиленгликоль 40 - 80 и сверх 100% эмульгатор (ПАВ) 0,3 - 0,5 при 110 - 130^oC выдерживают до окончания интенсивного вспенивания, вынимают и помещают в консервирующий раствор состава, мас.%: нефтяное масло 40 - 50, талловое масло и/или талловый пек 5 - 20, парафин и/или петролатум 40 - 45 при 115 - 120^oC и выдерживают в нем до окончания интенсивного вспенивания. 1 табл.

Способ защиты от гидратации известковых и известково-периклазовых огнеупоров, заключающийся в обработке изделий материалом, находящимся в жидком состоянии, отличающийся тем, что изделия обрабатывают в растворе состава, мас.%:
Фосфатообразующее вещество - 20 - 60
Глицерин и/или этиленгликоль - 40 - 80
Сверх 100% эмульгатор (ПАВ) - 0,3 - 0,5
при 110 - 130^oC, выдерживают до окончания интенсивного вспенивания, вынимают и помещают в консервирующий раствор состава, мас,%:
Нефтяное масло - 40 - 50
Талловое масло и/или талловый пек - 5 - 20
Парафин и/или петролатум - 40 - 45
при 115 - 120^oC и выдерживают в нем до окончания интенсивного вспенивания.