ОГНЕУПОРНАЯ МАССА Российский патент 2000 года по МПК C04B35/66 C04B33/00 

Описание патента на изобретение RU2155734C2

Изобретение относится к составам огнеупорных масс для литейного производства и производства огнеупоров и может быть использовано в машиностроительной и металлургической отраслях народного хозяйства.

Известен состав [1] огнеупорной массы, содержащий, вес.%: глина огнеупорная 1-11, магний сернокислый 4-10, порошок обоженного магнезита 15-35, шамот - остальное. Данная огнеупорная масса имеет сложный многокомпонентный состав с высокой температурой (согласно [2] - 1575oC) образования жидкой фазы системы MgO - Al2O3 - SiO2, что обуславливает высокую стоимость получаемых огнеупорных изделий из данной массы, например для футеровки туннельных обжиговых печей.

Разработан состав огнеупорной массы системы каолинит - Al2O3 - SiO2 - B2O3 [3] , который также содержит дорогостоящие компоненты, в частности, обогащенный каолинит. При этом температура обработки изделий из данной огнеупорной массы достаточно высока (1400-1450oC), а физико-механические характеристики - низкие.

Известна также огнеупорная масса системы Al2O3 - SiO2, содержащая, вес. %: шамот - 48%, глина огнеупорная - 52% (4). Фракционный состав шамота при пластическом формовании изделий влажности 16-19% составлял: фракции > 3 мм - 0,8%, фракции < 0,54 мм - 49,0%. Минералогический состав отожженных огнеупорных изделий составлял, вес.%: Al2O3 - 28; SiO2 - 48,63.

Однако рассматриваемый состав огнеупорной массы содержит ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата.

Состав огнеупорной массы обладает высокой степенью растрескивания изделия-сырца при высокой скорости сушки (введение изделия-сырца в пространство сушила с температурой среды 350-400oC), что влияет на продолжительность данной операции, обуславливая постепенное удаление влаги и предотвращая растрескивание последнего. В противном случае в изделии образуются крупные магистральные трещины, приводящие к его разрушению. Изделия, получаемые из рассматриваемой огнеупорной массы, подвергаются высокотемпературной (1300-1450oC) обработке, что повышает энергоемкость процесса. При этом изделия имеют недостаточно высокие физико-механические свойства и химическую стойкость воздействию агрессивных сред (например, шлаков хром-кобальтовых сплавов).

Наиболее близким техническим решением является огнеупорная масса, в состав которой входит огнеупорная глина, другие огнеупорные компоненты и 1-1,5 мас.% борной кислоты [5].

Состав-прототип относится к разряду алюминосиликатных огнеупоров, и борная кислота в указанном процентном содержании является катализатором реакции образования муллита, что является известным и подтверждается литературным источником, представленными в описании изобретения. В известном составе борная кислота не оказывает никакого влияния на физико-механические свойства огнеупора как минерала.

Эти и другие недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается состав огнеупорной массы, состоящий, мас.%: глина Комсомольского района минералогического состава, мас. %: Al2O3 - 16,02; SiO2 62,62; CaO - 0,48; FeO - 0,42; Fe2O3 - 3,68; ППП - 8,11 - 99,912; борная кислота (H3BO3) - 0,098. При пластическом формировании изделий влажность композиции составляла 16-19%.

Минералогический состав отоженных огнеупорных изделий составлял, вес.%: Al2O3 - 16,02; SiO2 - 62,62; B2O3 - 0,055; ППП - 7,93.

Задача, решаемая заявляемым составом огнеупорной массы, заключается в повышении физико-механических свойство алюмосиликатных огнеупоров за счет структурных преобразований, происходящих при обжиге в присутствии катализатора.

Введение в состав огнеупорной массы минерализирующей добавки H2BO3 в заданном количестве позволяет значительно (в 1,5-2 раза) сократить цикл сушки изделия-сырца. Изготавливаемые из заявляемого состава изделия подвергались сушке размещением последних в разогретом до 350-400oC сушиле. При этом растрескивания изделий из заявляемой огнеупорной массы не наблюдалось, в то время как изделия, выполненные из состава-прототипа, растрескиваются.

При обжиге огнеупоров системы Al2O3 - SiO2 B2O3 играет роль активной минерализирующей добавки, которая активизирует процесс образования муллита [3] . Первые зародыши кристаллов муллита образуются уже при 900oC. При дальнейшем росте температуры процесс муллитообразования интенсифицируется. Таким образом, реализуется возможность снижения температуры обжига огнеупорных изделий до 900-950oC при повышении физико-механических свойств последних (таблица).

Из таблицы видно, что изменение концентрации H3BO3 в огнеупорной массе приводит к снижению физико-механических свойств изделий.

Огнеупорная масса содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: глина минералогического состава, мас.%: Al2O3 - 16,02; SiO2 - 62,62; CaO - 0,48; FeO - 0,42; Fe2O3 - 3,83; ППП - 8,11 - 99,912; борная кислота - 0,098.

Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим решением осуществляется посредством способности H3BO3 или образующимися в процессе обжига огнеупорных изделий B2O3 образовывать жидкую фазу при более низких температурах термообработки, способствуя интенсивному взаимодействию элементов системы Al2O3 - SiO2 с образованием муллита 3Al2O3 - 2SiO2 и более полному спеканию структуры огнеупорного изделия. В совокупности действия полиморфных превращений и физико-химических процессов повышаются физико-механические свойства получаемых огнеупорных изделий.

Промышленная применимость разработанного состава огнеупорной массы обуславливается доступностью, региональной принадлежностью и невысокой стоимостью компонентов огнеупорной массы; сокращением длительности операции сушки сырца-огнеупора и брака последнего по трещинам; снижение энергозатрат и длительности операции обжига огнеупорных изделий за счет снижения температуры процесса до 900-950oC; повышение физико-механических свойств огнеупорных изделий и как следствие их стойкости, что сокращает количество ремонтов печного оборудования. Кроме перечисленного, была определена повышенная стойкость к действию шлаков при плавке хром-кобальтовых сплавов предлагаемых составов в 1,5 раза по отношению к составам-прототипам.

Список литературы
1. Огнеупорная масса. Кабанов В.С., Суворов С.А., Власов В.В., Редько Г. С. Ленингр. технол. ин-т, А.с. 963975, СССР, Заявл. 07.07.80, N 2954516/29-33, опубл. в Б.И., 1982, N 37, МКИ C 04 B 33/22.

2. Стрелов К. К. Теоретические основы технологии огнеупоров.- М.: Металлургия, 1985, с. 234.

3. Гончаров Ю. И., Терсенова Л.А., Альсов Ю.Н. Двухслойный теплоизяционный огнеупор // Огнеупоры, 1993, N 6, с. 33-34.

4. Мамыкин П. С., Стрелов К.К. Технология огнеупоров. М.: Металлургия, 1970, с. 275-302.

5. Авторское свидетельство SU 658117 A, C 04 B 35/66, опубл. 25.04.1979.

6. Долотов Г. П. , Кондаков Е.А. Печи и сушила литейного производства: Учебник для техникумов, 2-е изд. , перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984, с. 232.

Похожие патенты RU2155734C2

название год авторы номер документа
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 1998
  • Сапченко И.Г.
  • Ломов В.А.
RU2159751C2
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 1998
  • Сапченко И.Г.
RU2151129C1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 1998
  • Сапченко И.Г.
  • Ломов В.А.
RU2151127C1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 1998
  • Сапченко И.Г.
RU2159750C2
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 1998
  • Сапченко И.Г.
  • Ломов В.А.
RU2151128C1
ГЛАЗУРЬ 1996
  • Кособокова П.А.
  • Васильева Н.Я.
  • Щербина Н.Ф.
RU2112757C1
ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ШАМОТНЫХ ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ 1998
  • Шатохин И.М.
  • Кузьмин А.Л.
RU2148566C1
Шихта для изготовления кислотоупорных керамических изделий 2016
  • Виткалова Ирина Андреевна
  • Торлова Анастасия Сергеевна
  • Пикалов Евгений Сергеевич
  • Селиванов Олег Григорьевич
  • Чухланов Владимир Юрьевич
RU2638596C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ С ПРЕРЫВИСТЫМ ЗЕРНОВЫМ СОСТАВОМ 1995
  • Скурихин В.В.
  • Цветков А.Е.
  • Мигаль В.П.
  • Деркунова Т.Л.
RU2098387C1
СОСТАВ ДЛЯ АЛЮМОЦИРКОНОСИЛИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ И СПЛАВОВ 1992
  • Паладин Н.М.
  • Белов Е.И.
  • Русин Е.Н.
  • Гузанов Д.С.
RU2048604C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 155 734 C2

Реферат патента 2000 года ОГНЕУПОРНАЯ МАССА

Огнеупорная масса для литейного производства и изготовления огнеупоров, может быть использована в машиностроительной и металлургической отраслях народного хозяйства. Огнеупорная масса состоит, мас.%: глина минералогического состава - Al2O3 16,02, SiO2 62,62, СаO 0,48, FeO 0,42, Fе2O3 3,83; ППП 8,11 - 99,912; борная кислота 0,098. Используемая глина Комсомольского района ранее для изготовления огнеупоров не использовалась. Предлагаемая масса имеет низкую стоимость, обусловленную доступностью компонентов, снижает затраты на производство огнеупоров и повышает эксплуатационные характеристики последних. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 155 734 C2

Огнеупорная масса, включающая огнеупорную глину и борную кислоту, отличающаяся тем, что содержит огнеупорную глину минералогического состава, мас. %: Al2O3 16,02, SiO2 62,62, CaO 0,48, FeO 0,42, Fe2O3 3,83, ППП 8,11, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина огнеупорная - 99,912
Борная кислота - 0,098

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2155734C2

Огнеупорная набивная масса 1977
  • Андреев Анатолий Викторович
  • Сайкин Валерий Тимофеевич
  • Долотов Георгий Петрович
  • Кондаков Евгений Александрович
  • Чернов Игорь Александрович
  • Кабинетов Николай Георгиевич
  • Иванов Алексей Федорович
  • Красавин Бронислав Сергеевич
  • Ененко Владимир Петрович
  • Травин Борис Васильевич
  • Столяров Анатолий Григорьевич
SU658117A1
Торкретная масса для высокотемпературной теплоизоляции 1987
  • Далецкий Александр Петрович
  • Ахтямов Рашид Якубович
  • Зейфман Моисей Исакович
SU1523549A1
Аппарат для ошпаривания водяным паром масленичных семян 1932
  • Ильин С.С.
SU33243A1
DE 1646421 А1, 12.07.1973
GB 1531342 А, 08.11.1978
DE 2857083 А1, 24.06.1978
СТРЕЛКОВ К.К
и др
Технология огнеупоров
- М.: Металлургия, 1988, с.266 - 275
ТАРАСЕВИЧ Б.П
и др
Борсодержащая строительная керамика, предохраняющая от нейтронного излучения
- Стекло и керамика, 1990, с.17 - 19
ГОНЧАРОВ Ю.И
и др
Двухслойный теплоизоляционный огнеупор
- Огнеупоры, 1993, N 6, с.33 - 34.

RU 2 155 734 C2

Авторы

Сапченко И.Г.

Ломов В.А.

Даты

2000-09-10Публикация

1998-03-02Подача