КОРУНДОВАЯ ТОРКРЕТ-МАССА Российский патент 2003 года по МПК C04B35/10 C04B35/66 

Описание патента на изобретение RU2214983C1

Изобретение относится к области производства огнеупоров для высокотемпературных агрегатов черной и цветной металлургии, химической промышленности и может быть использовано, в частности, для ремонта футеровок патрубков установок внепечного вакуумирования стали торкретированием или обмазкой вручную.

В установках внепечной обработки стали ремонтное покрытие из торкрет-массы находится в контакте с расплавленными металлом и шлаком, имеющими температуру порядка 1600oС. Поэтому стойкость в службе покрытия будет определяться качественными показателями, приобретаемыми им в процессе эксплуатации при указанной температуре.

Известна огнеупорная масса для торкретирования, включающая, мас.%: электрокорунд 84-97, глина 2-8, алюминатный цемент 1-8 (заявка Японии 60-235770, кл. С 04 В 35/66, 07.05.84).

Эта масса имеет недостаточно высокую адгезию к футеровке: при нанесении ее на поверхность футеровки количество осыпавшейся массы составляет ~46 мас. %.

Известна торкрет-масса, содержащая, мас.%: высокоглиноземистый цемент 15-20, глина 2-6, титановый шлак 0,5-3,0, электрокорунд остальное (патент RU 2028282, кл. С 04 В 35/10, 09.02.95).

Эта масса также имеет недостаточно высокую адгезию к футеровке: количество осыпи при нанесении ее на футеровку составляет 40-41 мас.%. Покрытие из этой торкрет-массы при температуре службы (1600oС) имеет повышенную линейную усадку (2-3%).

Наиболее близкой по составу (прототипом) является огнеупорная торкрет-масса, содержащая, мас. %: высокоглиноземистый цемент 14-20, огнеупорная глина 2-5, электрокорунд остальное (авт. св. СССР 1749206, кл. С 04 В 35/10, 23.07.92).

Эта торкрет-масса так же, как и указанные выше, характеризуется недостаточно высокой адгезией к футеровке: количество осыпавшейся торкрет-массы при нанесении ее на футеровку составляет 36-40 мас.%, что снижает эффективность ее применения из-за повышенного расхода материала. Кроме того, покрытие из указанной торкрет-массы после обжига при температуре службы (1600oС) имеет низкую механическую прочность (15,7 Н/мм2 при сжатии) и высокую открытую пористость (36,1%). Низкая механическая прочность покрытия приводит к его разрушению в процессе удаления налипшего шлака. Указанная операция производится, например, для наружных футеровок патрубков установок внепечного вакуумирования стали в промежутках между вакуумированием. Высокая открытая пористость покрытия способствует пропитке его расплавленными металлом и шлаком. В результате формируется зональная структура покрытия, состоящая из пропитанного и непропитанного участков. Указанные участки покрытия имеют различный коэффициент термического расширения, поэтому при изменении температуры возникают механические напряжения, приводящие к скалыванию фрагментов покрытия на границе раздела пропитанного и непропитанного металлом и шлаком участков.

Таким образом, для уменьшения потерь торкрет-массы при нанесении покрытий необходимо улучшение ее адгезии к поверхности огнеупорной футеровки. Для повышения стойкости в службе нанесенного покрытия необходимо увеличение его механической прочности и снижение открытой пористости.

Указанные задачи решаются за счет того, что торкрет-масса, включающая корунд, высокоглиноземистый цемент и глину, дополнительно содержит полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия и органическое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высокоглиноземистый цемент - 13-22
Глина - 2-7
Полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия - 0,1-1,0
Органическое волокно - 0,05-0,25
Корунд - Остальное
В качестве корунда может быть использован как электроплавленый корунд (электрокорунд), так и спеченный, например пластинчатый корунд (табулярный глинозем), а также смесь указанных разновидностей корунда. В качестве органического волокна могут быть применены: полипропиленовое, полиэтиленовое, полиэфирные, полиамидные и другие типы волокна, а также смесь различных разновидностей органического волокна.

Установлено, что использование добавок полифосфата натрия или гексаметафосфата натрия и органического волокна в композиции с высокоглиноземистым цементом, глиной и корундом приводит к улучшению адгезии увлажненной торкрет-массы к поверхности огнеупора (сокращается количество осыпавшейся массы), а также к повышению предела прочности при сжатии и к снижению открытой пористости покрытия из заявляемой торкрет-массы по сравнению с прототипом. При этом не увеличивается усадка покрытия при 1600oС по сравнению с прототипом.

Это явление может быть связано с тем, что добавка полифосфата натрия или гексаметафосфата натрия в композиции с высокоглиноземистым цементом, глиной и корундом уменьшает внутреннее трение между частицами увлажненной торкрет-массы, что улучшает ее подвижность, способствует лучшему уплотнению торкрет-покрытия и более плотному его контакту с поверхностью огнеупора, что в свою очередь улучшает адгезию. Добавка в торкрет-массу органического волокна создает армирующий каркас, препятствующий осыпанию и отеканию увлажненной торкрет-массы с вертикальной поверхности огнеупора. Улучшение контактов между частицами покрытия из заявляемой торкрет-массы способствует также улучшению его спекания в процессе службы, что повышает его механическую прочность и снижает открытую пористость.

Применение полифосфата натрия или гексаметафосфата натрия в сочетании с органическим волокном в предлагаемой нами композиции для улучшения адгезии торкрет-массы к поверхности огнеупорной футеровки, а также для повышения предела прочности при сжатии и уменьшения открытой пористости покрытия из торкрет-массы неизвестно.

Не найдено также сведений о композиции из корунда, высокоглиноземистого цемента, глины, полифосфата (или гексаметафосфата) натрия и органического волокна.

На основании этого считаем, что предлагаемое решение является новым и имеет изобретательский уровень.

Пример.

Для изготовления образцов использовали:
- электрокорунд, мас.%: Аl2О3 98,9; Fе2O3 0,2; SiO2 0,5; Na2O 0,35;
- табулярный глинозем (пластинчатый корунд), мас.%: Аl2О3 99,5; Fe2О3 0,03; SiO2 0,05; Na2О 0,4;
- высокоглиноземистый цемент, мас.%: Аl2О3 74,1; СаО 25,0;
- глину Латненского месторождения, мас.%: АI2О3 34,1; SiО2 51,2; Fе2О3 1,5; п.п.п. 12,1;
- полифосфат натрия;
- гексаметафосфат натрия;
- полипропиленовое волокно длиной 3-8 мм;
- полиэфирное (лавсановое) волокно длиной 3-8 мм.

Допускается применение волокна и других размеров. Длина волокна определяется возможностью равномерного его распределения в массе при смешивании компонентов.

Указанные материалы смешивали в соотношениях, приведенных в таблице 1, при увлажнении водой в количестве 10% сверх 100% сухой смеси.

Для определения адгезии увлажненные массы наносили на вертикальную плоскую поверхность корундового огнеупора размером 100х100 мм. Толщина слоя нанесенной массы составляла 10 мм. После этого определяли количество осыпавшейся массы (см. таблицу 2),
Для определения предела прочности при сжатии, открытой пористости и линейной усадки в обжиге из увлажненных масс приготавливали образцы в форме куба с длиной ребра 50 мм. При изготовлении указанных образцов использовали разъемные металлические формы, которые заполняли увлажненной массой. Через 24 часа после завершения формования затвердевшие образцы извлекали из форм, сушили при 105-110oС и обжигали в печи при 1600oС с выдержкой в течение 4-х часов. Показатели обожженных образцов представлены в таблице 2.

Анализ данных, приведенных в таблицах 1 и 2, показывает, что применение добавок полифосфата натрия или гексаметафосфата натрия и органического волокна в композиции с корундом, высокоглиноземистым цементом и глиной (составы 1-11) позволяет улучшить адгезию увлажненной торкрет-массы к поверхности огнеупора и тем самым уменьшить количество осыпавшейся массы при нанесении ее на огнеупор с 36 до 6-11 мас.% по сравнению с прототипом (состав 12). При этом наблюдается повышение предела прочности при сжатии образцов из заявляемой торкрет-массы (составы 1-11) с 15,7 до 70-78 Н/мм2 и снижение их открытой пористости с 36,1 до 19,5-20,6% по сравнению с прототипом (состав 12). Наряду с этим образцы из заявляемой торкрет-массы и массы-прототипа имеют близкие значения линейной усадки при 1600oС (соответственно 0,2-0,4 и 0,4%).

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая торкрет-масса позволяет уменьшить количество осыпи при нанесении ее на поверхность огнеупора в 3-6 раз и получить огнеупорные покрытия, имеющие предел прочности при сжатии выше в 4-5 раз, а открытую пористость ниже в 1,75-1,85 раза.

Похожие патенты RU2214983C1

название год авторы номер документа
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Аскинази Ю.В.
  • Бойкова А.А.
  • Гончаров Э.В.
  • Гудин С.Н.
  • Звягин К.А.
  • Козловский А.Г.
RU2239612C1
Сырьевая смесь для жаростойкого теплоизоляционного торкрет-бетона 2018
  • Богусевич Дмитрий Владимирович
  • Ахмедьянов Ренат Магафурович
  • Трофимов Борис Яковлевич
RU2674484C1
ОГНЕУПОРНАЯ ТОРКРЕТ-МАССА 2015
  • Аксельрод Лев Моисеевич
  • Назмиев Михаил Ирэкович
  • Лаптев Александр Павлович
  • Могильникова Евгения Сергеевна
RU2596233C1
ОГНЕУПОРНАЯ НАБИВНАЯ МАССА 2003
  • Аскинази Ю.В.
  • Бойкова А.А.
  • Гончаров Э.В.
  • Гудин С.Н.
  • Звягин К.А.
  • Козловский А.Г.
RU2256631C1
ОГНЕУПОРНАЯ ТОРКРЕТ-МАССА 2010
  • Коростелёв Сергей Павлович
  • Дунаев Владимир Валериевич
  • Сырескин Сергей Николаевич
  • Реан Ашот Александрович
  • Одегов Сергей Юрьевич
  • Аксельрод Лев Моисеевич
  • Таратухин Григорий Владимирович
  • Ненашев Евгений Николаевич
  • Поспелова Елена Ивановна
  • Илянкин Алексей Викторович
RU2424213C1
ЗАЩИТНО-УПРОЧНЯЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ОГНЕУПОРНЫХ ФУТЕРОВОК ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ 2012
  • Аксельрод Лев Моисеевич
  • Лаптев Александр Павлович
  • Верзаков Василий Александрович
  • Ярушина Татьяна Викторовна
  • Боровик Светлана Ивановна
  • Иванова Татьяна Николаевна
RU2492019C1
ТОРКРЕТ-МАССА 1990
  • Борисовский Е.С.
  • Квятковский О.В.
  • Ципорина С.З.
  • Сибикин А.Б.
  • Павлов П.П.
  • Мигаль В.П.
  • Рябов В.В.
  • Чуйков В.В.
  • Скуридин А.М.
  • Мартыненко А.К.
RU2028282C1
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ 2015
  • Денисов Дмитрий Евгеньевич
  • Жидков Андрей Борисович
  • Аксельрод Лев Моисеевич
  • Власовец Сергей Анатольевич
  • Долгих Сергей Владимирович
RU2579092C1
КОРУНДОВАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИ ТВЕРДЕЮЩАЯ МАССА 1994
  • Квятковский О.В.
  • Борисовский Е.С.
  • Архипова Н.К.
  • Карась Г.Е.
  • Анжеуров Н.М.
  • Зизяева Т.И.
RU2098386C1
ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ МОНТАЖА И РЕМОНТА ФУТЕРОВКИ ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ 2012
  • Земляной Кирилл Геннадьевич
  • Зимин Борис Владимирович
RU2497779C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 214 983 C1

Реферат патента 2003 года КОРУНДОВАЯ ТОРКРЕТ-МАССА

Изобретение относится к области производства огнеупоров для высокотемпературных агрегатов черной и цветной металлургии, химической промышленности и может быть использовано, в частности, для ремонта футеровок патрубков установок внепечного вакуумирования стали торкретированием или обмазкой вручную. Для уменьшения потерь торкрет-массы при нанесении покрытий, а также для повышения стойкости в службе нанесенного покрытия корундовая торкрет-масса содержит, мас. %: высокоглиноземистый цемент 13-22, глина 2-7, полифосфат или гексаметафосфат натрия 0,1-1,0, органическое волокно 0,05-0,25, корунд остальное. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 214 983 C1

Корундовая торкрет-масса, включающая корунд, высокоглиноземистый цемент и глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия и органическое волокно при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Высокоглиноземистый цемент - 13 - 22
Глина - 2 - 7
Полифосфат натрия или гексаметафосфат натрия - 0,1 - 1,0
Органическое волокно - 0,05 - 0,25
Корунд - Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2214983C1

SU 1749206 А1, 23.07.1992
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ 1999
  • Кабаргин С.Л.
  • Ермолычев Д.А.
  • Аксельрод Л.М.
  • Чуприна Н.А.
  • Егоров И.В.
RU2140407C1
Огнеупорный состав 1978
  • Белоусов Юрий Леонидович
  • Рожин Юрий Игоревич
  • Ябурова Лариса Михайловна
SU779345A1
US 2965506 А, 20.12.1960
Способ крашения тканей 1922
  • Костин И.Д.
SU62A1

RU 2 214 983 C1

Авторы

Кабаргин С.Л.

Ермолычев Д.А.

Аксельрод Л.М.

Квятковский О.В.

Даты

2003-10-27Публикация

2002-03-04Подача