МУЛЛИТОКОРУНДОВЫЙ ОГНЕУПОР Российский патент 2008 года по МПК C04B35/185 C04B35/101 

Описание патента на изобретение RU2321571C1

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупорных изделий для воздухонагревателей, воздухопроводов горячего дутья доменных печей и прочих тепловых агрегатов.

Известны огнеупоры с муллитовой матрицей на основе андалузита, например, из статьи авт. П.Дюбрей, В.М.Соболев «Андалузит - перспективный материал для производства высококачественных огнеупоров», ж. «Огнеупоры и техническая керамика» №4, 1999 (стр.24-30) [1]; статьи авт. П.Дюбрей, Э.Филари, В.М.Соболев «Применение андалузитовых огнеупоров в черной металлургии», ж. «Огнеупоры и техническая керамика» №6, 1999 (стр.27-34) [2];

По совокупности общих существенных признаков наиболее близким к патентуемому является огнеупор [2], который содержит андалузит, боксит, тонкоизмельченный глинозем и может быть изготовлен по низкоцементной технологии на связующем из высокоглиноземистого цемента. Фракционный состав андалузита в огнеупоре не раскрыт.

Положительными качествами данного огнеупора являются малые высокотемпературные объемные изменения, высокая механическая прочность при высокой температуре, низкая пористость, хорошая термостойкость, а недостатком - необходимость его термообработки при 1600°С для полной муллитизации андалузита и достижения указанных положительных свойств.

Задачей настоящего изобретения является создание огнеупора с высокой степенью муллитизации, достижимой в обжиге при температуре менее 1600°С и сохранением его положительных свойств.

Технический результат состоит в повышении содержания муллита в огнеупоре при низкотемпературном обжиге.

Для достижения этого согласно формуле изобретения муллитокорундовый огнеупор изготавливают из массы, содержащей андалузит, боксит, тонкоизмельченный глинозем и дополнительно тонкоизмельченную огнеупорную глину, в качестве связующего - ортофосфорную кислоту, а андалузит имеет следующий фракционный состав, мас.%: 42-45 фр. 0-1 мм, 55-58 фр. менее 160 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: 35,5-40,0 андалузит, 47-48 боксит, 9-11 тонкоизмельченный глинозем, 4,0-5,5 тонкоизмельченная огнеупорная глина, 3,5-5,0 ортофосфорная кислота (сверх 100%).

Сущность изобретения состоит в низкотемпературной муллитизации матрицы огнеупора в результате взаимодействия тонкоизмельченных огнеупорной глины (фр. менее 315 мкм) и глинозема (фр. менее 160 мкм) в комплексе с ортофосфорной кислотой. Тонкоизмельченная огнеупорная глина и глинозем при обжиге огнеупора в интервале температур 1000-1420°С интенсивно образуют муллит, а продукты разложения ортофосфорной кислоты, реагируя с оксидом алюминия, образуют алюмофосфатные композиции в виде метафосфата алюминия и стекла Al2O32O5*nSiO2 состава, инициирующего процесс муллитизации андалузита. Муллитизация андалузита завершается образованием на месте его зерен-псевдоморфоз ультрадисперсных агрегатов муллита, кристобалита и стекла состава Al2O3*nSiO2. Содержание стекла в зернах-псевдоморфозах составляет 3-5 мас.%. При конечной температуре обжига в условиях избытка оксида алюминия, введенного с бокситом, из метафосфата алюминия образуется устойчивый фосфат алюминия AlPO4 со структурой, аналогичной кристобалиту и сохраняющей свой состав вплоть до 1600°С, что обеспечивает необходимые огневые свойства огнеупора.

Введение тонкоизмельченной огнеупорной глины менее заявленного предела не обеспечивает достаточного образования муллита, уплотнения структуры и создания прочной керамической связки в огнеупоре.

Введение тонкоизмельченной огнеупорной глины более заявленного предела снижает огневые свойства муллитокорундового огнеупора и вызывает высокотемпературные изменения размеров.

Введение ортофосфорной кислоты менее заявленного предела не обеспечивает образования достаточного количества стекла Al2O32O5*nSiO2 состава для полной муллитизации андалузита и дает дополнительный рост огнеупора в службе.

Введение ортофосфорной кислоты более заявленного предела ведет к избытку стекла Al2O32O5*nSiO2 состава, что снижает температуру деформации под нагрузкой и дает усадку огнеупора.

Оптимальный зерновой состав андалузита для изготовления заявляемого муллитокремнеземистого огнеупора с достаточно высоким содержанием тонкой фракции андалузита (менее 160 мкм) также усиливает процесс муллитизации. Значительное количество образовавшегося первичного и вторичного муллита в комплексе с фосфатом алюминия AlPO4 обеспечивают огнеупору хорошие служебные свойства - высокие температуру начала деформации под нагрузкой и механическую прочность, объемопостоянство и низкую пористость.

Примеры составов массы для изготовления образцов заявляемого муллитокорундового огнеупора и их свойства указаны в таблице.

Для получения заявляемого огнеупора использовали следующие материалы: андалузит марок Durandal D-59 фр. 0-1 мм (Al2O3 59,5 мас.%, SiO2 38,0 мас.%) и Kerphalite KF 160 фр. менее 160 мкм (Al2O3 59,5 мас.%, SiO2 38,0 мас.%), обожженный тонкоизмельченный глинозем марки ГЭФ (ГОСТ 30559-98), китайский обожженный боксит марки ROTA HD фракции 0-3 мм (Al2O3 88,5 мас.%, SiO2 4,6 мас.%), тонкоизмельченная глина огнеупорная Часов-Ярского месторождения марки Ч-1 (ТУ 322-7-00190503-060-96), кислота ортофосфорная (ГОСТ 10678-76).

Для получения формовочной массы указанные компоненты дозировали в количествах, приведенных в формуле изобретения, смешивали всухую, затем добавляли кислоту ортофосфорную и воду для обеспечения влажности массы 3,0-4,0% и снова смешивали в течение 3-4 минут.

Из полученной массы на прессах формовали изделия, сушили и обжигали в туннельных печах при температуре 1420°С.

Из таблицы видно, что патентуемый огнеупор лучше муллитизирован (при более низкой температуре), имеет высокие огневые свойства, малые объемные высокотемпературные изменения, достаточную механическую прочность в сравнении с образцом по прототипу, изготовленному из массы, содержащей андалузит, боксит, тонкоизмельченный глинозем и высокоглиноземистый цемент, при допущении зернового состава андалузита аналогично заявленному.

Совокупность положительных свойств данного огнеупора: объемопостоянство, высокие механическая прочность и температура деформации под нагрузкой, низкая пористость позволяют успешно его эксплуатировать в воздухонагревателях доменных печей, что подтвердили результаты промышленных испытаний.

Остаточное изменение линейных размеров при нагреве определяли по ГОСТ 5402.1-2000, предел прочности при сжатии по ГОСТ 4071.1-94, температуру начала деформации под нагрузкой по ГОСТ 4070-83, открытую пористость по ГОСТ 2409-95.

Источники информации

1. Ж. «Огнеупоры и техническая керамика» №4, 1999 (стр.24-30).

2. Ж. «Огнеупоры и техническая керамика» №6, 1999 (стр.27-34).

Похожие патенты RU2321571C1

название год авторы номер документа
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ 2006
  • Дунаева Марина Николаевна
  • Гришпун Ефим Моисеевич
  • Гороховский Александр Михайлович
RU2331617C2
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ 2009
  • Дунаева Марина Николаевна
  • Гришпун Ефим Моисеевич
  • Гороховский Александр Михайлович
RU2410361C1
СОСТАВ ДЛЯ ФОРМОВАННЫХ ИЛИ НЕФОРМОВАННЫХ ОГНЕУПОРОВ ИЛИ ПЕЧНОЙ АРМАТУРЫ 2012
  • Сюн Сяоюн
  • Вайсенбахер Михаэль
RU2539056C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОМУЛЛИТОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2020
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Силкин Андрей Николаевич
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Куликова Галина Ивановна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Шер Николай Ефимович
  • Балаш Павел Викторович
  • Кашинцев Дмитрий Алексеевич
RU2756300C1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 1999
  • Энтин В.И.
  • Анжеуров Н.М.
  • Карась Г.Е.
  • Аксельрод Л.М.
  • Золотарева Т.И.
  • Зизяева Т.И.
RU2157352C1
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2014
  • Аксельрод Лев Моисеевич
  • Лаптев Александр Павлович
  • Донич Римма Абрамовна
RU2550626C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ОГНЕУПОРОВ 1991
  • Троян В.Д.
  • Малышев И.П.
  • Белокрыс Г.А.
  • Шаповалова Т.Ф.
RU2015131C1
ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ОГНЕУПОР 2007
  • Перепелицын Владимир Алексеевич
  • Кормина Изабелла Викторовна
  • Карпец Павел Александрович
  • Гришпун Ефим Моисеевич
  • Гороховский Александр Михайлович
RU2335480C1
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОГО ОГНЕУПОРА 2014
  • Аксельрод Лев Моисеевич
  • Пицик Ольга Николаевна
  • Найман Дмитрий Александрович
  • Лаптев Александр Павлович
RU2564330C1
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ 2006
  • Можжерин Владимир Анатольевич
  • Сакулин Вячеслав Яковлевич
  • Мигаль Виктор Павлович
  • Новиков Александр Николаевич
  • Салагина Галина Николаевна
  • Штерн Евгений Аркадьевич
  • Маргишвили Алла Петровна
  • Громова Лариса Юрьевна
  • Русакова Галина Владимировна
  • Алексеев Павел Евгеньевич
  • Гвоздева Ирина Александровна
  • Степанова Лариса Васильевна
RU2320617C2

Реферат патента 2008 года МУЛЛИТОКОРУНДОВЫЙ ОГНЕУПОР

Муллитокорундовый огнеупор (МКО) предназначен для футеровки воздухонагревателей, воздухопроводов горячего дутья доменных печей и прочих тепловых агрегатов. МКО изготавливают из массы, содержащей, мас.%: 35,5-40,0 андалузит, 47-48 боксит, 9-11 тонкоизмельченный глинозем, 4,0-5,5 тонкоизмельченная огнеупорная глина, 3,5-5,0 ортофосфорная кислота (сверх 100%). Андалузит имеет следующий фракционный состав, мас.%: 42-45 фр. 0-1 мм, 55-58 фр. менее 160 мкм. Дополнительное введение в МКО тонкоизмельченной огнеупорной глины и применение в качестве связующего ортофосфорной кислоты в указанных количествах обеспечивает высокую степень муллитизации огнеупора в обжиге при температуре менее 1600°С. МКО имеет стабильность объема при высоких температурах, низкую пористость, высокие механическую прочность и температуру деформации под нагрузкой. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 321 571 C1

Муллитокорундовый огнеупор, изготовленный из массы, содержащей андалузит, боксит, тонкоизмельченный глинозем и связующее, отличающийся тем, что масса дополнительно содержит тонкоизмельченную огнеупорную глину, в качестве связующего - ортофосфорную кислоту, а андалузит имеет следующий фракционный состав, мас.%: 42-45 фр. 0-1 мм, 55-58 фр. менее 160 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

андалузит35,5-40,0боксит47-48тонкоизмельченный глинозем9-11тонкоизмельченная огнеупорная глина4,0-5,5ортофосфорная кислота (сверх 100%)3,5-5,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2321571C1

ДЮБРЕЙ П
и др
Применение андалузитовых огнеупоров в черной металлургии
Огнеупоры и техническая керамика, 1999, №6, с.27-34
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 1999
  • Энтин В.И.
  • Анжеуров Н.М.
  • Карась Г.Е.
  • Аксельрод Л.М.
  • Золотарева Т.И.
  • Зизяева Т.И.
RU2157352C1
СЕРНОКИСЛЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ БЛЕСТЯЩЕГО НИКЕЛИРОВАНИЯ 0
  • О. А. Петрова, М. А. Беленький, Н. А. Сафонова, Л. И. Васильев
  • Л. Ф. Кирина
SU162733A1
Устройство для сдирки катодных осадков 1981
  • Ходов Николай Владимирович
  • Мулухов Казбек Казгериевич
  • Мамиев Савкудз Бечирович
SU1017744A1
0
SU402588A1

RU 2 321 571 C1

Авторы

Дунаева Марина Николаевна

Гришпун Ефим Моисеевич

Гороховский Александр Михайлович

Даты

2008-04-10Публикация

2006-08-07Подача