КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТОУПОРОВ Российский патент 2011 года по МПК C04B33/138 

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.

Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, шамот - 20-30 (Патент №11976. Республика Казахстан, МПК C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, опубл. 16.09.02, БИ №9).

Недостатком указанного состава является относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%:

необогащенный каолин - 45-60, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17 (Патент РФ №2308435, МПК C04B 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов, опубл. 20.10.2007, БИ №29).

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая кислотостойкость кислотоупоров.

Данный состав принят в качестве прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и кислотостойкости кислотоупоров.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин, дополнительно вводят шлаки от выплавки ферротитана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Необогащенный каолин 50-80 Шлаки от выплавки ферротитана с содержанием мас.%:   SiO₂ - 2,4; Al₂O₃ - 72,06; Fe₂O₃ - 0,34;   CaO - 11,4; MgO - 3,5; TiO₂ - 10,3 20-50

В качестве глинистого компонента для производства кислотоупоров использовалась каолиновая глина, минералогический состав которой представлен следующими минералами, мас.%: каолинит - 45-50, полевой шпат - 20-30, кварц - 10-20, кальцит - 2-4, оксиды железа - 1-3, органические примеси (гумусовые вещества) - 1,8-2. Усредненный химический состав необогащенного каолина представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 69,8; Al₂O₃ - 16,38; Fe₂O₃ - 3,10; CaO - 3,02; MgO - 1,42; R₂O - 0,20; п.п.п. - 5,08. По суммарному содержанию Al₂O₃+TiO₂ он относится - к полукислым глинам с высоким содержанием красящих оксидов (Fe₂O₃ более 3%), по содержанию частиц размером менее 0,005 мм (35-38%) исследуемое сырье относится - к грубодисперсному, по пластичности - умеренно-пластичное (число пластичности 10-15), по чувствительности к сушке - малочувствительное, по огнеупорности - тугоплавкое (огнеупорность 1520-1550°C), по спекаемости - среднеспекающееся с интервалом спекаемости 100-120°C.

Шлаки от выплавки ферротитана имеют плотную структуру, прочность при сжатии более 100 МПа, огнеупорность выше 1770°C, температуру под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°C. Усредненный химический состав шлаков представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 2,4; Al₂O₃ - 72,06; Fe₂O₃ - 0,34; CaO - 11,4; MgO - 3,5; TiO₂ -10,3.

Введение в составы керамических масс шлака от выплавки ферротитана за счет повышенного содержания в нем Al₂O₃ позволит значительно повысить термостойкость и кислотостойкость кислотоупоров.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности 1 не более 5% и затем обжигались при температуре 1250°C. В табл.1 приведены составы керамических масс, а в табл.2 физико-механические показатели кислотоупоров.

Таблица 1. Составы керамических масс Компоненты Содержание компонентов, мас.% 1 2 3 4 Необогащенный каолин 80 70 60 50 Шлаки от выплавки ферротитана 20 30 40 50

Таблица 2. Физико-механические показатели кислотоупоров Показатели Составы Прототип 1 2 3 4 Морозостойкость, циклы 105 126 145 140 35-49 Механическая прочность при изгибе, МПа 73,8 85,8 93,8 90,2 - Термостойкость, теплосмены 17 21 27 26 9-14 Кислотостойкость, % 99,2 99,25 99,35 99,31 97,9-98,9

Как видно из табл.2, кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую кислотостойкость и термическую стойкость, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании шлаков от выплавки ферротитана позволяет повысить кислотостойкость и термостойкость кислотоупоров

Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению керамических материалов.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости и термостойкости изделий. Керамическая масса для получения кислотоупоров включает необогащенный каолин и шлаки от выплавки ферротитана с содержанием мас.%: SiO₂ - 2,4; Аl₂O₃ - 72,06; Fe₂O₃ - 0,34; СаО - 11,4; MgO - 3,5; TiO₂ - 10,3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: необогащенный каолин - 50-80; шлаки от выплавки ферротитана - 20-50. 2 табл.

Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая необогащенный каолин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас.%: SiO₂ 2,4; Аl₂O₃ 72,06; Fe₂O₃ 0,34; СаО 11,4; MgO 3,5; TiO₂ 10,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
необогащенный каолин 50-80 шлаки от выплавки ферротитана 20-50