СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОВЫХ ОГНЕУПОРОВ Российский патент 2011 года по МПК C04B35/101 C04B35/622 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способу изготовления корундовых огнеупоров методом виброформования, устойчивых к воздействию высоких температур и агрессивных сред, которые могут быть использованы в различных тепловых установках.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения огнеупорных безобжиговых изделий на основе концентрированных вяжущих суспензий, для применения в металлургической промышленности в качестве сталеразливочного припаса [патент РФ 2169718, С04В 35/14, опубл. 27.06.2001]. Данный способ включает приготовление формовочной смеси из вяжущей суспензии и алюмосиликатного заполнителя, загрузку полученной смеси в форму, виброформование и сушку.

Недостатком данного способа является отсутствие предварительной подготовки исходных компонентов, повышенное содержание дисперсионной среды, что приводит к невысокой плотности и неоднородности готовых изделий. Прочность таких изделий также невысока.

Известен, например, способ изготовления керамических изделий, предназначенных для использования в целлюлозно-бумажной промышленности, в частности вихревых конических очистителей, применяемых для удаления толстых породных частиц древесины и минеральных примесей из древесной массы [патент РФ №2035431, С04В 35/00, опубл. 1995.05.20] Способ включает смешивание корундового наполнителя с добавками и гидролизованным этилсиликатом, формование изделий методом вибролитья, их отверждение, сушку и обжиг при температуре 1230-1250°С. Однако изделия, полученные по данному способу, также не могут отвечать критерию плотный, т.к. их пористость после обжига составляет - 21,1-21,6%.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом является способ изготовления муллитокорундовых огнеупорных изделий [патент РФ 2284974, С04В 35/185 опубл. 2006.10.10], включающий помол глинозема Гк в присутствии гидрофобизирующей жидкости: полигидросилоксана 136-41 в количестве 0,018-0,020 мас.%, приготовление водной формовочной массы из порошков плавленого муллита, электрокорунда и молотого глинозема Гк, вылеживание массы и дополнительное смешение, вибролитье заготовок, их сушку и обжиг. Состав формовочной массы представлен ингредиентами, мас.%: плавленый муллит, фракции (мм) (0,8-4,0)-20,0-28,0, (0,2-0,8)-6,5-8,0; электрокорунд (мм) (0,8)-4,7-5,3, (0,5-0,63)-2,8-3,1, (0,32-0,4)-11,7-12,4, (0,20-0,25)-1,8-2,2, (0,01-0,16)-14,0-15,0; глинозем Гк 30,0-34,0; ГФЖ 136-41 (сверх 100%) 0,0115-0,0135; вода (сверх 100%) 6-8.

К недостаткам прототипа следует отнести низкую плотность обожженных изделий, высокую пористость, а также повышенную влажность формовочной массы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является создание способа получения корундовых огнеупоров с повышенной плотностью обожженных изделий и с уменьшенной пористостью, а также снижение формовочной влажности при сохранении высокой виброподвижности формовочной массы.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе, включающем помол глинозема, приготовление водной формовочной массы из порошков электрокорунда с молотым глиноземом, вибролитье заготовок и обжиг, при этом в качестве связующего при приготовлении формовочной массы используют водный экстракт аммониевых солей гумусовых кислот торфа с массовой долей сухого вещества 1…3%, взятый в количестве 4,5…5,5% от массы сухой смеси, а обжиг заготовок производят при температуре 1600…1700°С и используют сухую смесь следующего состава, мас.%:

электрокорунд белый F-12 10-15 электрокорунд белый F-36 35-45 электрокорунд белый F-220 15-25 глинозем ГН молотый 25-30

Водный экстракт аммониевых солей гумусовых кислот торфа представляет собой жидкость от темно-коричневого до черного цвета и может быть получен в результате гидролиза торфа в водном аммиаке при повышенном давлении, например, по патенту РФ №2310633, опубл. 20.11.2007, бюл. №32.

Свойства используемых оксидов алюминия регламентируются следующей нормативно-технической документацией:

электрокорунд белый - ГОСТ 28818-90 (зернистость по ГОСТ 3647-80, таблица 2, приложения 5);

глинозем ГН - ГОСТ 30559-98.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1

Готовили сухую смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

электрокорунд белый F-12 - 10 электрокорунд белый F-36 - 45 электрокорунд белый F-220 - 15 глинозем ГН, молотый (S_уд.=7000-8000 см²/г) - 30

Затем в сухую смесь добавляли небольшими порциями при перемешивании водный экстракт аммониевых солей гумусовых кислот торфа с массовой долей сухого вещества - 1,0% в количестве 5,5% от массы сухой смеси. Смешение и увлажнение компонентов производили в планетарном смесителе.

Увлажненную массу помещали в форму при вибрации до полного ее заполнения. После снятия вибрации происходило тиксотропное упрочнение массы, что позволяло извлечь изделие из формы. Сформованные образцы обжигали при температуре 1600°С.

Пример 2

Формовочную массу готовили аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что готовили сухую смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

электрокорунд белый F-12 - 12 электрокорунд белый F-36 - 40 электрокорунд белый F-220 - 20 глинозем ГН, молотый (S_уд.=7000-8000 см²/г) - 28,

а сухую смесь увлажняли водным экстрактом аммониевых солей гумусовых кислот торфа с массовой долей сухого вещества 2,0% в количестве 5,0% от массы сухой смеси. Сформованные образцы обжигали при температуре 1650°С.

Пример 3

Формовочную массу готовили аналогично примеру 1 с тем лишь отличием, что готовили сухую смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

электрокорунд белый F-12 - 15 электрокорунд белый F-36 - 35 электрокорунд белый F-220 - 25 глинозем ГН, молотый (S_уд.=7000-8000 см²/г) - 25,

а сухую смесь смачивали водным экстрактом аммониевых солей гумусовых кислот торфа с массовой долей сухого вещества 3,0% в количестве 4,5% от массы сухой смеси. Сформованные образцы обжигали при температуре 1700°С.

Определение кажущейся плотности и пористости обожженных образцов производили по ГОСТ 2409-95. Свойства обожженных образцов приведены в таблице.

Таблица № п\п Плотность образцов после обжига г/см³ Пористость образцов, % Формовочная влажность, % от массы сухой смеси Пример 1 3,4 8-12 5,5 Пример 2 3,4 8-13 5,0 Пример 3 3,4 9-14 4,5 Прототип 3,08 14-18 6-8

Из представленной таблицы видно, что использование заявленного изобретения позволяет повысить плотность обожженных изделий на 10%, пористость уменьшить в среднем на 30%, а также снизить формовочную влажность в среднем на 25% при сохранении высокой виброподвижности формовочной массы.

Кроме того, прочность сырцовых изделий увеличилась в 3,5-5 раз, а прочность обожженных изделий в 1,5 раза. Изделия, полученные с использованием заявленного изобретения, имеют более высокие эксплуатационные характеристики.

Изобретение относится к способу изготовления корундовых огнеупоров методом виброформования, которые могут быть использованы в различных тепловых установках, устойчивых к воздействию высоких температур и агрессивных сред. Предлагаемый способ включает помол глинозема, приготовление водной формовочной массы из порошков электрокорунда с молотым глиноземом, вибролитье заготовок и обжиг при температуре 1600…1700°С. В качестве связующего при приготовлении формовочной массы используют водный экстракт аммониевых солей гумусовых кислот торфа с массовой долей сухого вещества 1-3%, взятый в количестве 4,5-5,5% от массы сухой смеси. Сухая смесь имеет следующий состав, мас.%: электрокорунд белый F-12 10-15; электрокорунд белый F-36 35-45; электрокорунд белый F-220 15-25 и глинозем ГН молотый 25-30. Технический результат изобретения - получение корундовых огнеупоров с содержанием Аl₂O₃ не менее 98 мас.% с повышенной плотностью, прочностью и низкой пористостью, а также обеспечение высокой виброподвижности формовочной массы при низком содержании связующего и высокой прочности сырых заготовок. 1 табл.

Способ изготовления корундовых огнеупоров, включающий помол глинозема, приготовление водной формовочной массы из порошков электрокорунда с молотым глиноземом, вибролитье заготовок и обжиг, отличающийся тем, что в качестве связующего при приготовлении формовочной массы используют водный экстракт аммониевых солей гумусовых кислот торфа с массовой долей сухого вещества 1,0-3,0%, взятый в количестве 4,5-5,5% от массы сухой смеси следующего состава, мас.%:
электрокорунд белый F-12 10-15 электрокорунд белый F-36 35-45 электрокорунд белый F-220 15-25 глинозем ГН, молотый 25-30