Изобретение относится к области производства огнеупоров с высокой излучательпой способностью и предельной температурой длительного использования и может найти применение в металлургической теплотехнике, высокотемпературных установках и камерах сгорания.
Известен огнеупор корунд КЛ-1,3, который содержит по фазовому составу 74% корунда и 26% муллита (см. книгу Стрелов К.К. и др. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия. - 1988 г., с.307, 313, 266). По химическому составу КЛ-1,3 состоит из 95% Al2O3 (остальное - SiO2). Фаза муллит - это эвтектика, условная формула которой 2Al2O3·SiO2 при предельном содержании Al2O3 78%. Фаза корунд представляет собой вещество с кристаллической решеткой α-Al2O3. Недостатки известного огнеупора:
1. Низкая излучательная способность, которая составляет 0,34 при температуре 1527°С.
2. Высокая стоимость огнеупора из-за дороговизны технического глинозема, используемого в качестве добавки при получении огнеупора.
Известен огнеупор шамот 40-30 по ГОСТ 390-83 (ГОСТ 390-83. Шамотные изделия. - М.: Изд-во стандартов, 1983, с.8), содержащий 40 массовых % Al2O3 (остальное - SiO2) и состоящий из 50% муллита и 50% кристобалита. Кристобалит - это эвтектическая фаза, которая содержит 5,5% Al2O3 и 94,5% SiO2.
Недостатки известного огнеупора:
1. Низкая излучательная способность, составляющая 0,43 при температуре 1527°С.
2. Относительно невысокая огнеупорность, составляющая 1740°С. Наиболее близким к заявляемому изобретению является огнеупор, содержащий, мас.%: 30…70 муллита, 20…69 кремнеземистого материала и 1…10 Cr2O3 (см. патент JP 56-48458, С04В 35/10, опубл. 16.11.1981 г.).
Недостатки известного огнеупора:
1. Невысокая излучательная способность, которая при оптимальном содержании 70% (мас.) муллита составляет 0,57 при температуре 1527°С.
2. Невысокая огнеупорность, составляющая при оптимальном содержании 70% (мас.) муллита, 1800°С.
Задачей изобретения является разработка состава готового муллитокремнеземистого огнеупора с высокой огнеупорностью и высокой излучательной способностью.
Технический результат достигается тем, что в огнеупор, содержащий эвтектические фазы муллит 3Al2O3·2SiO2 и кристобалит, согласно изобретению, дополнительно введена фаза хромит FeO·Cr2O3 при следующем содержании фаз, мас.%:
Исходная рецептура заявляемого огнеупора содержит следующие компоненты (см. табл.1):
Способ получения заявляемого огнеупора
Плавка в электродуговой печи ДС-0,5 при окислительном режиме на открытой дуге при температуре 2100°С. Длительность плавки 1 час. По окончанию плавки жидкий расплав шихты выливается в форму, в которой он остывает. Технический глинозем Al2O3 плавится при температуре 2050°С, кварцит SiO2 плавится при температуре 1770°С. В известном огнеупоре (см. патент JP 56-48458) чистый оксид хрома Cr2O3 плавится при температуре 1990°С. В заявляемом огнеупоре хромит FeO·Cr2O3 плавится при температуре 2180°С и в расплаве технического глинозема с кварцитом при температуре 2100°С присутствует в виде кристаллов, что повышает огнеупорность заявляемого огнеупора. Так как в исходной шихте содержится смесь технического глинозема Al2O3 в количестве 66% и кварцита SiO2 в количестве 30% (см. табл.1), то при охлаждении расплава технического глинозема с кварцитом при температуре 1910°С затвердевает эвтектика муллит 3Al2O3·2SiO2, то есть выпадают кристаллы муллита в жидком кварците SiO2.
Гарантированный показатель огнеупорности заявляемой рецептуры готового огнеупора равен 1910°С, так как кристаллы хромита FeO·Cr2O3, содержащиеся в шихте, плавятся при 2180°С. При дальнейшем охлаждении смеси кристаллов муллита 3Al2O3·2SiO2 и жидкого кварцита SiO2 при температуре 1585°С затвердевает эвтектическая фаза кристобалит.
В заявляемом готовом огнеупоре после электроплавки исходной рецептуры (см. табл.1) содержание муллита составило 95% и кристобалита 5% и определено по диаграмме состояния Al2O3-SiO2 по правилу рычага. Содержание чистого Al2O3 в исходной рецептуре равно (0,998×66%) 65,868%, содержание чистого SiO2 равно (0,998×30) 29,94%.
Суммарное содержание в исходной рецептуре чистого Al2O3 и чистого SiO2 составляет (65,868%+29,94) 95,808% и коэффициент приведения исходной рецептуры к 100%-ному содержанию Al2O3+SiO2 по диаграмме состояния равен 0,95808. Отсюда приведенное к диаграмме состояния содержание Al2O3 в исходной рецептуре составит (65,868%/0,95808) 68,75 %. Приведенное содержание чистого Al2O3 в исходной рецептуре необходимо лишь для определения количества муллита и кристобалита в готовом огнеупоре. Содержание чистого хромита FeO·Cr2O3 в готовом огнеупоре составляет (4%×0,6612) 65%.
Результаты экспериментов по измерению излучательной способности ε при температуре 1600°С и огнеупорности tпл (°C) для различных составов по содержанию (мас.%) чистых фаз муллита 3Al2O3·2SiO2, кристобалита и хромита FeO·Cr2O3 в готовых огнеупорах рецептур приведены в табл.3. В табл.3 муллит 3Al2O3·2SiO2 и кристобалит представляют собой фазы, в состав которых входят химические вещества Al2O3, SiO2 и которые с химическим веществом хромитом FeO·Cr2O3 и исходными примесями дают 100%.
Технический результат - повышение огнеупорности ц излучательнои способности огнеупора - достигается тем, что в готовом огпеупоре содержится фаза хромит FeO·Cr2O3 с температурой плавления 2180°С, а также большое содержание фазы муллит 3Al2O3·2SiO2. Присутствие кристобалита повышает излучательную способность муллита при высоких температурах.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ получения нанопористой керамики на основе муллита | 2020 |
|
RU2737298C1 |
Способ строительства сооружений из обожженной глины | 2023 |
|
RU2810035C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЛИТА | 2011 |
|
RU2463275C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ФОРМОВАННЫХ ИЛИ НЕФОРМОВАННЫХ ОГНЕУПОРОВ ИЛИ ПЕЧНОЙ АРМАТУРЫ | 2012 |
|
RU2539056C1 |
КОМБИНИРОВАННАЯ ФУТЕРОВКА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ | 1992 |
|
RU2018774C1 |
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ С ПРЕРЫВИСТЫМ ЗЕРНОВЫМ СОСТАВОМ | 1995 |
|
RU2098387C1 |
МУЛЛИТОВЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МУЛЛИТОВОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ И ОГНЕУПОРНОЕ СЛОИСТОЕ ИЗДЕЛИЕ | 1996 |
|
RU2101263C1 |
СОСТАВНАЯ СТАРТОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ВЫПУСКНОГО КАНАЛА СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОГО КОВША | 2018 |
|
RU2696609C1 |
ОГНЕУПОРНЫЙ ВСПЕНЕННЫЙ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИАЛ | 2003 |
|
RU2263648C2 |
КЕРАМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ОГНЕУПОРОВ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ПРОДУКТ | 2005 |
|
RU2386604C2 |
Изобретение относится к области производства огнеупоров с высокой излучательной способностью и предельной температурой длительного использования и может найти применение в металлургической теплотехнике, высокотемпературных установках и камерах сгорания. Готовый муллитокремнеземистый огнеупор содержит следующие эвтектические фазы, мас.%: муллит 3Al2O3·2SiO2 85-95, кристобалит 1-15 и хромит FeO·Cr2O3 1-6. Огнеупор получают плавкой в дуговой печи сырьевых материалов: технического глинозема, кварцита и хромита при температуре 2100°С. Наличие хромита повышает огнеупорность, а присутствие кристобалита повышает излучательную способность муллита при высоких температурах. Технический результат - повышение огнеупорности и излучательной способности огнеупоров, что позволит снизить длительность прогрева печей, топок и котлов при пуске их в эксплуатацию и тем самым уменьшить расход топлива при производстве тепловой энергии. 3 табл.
Огнеупор, содержащий эвтектические фазы муллит 3Al2O3·2SiO2 и кристобалит, отличающийся тем, что в него дополнительно введена фаза хромит FeO·Cr2O3 при следующем содержании фаз, мас.%:
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву | 1922 |
|
SU56A1 |
ПОРИСТЫЙ ОГНЕУПОРНЫЙ МУЛЛИТОВЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2001 |
|
RU2182569C1 |
МУЛЛИТОХРОМИТОВЫЙ ОГНЕУПОР | 1992 |
|
RU2040510C1 |
US 3773532 A, 20.11.1973 | |||
JP 6122574 A, 06.05.1994. |
Авторы
Даты
2012-04-27—Публикация
2010-09-17—Подача