ЖАРОСТОЙКАЯ КЛАДОЧНАЯ СМЕСЬ Российский патент 2012 года по МПК C04B28/08 C04B28/26 C04B111/28 

Настоящее изобретение относится к составу смеси для приготовления кладочного раствора, в частности жаростойкого, предназначенного для скрепления элементов кладки тепловых, печных агрегатов с температурой эксплуатации до 1150°С.

Известна сырьевая смесь для выполнения кладки металлургических агрегатов (RU № 2051881, С04В 35/66; 1996.01.10), которая включает лом высокоглиноземистой футеровки 60-70 мас.%, огнеупорную глину 15-18 мас.%, триполифосфат натрия 0,5-1,0 мас.%, вода - остальное.

Недостатками такой сырьевой смеси являются: большие сроки твердения при нормальных условиях и низкая прочность после обжига.

Известна также жаростойкая масса (RU № 2312086, С04В 28/26, бюл. №34, 2007.12.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см³ 23,0-28,0 кембрийская глина 8,0-12,0 гранулированный доменный шлак с M_кр=2,0-2,8 49,0-60,0 тонкодисперсный нефелиновый шлам 3,0-8,0 осадок очистных сооружений станций водоподготовки   с влажностью 80 % 2,0-7,0

Недостатками такой смеси являются низкая прочность и низкая огнеупорность.

Наиболее близкой к заявляемой является жаростойкая кладочная смесь (RU №2388714, С04В 28/26, бюл. №13, 2010.05.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба 1,5-2,0 гранулированный доменный шлак 38,0-42,0 кембрийская глина 22,7-26,0 стеклобой 1,7-1,9 череп 1,8-2,0 гранитные отсевы 4,8-5,0 доломит 4,9-5,1 NaH₂PO₄·2H₂O 0,08-1,0 вода остальное

Недостатками такой смеси являются недостаточная огнеупорность, большие сроки твердения.

Настоящее изобретение направлено на повышение огнеупорности и снижение сроков твердения.

Поставленная задача достигается тем, что жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, силикат-глыбу, череп, воду, дополнительно содержит огнеупорную глину, песок и известняк, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1 % при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба 1,0-1,5 гранулированный доменный шлак 36,0-38,0 кембрийская глина 15,8-16,2 огнеупорная глина 7,8-8,2 череп 1,9-2,1 песок 7,8-8,2 известняк 5,8-6,2 вода остальное

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая смесь неизвестна и данное техническое решение обладает новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.

Совместное присутствие гранулированного доменного шлака, силикат-глыбы, а также кембрийской и огнеупорной глины, песка, черепа, известняка, приводит к твердению жаростойкой кладочной смеси при нормальных условиях, а при обжиге образуются алюмосиликаты и фосфаты сложного состава, упрочняющие структуру, повышающие температуру применения и снижающие сроки твердения.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав жаростойкой кладочной смеси явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанного технического результата, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".

Пример конкретного выполнения.

Изготовление жаростойкой кладочной смеси.

В качестве связующего выбрана силикат-глыба (ГОСТ 13079-81, силикатный модуль 2,7-3,0).

В качестве заполнителя используется техногенный продукт металлургической промышленности: гранулированный доменный шлак. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80 % по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Са и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит 2CaO·SiO₂ и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав Череповецкого шлака представлен в табл.1.

Таблица 1 Химический состав череповецкого шлака, мас.% SiO₂ Al₂O₃ Fе₂O₃ CaO MnO MgO 41,92 6,6 0,33 44,8 0,9 2,38

Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м³, интервал спекания 50-100°С. Огнеупорная глина представлена латненской глиной (месторождение ст. Латное Воронежской обл.), которая отличается повышенным содержанием плавней и высокой степенью измельчения частиц, часть которых имеет коллоидальный характер. Данные химического анализа глин представлены в таблице 2.

Таблица 2 Химический состав кембрийской глины, мас.% Глина SiO₂ TiO₂
+Аl₂O₃ Fе₂O₃ CaO MgO К₂O SO₃ П.п.п. кембрийская 62,83 17,29 6,64 1,24 2,73 4,5 0,54 4,26 латненская 47,4 36,7 0,9 0,4 0,04 0,11 - 11,5

Череп представляет собой бой обожженных керамических изделий и состоит в основном из силикатов кальция и магния и кварца.

Известняк - СаСО₃ - минерал группы карбонатов, по химическому составу карбонат кальция содержит примеси глины, доломита.

Песок в соответствии с ГОСТ 10268-80 в примерах используют кварцевый.

1. Дозируют и подвергают помолу в шаровой мельнице до остатка на сите 0,08 не более 1 % кембрийскую и латненскую глины, песок, череп, известняк, силикат-глыбу и гранулированный доменный шлак.

2. Дозируют воду.

3. Сухие компоненты жаростойкой кладочной смеси затворяют водой, перемешивая компоненты в течение 3-5 минут.

4. При необходимости жаростойкая кладочная смесь используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья.

5. Твердение кладочной смеси осуществляется в течение 12 часов в нормальных условиях.

6. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°С.

7. Высушенные образцы готовы к эксплуатации.

Состав и свойства кладочной смеси представлены в таблице 3.

Анализ данных таблицы 3 показывает, что предлагаемый состав обеспечивает температуру эксплуатации 1150°С, следовательно, расширяется диапазон применения. При получении кладочной смеси заявляемого состава используются побочные продукты металлургического производства и керамической промышленности, что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.

Жаростойкая кладочная смесь, характеризуемая физико-механическими характеристиками, указанными в таблице 3, имеет сроки твердения, уменьшенные в 2 раза, и может быть использована для кладки печей и тепловых агрегатов с температурой применения до плюс 1150°С.

Изобретение относится к составу смеси для приготовления кладочного раствора, в частности жаростойкого, предназначенного для скрепления элементов кладки тепловых, печных агрегатов с температурой эксплуатации до 1150°С. Жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, силикат-глыбу, череп, воду, дополнительно содержит огнеупорную глину, песок и известняк, указанные твердые компоненты подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикат-глыба 1,0-1,5, гранулированный доменный шлак 36,0-38,0, кембрийская глина 15,8-16,2, огнеупорная глина 7,8-8,2, череп 1,9-2,1, песок 7,8-8,2, известняк 5,8-6,2, вода - остальное. Технический результат - повышение огнеупорности и снижение сроков твердения. 1 пр., 3 табл.

Жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, силикат-глыбу, череп, воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит огнеупорную глину, песок и известняк, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
силикат-глыба 1,0-1,5 гранулированный доменный шлак 36,0-38,0 кембрийская глина 15,8-16,2 огнеупорная глина 7,8-8,2 череп 1,9-2,1 песок 7,8-8,2 известняк 5,8-6,2 вода остальное