Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупорных высокопрочных неэлектропроводных изделий из корундовых и карбидокремниевых бетонов на алюмофосфатной связке.
Известен состав по патенту №2365561 от 11.12.2007, МПК С04В 35/10. Масса для изготовления огнеупорных теплоизоляционных материалов и изделий включает связующее на основе алюмофосфатов и шихту в виде смеси из огнеупорного наполнителя, выбранного из группы оксидов алюминия и алюмосиликатов, и одного или двух выбранных из группы сложных оксидов магния, железа, кремния и алюминия (вермикулит-перлит) при следующем соотношении компонентов, мас.%: шихта - 35-85; фосфатная суспензия - 15-65. В качестве связующего масса содержит адгезию на основе алюмоборфосфатного или алюмохромфосфатного связующего с алюмосиликатным огнеупорным наполнителем фракции 0,125-0 мм в количестве 0,1-15% от массы суспензии, при следующем соотношении компонентов шихты: для смеси из огнеупорного наполнителя с перлитом массовые части составляют соответственно 1,0 и 0,04-4,0; для смеси из огнеупорного наполнителя с вермикулитом массовые части составляют соответственно 1,0 и 0,05-2,5; для смеси из огнеупорного наполнителя с перлитом и вермикулитом массовые части составляют соответственно 1,0 - для наполнителя, 3,95-0,05 - для перлита, 0,05-2,45 - для вермикулита.
Недостатки вещества:
- связующее на алюмофосфатах при обжиге смеси всегда выделяют низкотемпературные вещества - хром, бор, что приводит к загрязнению изделий и собственно футеровки,
- алюмосиликаты и оксиды алюминия относятся к разным группам по химическому взаимодействию с фосфатными связующими и резко снижают характеристики образующегося кристаллического ортофосфата алюминия в виде связки.
Известен состав вещества по патенту №2365562 от 13.07.2007, МПК С04В 35/66, С04В 35/103. Огнеупорная масса содержит, мас.%: графит 5÷8; фосфатный пластификатор 5÷10; мелкозернистый огнеупорный порошковый наполнитель из группы: белый электрокорунд, шамот зернистостью менее 63 мкм 4÷25; органические волокна 0,05÷0,15; отходы производства углеродистого передельного феррохрома 2÷6; порошковый заполнитель из группы: белый электрокорунд, карбид кремния или шамот зернистостью 6÷0,5 мм - остальное.
Недостатки огнеупорной массы - наличие графита и органического волокна, повышающих пористость массы при последующем обжиге, существенно снижают гомогенность массы из-за различной плотности по сравнению с наполнителем и при обжиге вещества их отходы сгорания загрязняют и повышают теплопроводность и электропроводность.
Состав порошкового наполнителя из электрокорунда, карбида кремния и алюмосиликатов не может быть гомогенизирован по требуемым характеристикам огнеупорности, теплопроводности и прочности.
Известен состав вещества по патенту №2245864 от 09.07.2003 г., МПК С04В 35/106, выбранный в качестве прототипа. На стадии подготовки шихты поверхность сфероидных частиц электрокорундового наполнителя смачивают олеиновой или стеариновой кислотой в количестве 0,5-1,0% от общего количества фосфатного связующего. В процессе смешивания вводят дискретно фосфатное связующее и мелкодисперсную смесь совместного помола, содержащую компоненты, мас.%: Al2O3 - 47-80, ZrO2·SiO2 - 20-53, при содержании компонентов в шихте, мас.%:
- электрокорундовый наполнитель - 50-70,
- мелкодисперсная смесь совместного помола - 30-50,
- фосфатное связующее сверх 100% 5-10.
Шихту гомогенизируют, формуют, осуществляют воздушное твердение заготовок, обжигают при температуре разложения цирконового концентрата и охлаждают с изотермической выдержкой в интервале температур 1100-900°C. Фракционный состав электрокорундового наполнителя находится в пределах 0,1-3 мм. Размер частиц мелкодисперсной смеси совместного помола составляет 0,002-0,005 мм. В качестве фосфатного связующего используют ортофосфорную кислоту.
Недостатки вещества:
- дополнительное смачивание шихты олеиновой или стеариновой кислотой,
- дискретный ввод фосфатного связующего в виде дополнительной операции,
- наличие дополнительной операции в виде совместного помола для получения мелкодисперсной смеси,
- наличие нейтрального к ортофосфорной кислоте мелкодисперсного наполнителя в виде ZrO2·SiO2 резко снижает прочность.
Задача предлагаемого изобретения - создание формованных теплоизолирующих и теплопроводных бетонов на алюмофосфатной связке с высокими прочностными характеристиками, позволяющими применять бетоны в качестве конструкционных материалов, работающих при высоких температурах.
Теплоизолирующий бетон на алюмофосфатной связке, включает фосфатное связующее и смесь. В качестве фосфатного связующего используют ортофосфорную кислоту концентрацией 65-75%, а в качестве смеси используют смесь разных фракций электрокорунда марки 25А, при следующем соотношении компонентов по FEPA 32GB 1971, мас.%:
- для корундового теплоизолирующего бетона использован состав, мас.% по FEPA 32GB 1971
Теплопроводный бетон на алюмофосфатной связке включает фосфатное связующее и смесь. В качестве фосфатного связующего используют ортофосфорную кислоту концентрацией 65-75%, а в качестве смеси используют смесь электрокорунда марки 25А фракции 220 и дополнительно смесь карбида кремния марки 53С, при следующем соотношении компонентов по FEPA 32GB 1971, мас.%:
- для карбидокремниевого теплопроводного бетона марки 63С, мас.% по FEPA 32GB 1971
Для всех заявляемых составов способ получения бетонов на алюмофосфатной связке одинаков. Смесь из наполнителя заявляемых фракций и ортофосфорная кислота 70% концентрации смешиваются до гомогенного состояния и заливаются в формы. Последующий низкотемпературный обжиг формирует прочные огнеупорные изделия из бетонов на алюмофосфатной связке, в качестве которой выступает кристаллический ортофосфат алюминия.
В Таблице 1 показаны теплоизолирующие неэлектропроводные корундовые бетоны. Данные для бетонов при температуре +1000°C.
В Таблице 2 показаны теплопроводные неэлектропроводные бетоны. Данные для бетонов при температуре +1000°C.
Фракционный состав вещества бетона во многом определяет его теплофизические и прочностные характеристики, что связано с плотностью упаковки зерен смеси наполнителя в объеме. При одинаковой огнестойкости корундовых бетонов на алюмофосфатной связке (Таблица 1) теплоизолирующий бетон Состава 1 имеет минимально допустимую прочность, среднюю пористость и высокую для огнеупоров теплопроводность. Сравнимые характеристики показывает бетон Состава 3 с более высокой пористостью. Для бетона Состава 2 теплофизические и прочностные характеристики имеют значения, близкие к оптимальным, - высокую огнестойкость, максимальную прочность, минимальные значения теплопроводности и пористости.
Аналогичное распределение характеристик в зависимости от состава показывают карбидокремниевые составы на алюмофосфатной связке (Таблица 2). При одинаковой огнестойкости бетон Состава 1 имеет меньшую прочность и меньшую теплопроводность. Бетон Состава 3 показывает близкие характеристики. Для бетона Состава 2 теплофизические и прочностные характеристики имеют значения, близкие к оптимальным, - высокую огнестойкость, максимальную прочность и теплопроводность, минимальное значение пористости.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ | 2007 |
|
RU2365561C1 |
Противопригарное покрытие для кокилей | 1982 |
|
SU1100035A1 |
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПЕНОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА | 2006 |
|
RU2345973C2 |
Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных материалов | 1988 |
|
SU1604790A1 |
Мертель для склеивания огнеупорных изделий | 1991 |
|
SU1821460A1 |
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗУСАДОЧНОГО, ПОРИСТОГО, ОГНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА | 2010 |
|
RU2442761C1 |
Сырьевая смесь для приготовления жаростойкого бетона | 1977 |
|
SU697452A1 |
ОГНЕУПОРНЫЙ МЕРТЕЛЬ | 1994 |
|
RU2079471C1 |
ОГНЕУПОРНАЯ БЕСЦЕМЕНТНАЯ БЕТОННАЯ МАССА | 2013 |
|
RU2546692C2 |
ОГНЕУПОРНАЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ (ВАРИАНТЫ) | 2003 |
|
RU2239612C1 |
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупорных высокопрочных неэлектропроводных изделий из корундовых и карбидокремниевых бетонов на алюмофосфатной связке. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, огнестойкости и теплопроводности, снижение пористости изделий. Огнеупорный бетон на алюмофосфатной связке включает ортофосфорную кислоту концентрацией 65-75% и смесь разных фракций электрокорунда марки 25А, при следующем соотношении компонентов по FEPA 32GB 1971, мас.%: электрокорунд фракции 20 - 28-36; электрокорунд фракции 46 - 22-24; электрокорунд фракции 80 - 15-20; электрокорунд фракции 220 - 25-35; ортофосфорная кислота - 10-12 сверх 100%. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
1. Огнеупорный бетон на алюмофосфатной связке, включающий фосфатное связующее и смесь, отличающийся тем, что в качестве фосфатного связующего используют ортофосфорную кислоту концентрацией 65-75%, а в качестве смеси используют смесь разных фракций электрокорунда марки 25А, при следующем соотношении компонентов по FEPA 32GB 1971, мас.%:
2. Огнеупорный бетон на алюмофосфатной связке, включающий фосфатное связующее и смесь, отличающийся тем, что в качестве фосфатного связующего используют ортофосфорную кислоту концентрацией 65-75%, а в качестве смеси используют смесь электрокорунда марки 25А фракции 220 и дополнительно смесь карбида кремния марки 53 С, при следующем соотношении компонентов по FEPA 32GB 1971, мас. %:
Сырьевая смесь для производства огнеупорного бетона | 1980 |
|
SU943214A1 |
Шихта для изготовления огнеупоров | 1980 |
|
SU945142A1 |
Огнеупорная бетонная смесь | 1979 |
|
SU863551A1 |
Аппарат для непрерывного разделения несмешивающихся жидкостей | 1949 |
|
SU77552A1 |
Авторы
Даты
2013-05-27—Публикация
2011-04-05—Подача