Огнеупорная масса Советский патент 1983 года по МПК C04B35/14 

Изобретение относигся к огнеупорной и керамической промышленности и может быть использовано в производстве огнеупорных масс и керамических изделий для различных тепловых агрегатов, в частности для футеровки индукционных тигельных печей при выплавке чугуна, стачи,- а также при производстве цветны металлов. Известна огнеупорная масса для футе ровки индукционных печей, включакшая кристалиический кварцит 95-99,5%, цер вый концентрат (с содержанием оксида церия 60-70%) 0,5-5% 1. Недостатком этой массы является то что образцы на ее основе имеют высокую пористость и низкий предел прочнос ти при сжатиие Известна также огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей в шючаюшая 97,0-99,5% кристалиическо кварцита, цериево-иттриевый концентрат (с содержанием оксида церия до 5О% и оксида иттрия до 15%) - 0,5 - 3,0 2 Недостатком этой массы является то -):го образцы на ее основе имеют высоку откры ую пористость, низкий предел гоч прочности при сжатии и низкую термиче кую са-ойкосгь. , близкой к предложенной по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорная масра, Сз , включающая, вес,%г Кристаллический кварцит фракции 0,5 - 4,0 мм45 70 Цериево-иттриевый концентрат (с содержанием оксида церия до 50% и оксида иттрия до 15%0,,0 Глинозем фракции 0,063-0,01 мм 29, Однако изделия из этой огнеупорной массы имеют недостаточно высокую проч ность, термостойкостьи высокую пориЬЦель изобретения повыщение прочности, термостойкости и снижение порис тости. Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса, включакнцая крис таллический кварцит фракции 0,5-4,0 мм глинозем фракции 0,063-0,01 мм и окс иттрия, содержит компоненты при следую щем их соотношении, вес.%; Глинозем фракции 0,О63-Ор01 мм30-65 Оксид иттрия5 10 Кристаллический кварцит фракции 0,5-4,0 ммОстальное Изделия лучше спекаются в присутствии большего количества свободного оксида иттрия (5-1О мас,%), способствующего образованию алюминатных соединений и формированию бсяее прочной фрагментарной структуры по сравнению с известными. Тонкозернистый глинозем и крупнокристаллический кварцит образуют при спекании огнеупорные минеральные фазы муллита, крисгобалита и свободного, не связанного в муллит, корунда. Указанные огнеупорные составляющие связываются между собой термостойким алюмосиликатным стекловидным веществом, прочность которого усиливается присутствием кристаллов игольчатого мул,пита. Оксид иттрия с оксидом алюминия свободного дисперсного корунда образует более термостойкую и высокоогнеупорную двухфазную систему типа А f..О -.3 5 AfgOj , которая характеризуется высокой температурой плавления, а также способствует дополнительному уплотнению кристаллических фа;з. Кроме того, оксид иттрия приводит к модифицированию кристаллической структуры реакционного муллита и стекловидного вещества. Оксид иттрия в сочетании с глиноземом и кварцитом способуствует образованию твердофазных аморфизированных. пленок уплотнений вокруг зерен кварца (кристобалита) и корунда, а также формированию прочной фрагментальной структзфы материала при спекании. Выбранное весовое соотношение оксида материала в комбинации с тонкозернистым глиноземом и крупнокристалли ческим кварцитом обеспечивает с одной cTopiJHbi улучшенное спекание массы, характеризуемое повышенным уплотнением, и усадкой, а .с другой стороны - образование твердофазных алюминатных соединений иттрия, повышающих стойкость системы к термическим перепадам. Использование тонкозерни стого глинозема фракции О,О63-0,01 мм по отношению к крупнозернистому кварциту фракции 0,5-4 мм, обеспечивает плотную упаковку зерен, тесный контакт при набивке или прессовании, и их ускоренную 1у(уллигиэацию в службе. Первоначально смешивают тонкомсио- тый Глинозем с оксидом иттрия. Затем к кварцитовому порошку {фракции 3 мм

5-10%, фракции 3-2 мм , 2О-ЗО%, фракции 2-0,5 мм бО-75%) порциями добавляют смесьтонкомопотого глинозема с оксидом иттрия. Сухие порошки, используемые для изготовления футеровок, увпаж- няют до 1,5%,

Порошки, используемые для формования изделий, смешивают со связующим, например сульфитно-дрожжевой бражк ой в количестве 8-10% сверх 1ОО % сухой массы. Набивку массы осуществляют до кажу:« щейся плотности 2,42 г/см, прессование при удельном давлении 6О-8О МПа до кажушейс плотности не ниже 2,43 г/см. После Термической обработки при 143О С. свойства изделий из массы такого состава представлены в таблице.

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА, вклк чакицая кристаллический кварцит фракции О,5-4,О мм, гпиноэем фракции 0,063О,О1 мм и оксид иттрия, отличающаяся TOMf что, с цепью повышения прочности, теуаяостойкости и снижения пористости, она содержит компоненты при следующем их соогношении, вес.%; Глинозем фракции О,О63-О,О1 чш- ЗО-65 Оксид иттрия5-10 Кристаллический кварцит Остальное фракции 0,5-4,0 мм

Предла- Кристаллический кварцит ЗО

135,8

2,68

3,5

170О

15

16

170О

Из данных таблицы видно, что изделия 13 пре.цлагаемой массы имеют по сравне- 20 с противопоставленными в 1,6-3 :леныиу:о пористость, в 1,6--2 раза U4tr.iiiyro прочность, в 2 -3 раза большую, термостойкость.

Высокие показатели плотности и проч.:iDcrn материала, высокая температура наПродолжение таблицы

1670

чала деформации под нагрузкой обусловятметалпонепронйцаемость и стойкость к агрессивным расплавам.

Одновременно высокая термостойкость и низкая открытая пористость материала позволяют расширить области использования материалов на основе.предлагаемой массы.