Комплексное связующее для безобжиговых огнеупорных изделий Советский патент 1984 года по МПК C04B29/02 

«

СОИзобретение относится к составам связующих для безобжиговых огнеупорных изделий. Известно связующее.С11, включающее фосфорную кислоту, растворитель и сульфитно-спиртовой щелок в следующих соотношениях, мас.%: Фосфорная кислота 1-10 Растворитель4-30 Сульфитно-спиртовой щелок.1-3 Недостатками состава являются относительно низкие прочностные свойства, особенно свежесформованного сырца, а также низкие значения термостойкости и водостойкости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является связующее С21, включающее, %: Фосфатное связующее Огнеупорная глина Сульфитно-спиртовая Остальное Недостатком известного связующего являются низкие прочностные свойства низкая термостойкость и водостойкост Целью изобретения является повышение прочности, термостойкости и во достойкости. Поставленная цель достигается тем что комплексное связующее для безобжиговых огнеупорных изделий, включающее огнеупорную глину, сульфитноспиртовую барду, фосфатсодержащий компонент, содержит в качестве фосфатсодержащего компонента кислотные отходы электрополировки труб из нерж веющих сталей, при следующем соотношении компонентов, мас,%: Огнеупорная глина 10-14 Сульфитно-спиртовая барда30-40 Кислотные отходы . электрополировки труб из нержавеющих сталей 46-60 В табл. 1 представлен состав кислотных отходов, используемых Для производства комплексного связующего. Для получения комплексного связующего используют указанные составы кислотных отходов и сульфитно-глинис тый шликер в соотношении 50:50 Ттабл. 21. Согласно технологии приготовления связки кислотные отходы в соотноше5-10нии 50:50. вводят в подогретый до 60-7П С сульфитно-глинистый шликер. Э.ти температуры благоприятно связываются на протекании реакции между фосфорной кислотой и оксидом алюминия, находящимся в огнеупорной глине: бНзРОц + 2АИНгРО,)д + + ЗНзО. 2А1(Н2РО)а + АЬОа 2А1)ИРОл)- + + ЗН,0 Образовавшиеся дигидрофосфаты и гидрофосфаты алюминия обладают более высокой вйжущей способностью, чем фосфорная кислота. Присутствие в растворе оказывает положительное влияние, так как приводит к сдвигу равновесия влево при диссоциации фосфорной кислоты: Н5РО(4 3 + ПгРо; НгРо; + нро; в результате зтого в водном растворе будет в основном в виде молекул и ионов , что способствует получению дигидрофосфатов и гидрофосфатов алюминия, т.е. алюмофосфатной связки, которая является наиболее эффективной как связующее. Кислотные отходы, имерощие в своем составе никель, железо и хром, взаимодействуя с ,, образуют сульфаты: Ni + NiSO + Н, 12SO 2.SP-4 2Cr + , CTy.(SQ, Щ Эти соли, взаимодействуя с HjPO,, образуют комплексные соединения в виде дигидрофосфатов никеля, железа и хрома: ) + 2НзРО .FeSOi, + + HjSO 2НаРОц Ni(H,jPOi,)2 + NiSOi4 + + Сг(50ц)з f бЫдРО 2Cr(H5rO)j + ЗНаЗОл в количественном отношении кислотных отходов вводится в состав комплексного связующего 46-60%. Введение 46% не обеспечивает достаточного количества образующих соединений, необходимых прочностных свойствсырцы, а также не обеспечивает требуемой транспортабельной механической ; прочности изделий после термообработки, Ввеление 60% кислотных отходов приводит к повьшенному содержанию HjPOi, не перешедшей в дегидро- и гидрофосфаты. Повышенное содер жание HjPOr приводит к увеличению пр нагревании жидкой фазы, что снижает основные свойства изделий, бсобенно алюмосиликатных. . Комплексная связка из перечисленных компонентов в впроцессе термообработки при 400 С резко ускоряет все процессы твердения изделий, сдвигая их из области адгезии в области химического взаимодействия компонентов При этом реакции фосфатного связывания идут согласно следующим уравнениям:AKHjPO), : А1РО, xHgO + 21ЦРОч 2А1(Н2РО 5-i-Alj (НдРг O.)j + ЗНгО |А12(Н2Р20:),429ХШ(РОз)зЗ х + Непрореагировавшая серная кислота находящаяся в комплексной связке, при температурах термообработки размягчается без остатка с выделением газовой фазы, создавая микротрещины, способствующие повьоиению термостойкости без снижения прочностных свойств. Для изготовления комплексной связ ки готовят в шликерной мешалке раствор сульфитно-дрожжевой бражки плотностью 1,10-1,14 г/см и вводят в него 25% огнеупорной глины, подогревают образовавшийся сульфитно-глинис тый шликер до 60-70 С при непрерывном помешивании в течение 8 ч. За это время смесь разбухает и шликер превращается в концентрированную суспензию порошка в жидкости, обладающую высокой седиментационной и а

Таблица 1 регативной устойчивостью. Плотность шликера при этом должна быть в пределах 1,20-1,24 г/см. Затем в состав готового сульфитно-глинистого шликера вводят кислотные отходы и содержимое шликерной мешалки перемешивают в течение 12 ч при.одновременном подогреве до 60-70°С. Во время перемешивания проходят процессы нейтрализации кислотных отходов и образование дегидро- гидрофосфатов алюминия, железа, никеля, и хрома. Полученные таким образом комплексную связку используют для изготовления безобжиговых алюмосиликатных образцов. Состав -щихты содержит 56% шамота, 37% глины и 7% комплексной связки. Образцы ттрессуют при давлении 50 МПа и определяют прочностные свойства сырца, сушат при 100°С, термообрабатывают при 400°С с вьщержкой в печи 3 ч. Определяют предел прочности при сжатии образцов согласно ГОСТу 10180-78, термостойкость - по ГОСТу 78-75-56 и водостойкость. Составы смесей и качественные характеристики безобжиговьгх образцов приведены в табл. 2 и 3. Как видно из таблиц величины предела прочности сырца и образцов после термообработки, термостойкость и водостойкость образцов, изготовленных на комплексной связке, значительно Bbmie, чем у образцов, изготовленных из связующего известного состава. Полученные физико-керамические свойства позволяют сделать вывод о целесообразности изготовления безобжиговых сталеразличных изделий (например, во-ронку, литник) на комплексном связующем. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения 4-5 млн.руб. год.

Таблица 2

КОМПЛЕКСНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ БЕЗОБЖИГОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающее огнеупорную глину, сульфитно-спиртовую барду, фосфатсодержащий компонент, отличающееся тем, что, с целью повьшення прочности, термостойкости и водостойкости, оно содержит в качестве фосфатсодержащего компонента кислотные отходы электрополировки труб из нержавекяцих сталей, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Огнеупорная глина 10-14 Сульфитно-спиртовая барда30-4G Кислотные отходы электрополировки труб из нержавеющих сталей 46-60 .