Масса для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала Советский патент 1992 года по МПК C04B28/34 C04B38/08 C04B14/02 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных изделий или монолитных теплоизоляционных футеровок тепловых агрегатов, работающих при температурах 1200 - 1500°С в условиях воздействия газовых сред, термоударов, щелочей и истирания.

Целью изобретения является увеличение срока хранения массы, повышение ще- лоче- и абразивоустойчивости, а также снижение газопроницаемости.

Благодаря введению спеченного корунда; модифицированного оксидом кальция, снижается расход ортофосфорной кислоты, увеличивается срок хранения массы без потери свойств, повышается доля закрытых пор и соответственно снижается газопроницаемость футеровки при температуре службы 1000 - 15000°С с сохранением высокой прочности и низкой теплопроводности.

Снижение расхода ортофосфорной кислоты обуславливается быстрой реакцией образования на холоду аморфных продуктов фосфатов и их гидратов и тем самым снижает количество ортофосфорной кислоты.при ее фильтрации (всасывании) через открытые поры в полости корундовых сфер, а также в поры кианита. В результате связующая ор- тофосфорная кислота сохраняется на поверхности зерен заполнителя из сфер и кианита, и обладает возможностью цеменО

со ся ю

тации материала после длительного хранения при последующем нагреве.

Снижение газопроницаемости и повышение закрытой пористости при сохране- нии высокой прочности и низкой теплопроводности обеспечивается за счет образования при повышенных температурах стекловидных фаз и эвтектических расплавов в системах СаО - PaOs (800°C) и СаО А120з - P20s (900 и 1200°С). Образующаяся стеклофаза закрывает открытые поры заполнителя тонкими пленками, образуя прочные связи между его зернами и снижая газопроницаемость.

Известно, что введение лигносульфонатов технических и глины как временных связок, улучшает пластичные и структурно-механические свойства масс при их уплотнении.

В предлагаемом изобретении примене- ние кальциево-щелочного лигносульфоната технического способствует снижению доли открытых пор и увеличению доли закрытых пор/уменьшению расхода ортофосфорной кислоты при сохранении заданных свойств. Эта цель достигается в результате предварительного насыщения корундовых сфер и кианита раствором лигносульфоната технического. В результате этого процесса на поверхности открытых пор и зерен образуются пленки из вязкой суспензии ЛСТ, которые частично перекрывают доступ ортофосфорной кислоты в полость заполнителей и способствую сохранению кислоты в качестве связующего на поверхности запол- кителя. Образовавшиеся также продукты реакции из лигносульфоната (CaO PaOs) покрывают только наружную поверхность зерен. Такой механизм образования новых фаз способствует снижению безвозвратных потерь ортофосфорной кислоты, не уменьшая основного потенциального свойства вяжущего при нагревании компонентов и НзРОз. При этом обеспечивается повышение доли закрытых пор и газоплотность при сохранении прочности.

Глина вводится в массу с целью замедления фильтрации фосфорной кислоты во внутренние поры заполнителей, располагая ее на поверхности отощающих частиц и тем самым сохраняя ее потенциальную возможность и способность активного связующего в процессе длительного хранения. Глина служит маточным компонентом, абсорбирующим и удерживающим ортофосфорную кислоту на поверхности заполнителей для более эффективной реализации ее связующих свойств в процессе термообработки.

При приготовлении массы для изготовления огнеупорного теплоизоляционного

материала в качестве сырья использовали: заполнитель корундовый сферический ЭКСФ - 1,4 по ТУ 14 - 8 - 470 - 84 и сферо- корунд по ТУ 2 - 036 - 1020 - 88 фракции 0,5

-2 мм, глинозем ГОО по ГОСТ 6912 - 87 и известняк (мел) по ГОСТ 12085 - 79 или ТУ 21 - 763 - 79, кианит обожженный фракции 0 - 3 мм, дистен-силлиманит фракции 0-3 мм, глина Латненская марки ЛТ -1 по ТУ 14

-8 -152 - 75, технический кал ьциево-натри- евый лигносульфонат по ОСТ 81 - 79 - 74, ортофосфорная кислота по ГОСТ 6552 - 80 и алюмофосфатное связующее по ТУ 6 - 18 -166-83.

Корунд, модифицированный СаО, готовили совместным помолом глинозема и мела (известняка) в соотношении 92 - 96% и 4

-8 % соответственно (на прокаленное вещество) увлажнением, брикетированием и обжигом брикетов при температуре Т500°С с последующим их измельчением до фракций 0-3 мм.

Массу готовили следующим образом.

Корундовый сферический заполнитель увлажняли водным раствором ЛСТ до насыщения (4%), затем добавляли порошки кианита, корунда и глины. После перемешивания добавляли ортофосфорную кислоту и перемешивали снова.

Из этих составов прессовали изделия размером 230x114x65 мм при давлении 20 Н/мм, эквивалентном давлению уплотнения пневмотрамбованием в процессе набивки футеровки воздушных сопел доменных печей.

Составы масс и их основные свойства приведены в табл.1 и 2.

Формула изобретения

Масса для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала, включающая полые корундовые сферы, глиноземистый компонент силиманитовой группы и фосфатную связку, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока хранения массы, повышения щелоче- и абразиво- устойчивости, а также снижения газопроницаемости, она содержит полые корундовые сферы фракции 0,5 - 2,0 мм в качестве глиноземистого компонента силиманитовой группы обожженный кианит фракции не более 3 мм, а в качестве фосфатной связки ортофосфорную кислоту и дополнительно корунд спеченный фракции не более 0,5 мм, модифицированный оксидом кальция, глину фракции не более 0,5 мм, кальциево-щелоч- ной лигносульфонат технический при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полые корундовые сферы

фракции 0,5 - 2,0 мм30 - 55

Обожженный кианит фракции не более Змм Ортофосфорная кислота Указанный корунд

Глина фракции не более

14-16 4-6

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных изделий или монолитных теплоизоляционных футеровок тепловых агрегатов, работающих при температурах 1200 - 1500°С в условиях воздействия газовых сред, термоударов, щелочей и истирания. С целью увеличения срока хранения массы, повышения щелоче-и абразивоустойчивости, а также снижения газопроницаемости, масса для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала содержит, мас.%: полые корундовые сферы фракции 0,5-2,0 мм 30 - 55; обожженный кианит фракций не более 3 мм 10 - 12; ортофосфорную кислоту 8-10; корунд спеченный, модифицированный оксидом кальция, фракции не более О. 30; глину фракции не более 0,5 мм 14 - 16; кальциево-щелочлой лигносульфонат технический 4- 6. Потеря прочности после хранения массы 1 мес составляет 5-8%, после хранения массы 3 мес 12-15%, газопроницаемость 2.2 - 3,0 мкм2, щелочеустойчи- вость (потеря прочности) 12 - 15%. абразивоустойчивость (3.8 - 4, г см2 м),2 табл. wИ

Кианит обожженный фракции не более 3 мм

Корунд, модифицированный СаО, фракции не более

10

12