Огнеупорное вяжущее Советский патент 1992 года по МПК C04B9/00 

Изобретение относится к металлургической, огнеупорной, цементной и другим отраслям, предприятия которых оборудованы высокотемпературными печами с основной футеровкой,

Известно щелочномагнезиальноалюми- натное вяжущее, получаемое путем смешения оксидов магния, алюминия и щелочного металла при следующем соотношении-, мас.%:

Оксид алюминия21-50

Оксид щелочного металла10-13

Оксид магния40-66

Недостатком этого огнеупорного вяжущего является высокое содержание оксида щелочного металла, снижающего огнеупорность, недостаточная прочность, ограничивающие срок его службы.

Наиболее близким к предложенному по физико-химическим свойствам и достигаемому результату в промышленности является магнезиальножелезистый мертель, содержащий 44-56% оксидов железа в пересчете на Рв20з. Его зерновой состав следующий: зерен более 1 мм 0%, 85% 0.2 мм, в том числе не менее 60% - 0,06 мм. Влажность сухого мертеля не более 0,5%.

Недостатками указанного состава являются:

необходимость сбора чугунной стружки на машиностроительных заводах;

Организация ее тонкого помола, т.е. за- далживание шаровой мельницы на длительный помол - совместный тонкий помол с магнезитом;

высокая стоимость - 54,5 руб. за тонну ГГУ 14-8-135-74);

высокое содержание оксидов железа, снижающих огнеупорность смеси;

относительно невысокий срок службы.

Целью изобретения является исключение чугунной стружки в составе мертеля, упрощение технологии его изготовления, повышение его огнеупорности, адгезии к изделиям ь срока службы футеровки.

Это достигается тем, что в состав и. ихты на основе обожженного магнезита дополнительно введен шлам от производства моносл

с

VI

VI

СА) 00 00 VI

хромата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Обожженный магнезитовый

порошок 64,0-73,8

Шлам от производства

монохромата натрия8,2-16,0

Раствор хлористого

магния у 1,20 г/см318,0-20,0

Обожженный магнезитовый порошок, содержащий не менее 88-91% МдО, использовали следующего зернового состава: 50% зерен фракции 2-0.5 мм, 15% 0,5-0,008 мм, 35% 0,008 мм, Шлам - тонкодисперсный материал с влажностью 42% содержит зерна фракций: 63,7% 60-10 мкм; 27,8% 10-5 мкм; 8,5% 5 мкм.

Химический состав шлама: 11-12% 5Ю2; 12,5-13,0% 20-21% РегОз; 0,7- 1,5 % СаО; 30-31 % МдО; 4,0-4,5 % СггОз; 2- 3% Na20; 17-18% п.п.п.

Технология изготовления мертеля включает: дозирование исходных компонентов шихты, перемешивание, затворение раствором хлористого магния, нанесение его на огнеупорные изделия толщиной 2-6 мм. сушку и обжиг.

Данными рентгенофэзового анализа, ИКС и минералогического исследований установлено, что мертель слагается кристаллическими фазами - МдО. шпинелидами, силикатами магния и кальция, формирование фазового состава практически завершается после обжига при 1450°С. Шпинелид МдО РеаОз образует твердый раствор в решетке периклаза и способствует спеканию шва, а также мертеля с изделиями. Увеличение обьема от процессов шпинеле- образования в большей мере снижает усадку от спекания, что обеспечивает необходимое обьемопостоянство шва системы мертель-огнеупор, являющееся определяющим срок службы футеровки печного агрегата.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами составов мертелей, приведенных в табл. 1, свойства приведены в табл.2.

Оптимальной добавкой шлама является 8.2-16,0%. Мертель, в указанном интервале составов характеризуется хорошей адгезией к хромсодержащим магнезиальным изделиям и спеканием с ними. Оптимальная толщина шва 2-6 мм.

Таким образом, мертель предлагаемого состава не требует помола компонентов шихты, относится к материалам высшей огнеупорности (выше 2000°С), обеспечивает хорошее сцепление и спекание с изделиями, характеризуется высокими физико-керамическими показателями. Наличие шпи- нелеобразующих оксидов в составе шлама, процесс шпинелеобразования, которым сопровождается обжиг, создают условия для

обьемопостоянства мертеля, главенствующего свойства, определяющего срок службы футеровки. В этом его преимущества, по сравнению с прототипом и базовым объектом.

Максимально высокие физико-керамические показатели получены для мертеля системы каустический магнезит - шлам производства монохромата натрия - раствор хлористого магния при следующем соотношении компонентов, мае,%:

Каустический магнезит 19,7-47,4 Шлам от производства монохромата натрия 20,1-46,0 Раствор хлористого

магния32,5-40,3

Каустический магнезит химического состава, %: 0,55 п.п.п,, 0,86 РеаОз, 0,26 А120з, 1,46 СаО, 96,89 МдО, смешивали с шламом и затворяли раствором хлористого магния

плотностью 1,20 г/см3 до получения теста нормальной густоты. Мертель наносили на изделия и после сушки проводили их обжиг до заданной температуры.

Примеры составов и их физико-керамические свойства представлены в табл. 3 и 4. Достигнуто практически полное спекание спрессованных образцов из мертеля - до остаточной П0тк 0,6%, укаж 3,40 г/см3, оьж 170 МПа. Мертель хорошо спекается с изделиями.

Оптимальным является состав с 20,1% шлама. Увеличение его количества сопровождается некоторым разрыхлением структуры шва, однако П0тк при этом не выходит

за пределы, характерные для изделий, связываемых указанным мертелем. Поскольку применяются активные в химическом отношении материалы, для их спекания требуется менее высокая температура и при 1450°С

мертель из них спекается до остаточной открытой пористости 3,3-11,8%, т.е. рекомендуется применять при температуре обжига 1450 и ниже, например, в футеровке вращающихся печей для обжига портландцементного клинкера. Эрозии и коррозии мертеля сырьевой смесью комбината Сухоложце- мент при однократном обжиге при 1450°С (2 ч выдержка) не обнаружено, также как и раствора на основе обожженного магнезита.

Таким образом, введение шлама от производства монохромата натрия в магнезитовые порошки позволяет утилизировать отход химической промышленности, упростить технологию из отселения изделий и мертелей высшей огнеупорности. По своим физико-керамическим свойствам заявляемый материал обладает повышенными показателями П0тк, каж . 7сж , ОбъбМО- постоянства, по сравнению с известными, что обеспечит повышенную износоустойчивость в службе (табл. 2 и 4).

Формула изобретения Огнеупорное вяжущее, включающее пе- риклаз или каустический магнезит, водный раствор хлористого магния с плотностью 1,2 г/см3, отличающееся тем, что, с целью снижения открытой пористости, повыше0

5

ния прочности при сжатии и объпмопогло- янства. увеличения срока службы, она содержит дополнительно шлам производства монохромата натрия на основе брусита и полуторных окислов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Периклаз64,0-73,8

Указанный раствор

хлористого магния18.0-20,0

Указанный шлам8,2-16,0

или

Каустический магнезит 19,7-47,4

Указанный раствор

хлористого магния32,5-40,3

Указанный шлам20,1-46,0

Используется в металлургической огнеупорной и других отраслях промышленности. Сущность: огнеупорное вяжущее содержит, мас.%: периклаз 64,0-73,8, водный раствор хлористого магния с плотностью 1.2 г/см3 18,0-20,0, шлам производства монохромата натрия на основе брусита 8,2-16,0 или каустический магнезит 14.7-47,4, указанный водный раствор хлористого магния 32,5-40,3, указанный шлам 20,1-46,0. Каустический магнезит при приготовлении вяжущего смешивают со шламом и затворяют водным раствором хлористого магния, Прочность вяжущего при сжатии 170 МПа. 4 табл.

Составы мертелей, %

Кажущиеся плотность и плотность швов после обжига с изделиями при 1650°С в сравнении с базовым объектом

Свойства спрессованных образцов.

Свойства мертелей системы каустический магнезит-шлам-хлористый

магний

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Физико керамические свойства мертеля системы каустический магнезит- шлам-хлористый магний

Таблица 4