Композиция для получения теплоизоляционного слоя двухслойного огнеупора для вращающихся печей Советский патент 1993 года по МПК C04B38/06 C04B35/10 

Изобретение относится к производству многослойных теплоизоляционных изделий, совмещающих футеровку и теплоизоляцию и используемых в высокотемпературных обжиговых агрегатах, в том числе, для футеровки вращающихся печей для обжига цементного клинкера, доломита, глинозема.

Цель изобретения - снижение показателе теплопроводности изделий.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для -получения теплоизоляционного слоя двухслойного огнеупора, включающая зем, кокс, глину, песок кварцевый, дополнительно содержит борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глинозем25-48 кокс 15-52

глина. 10-20

песок кварцевый8-15

борная кислота2-5

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем/что состав допол- нит°пьмо содержит борную кислоту. При нагревании шихты борная кислота превращается в метаборную, которая частично переходит в газовую форму, оказывающую благоприятное воздействие на реакции в порошковой смеси. При этом происходит явление хемосорбции, при котором концентрация электронных и ионных дефектов в кристаллах может значительно увеличиваться, т.е. еозникают реальные предпосылки для повышения скорости диффузии ионов в порошковой смеси и следовательно скорости разложения каолинита и образование

новых фаз, в данном случае муллита. Это позволяет получать изделия, содержащие до 98% этой фазы.

Более высокая теплопроводность прототипа связана с высоким содержанием (в сравнении с предложенным решением) корунда в изделии,теплопроводность которого значительно выше чем муллита (9,4 и 3,0 Вт/м К при 600°С, соответственно).

Пример конкретного выполнения.

В качестве плотной части двухслойного теплоизоляционного огнеупора использовалась стандартная масса МК-бО для изделия ЩЦУ (ГОСТ 891-73), в состав которой входят: шамот и глинистый компонент.

Масса для изоляционного слоя готовится следующим образом: после предварительной подготовки, включающей дробление и сушку, исходные компоненты: глинозем, кокс, кварцевый песок загружают в Z-образный смеситель и перемешивают в течение 15 мин. Затем шихта увлажняется глинистым гликером на основе раствора сульфитноспиртовой барды (ССБ) с предва- рйтельнорастворенной в нем борной кислотой и вторично перемешивается в течение 5-10 мин.

Загрузка составов в пресс-форму производится при установленной гофрированной перегородке из расчета 1/3 по длине - масса легковесной части, и 2/3 - масса МК- 65. Давление прессования - 30-50 МПа. По- сле сушки изделие обжигается при температуре 1400-1450°С.

Составы шихты и физико-механические свойства изделий приведены в таблице.

За-основу сравнительной характеристики приняты характеристики образцов с р каж - 0,93-1,0 г/см . Теплопроводность двухслойного .огнеупора марки ШЦУ-22 с учетом легковесного слоя, отвечающего предлагаемому составу, аналогу, прототипу и базовому варианту рассчитывалась по формуле

11+12

Ј

И , 12

Х+Ј

0

где А . - суммарйая теплоп роводность двухслойного огнеупора,

И - толщина плотного слоя,

2 - толщина легковесного слоя,

AI - теплопроводность плотной части,

Хг теплопроводность легковесной части

Полученные результаты свидетельствуют, что в случае получения двухслойного

5

огнеупора с использованием предлагаемого состава теплопроводность его понижается, по сравнению с аналогом почти в 2 раза, с прототипом - 1,5 раза, с базовым вариантом - более чем в 2 раза.

Предварительные значения компонентов шихты обосновываются составами, отвечающими стехиометрическому составу муллита( -25102). Верхний предел соп держания борной кислоты (5%) связан с пределом ее растворимости в воде при Т 40-50°С. Нижний предел содержания борной кислоты связан с тем, что ее содержание менее 2% не дает должного эффекта

5 муллитизации. .При содержании более 50% коксовой крошки изделия отличаются невысокой механической прочностью (состав ,5 МПа), а при содержании менее 15% происходит значительное повышение кажущейся плотности, что приводит к повыше-.

0

нию теплопроводности (состав 6).

Фор мула изобретения Композиция для получения теплоизоля- ционного слоя двухслойного огнеупора для вращающихся печей, включающая глинозем, кокс, глину, кварцевый песок и добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения коэффициента теплопроводно- сти, в качестве добавки она содержит борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глинозем25-48 Кокс . % 15-52 Глина 10-20 Кварцевый песок 8-15 Борная кислота 2-5

Использование: производство многослойных теплоизоляционных изделий, совмещающих футеровку и теплоизоляцию, в том числе для футеровки вращающихся печей для обжига. Сущность: композиция для получения теплоизоляционного слоя включает: глинозем 25-48 мае.%, кокс 15-52 мае.% , глина 10-20 мас.%, песок кварцевый 8-15 мас.%, борная кислота 2-5 мас.%. При приготовлении композиции глинозем, кокс и кварцевый песок перемешивают в течение 15 мин, затем смесь увлажняют глинистым шликером на основе раствора сульфитно- спиртовой барды (ССБ) с предварительно растворенной в нем борной кислотой и вторично перемешивают в течение 5-10 мин. После обжига при 1400-1450°С изделие из заявленной композиции характеризуется коэффициентом теплопроводности при 600°С 0,14-0,31 Вт/м:.к. 1 табл.