Способ изготовления огнеупорных изделий с внутренней полостью Советский патент 1993 года по МПК C04B35/00 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к высокоглино- ; земистым и корундовым огнеупорам, используемым в качестве трубопроводов, в качестве горелочных блоков или диффузо- jров для нагревательных печей металлурги- , ческой промышленности, и может быть использовано в цветной, авиационной и др. i отраслях промышленности, применяемых (Огнеупорные изделия с внутренней полостью простой и сложной конфигурации.

Целью изобретения является упроще- i ние технологии с одновременным снижени- |бм газовыделений и уменьшение : себестоимости полых огнеупорных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления огнеупорных изделий с внутренней полостью, включающем установку пуансона-пустотообразователя в форму, заполнение ее огнеупорной массой, извлечение заготовки с пуансоном из формы, сушку и обжиг изделий, в качестве пус- тотообразователя применяют пуансон из пенопопистиролэ с кажущейся плотностью 0,021-0,040 г/см , при этом сушку осуществляют при температуре 100-150°С с последующим удалением пуансона перед обжигом.

Благодаря предложенному материалу для пуансона и режиму сушки значительно упрощается технология изготовления изделий за счет исключения операции выжигания термопластичпой связки пуансона или

00

О 00

ю VI ел

W

полного выжигания пуансона в процессе

высокотемпературного обжига.

При .этом практически исключается газовыделение, сопутствующее выжиганию термопластичной связки;

Пуансоны из пенополистирола свободно удаляются из сырца изделий после сушки при 100-150°С, т.к. уменьшаются в размере в 2-30 раз.

Кажущаяся плотность пенополмстиро- ловых пуансонов в 42-87 раз ниже, чем пуансонов у прототипа, а стоимость I м в 2-35 раз ниже (см.табл.1), что приводит к уменьшению себестоимости готовых-изделий,

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Пьмипо/шстироловый пуансон с. кажущейся плотностью 0,021-0,40 г/см1 устанавливают i.i (ГИПСОВУЮ, /V.;pJf :liUiyiO

или металлическую), заполняют форму огнеупорной массой, после приобретения необходимой прочности освобождают сырец с пуансоном из формы и устанавливают в сушку, где достигают максимальной темпе- .ратуры 100 150°С. Затем охлаждав полуфабрикат и удаляют пуансон, оОъем которого в процессе сушки полуфабриката уменьшился в 2-30 раз. Освобожденный от пуансона полуфабрикат подают-на высокотемпературный обжиг .

Примеры. Были изготовлены пуансоны со средним диаметром 55 мм и высотой 60 мм состава прототипа из глинозема на термопластичной связке и пуансон из пенопо- листирола с различной кажущейся плотностью. Данные пуансоны вставляли в металлическую форму, собирали форму с фиксированием пуансона и закрепляли форму на вибростоле. Приготовляли мулли- токорундовую огнеупорную массу влажностью около 6% следующего состава, мас.,%: корунд плавленый фр. 3-0 мм35

муллит плавленый фр.. мм30

глинозем ГК вибромолотый

фр. 0,063 мм35

Массу подавали в зазор между металлической обечайкой и закрепленным в форме пуансоном. При вибрировании формы масса текла и заполняла пространство- между обечайкой и пуансоном. После выдерживания массы в течение 30-60 мин Форму разбирали, вынимали сырец изделии из формы вместе с пуансоном.

Изготовленные образцы с пуансоном устанавливали в сушильный шкаф и производили термообработку при 100-150°С в течение 2 ч.

При использовании пуансона прототипа (из глинозема на термопластичной связке) в процессе сушки сырец огнеупора

пропитывался расплавом термопластммной

связки, пуансон после сушки вынуть из об разца невозможно и только после утильного

обжига после выгорания термопластичной

связки и удаления глинозема, т.е. полного удаления пуансона, возможно было осуществить высокотемпературный обжиг изделия.

Пенополистироловые пуансоны с кажущейся плотностью 0,047 и 0,057 г/см3 при данной термической обработке разрушили огнеупорные образцы (растрескались по образующей).

. При использовании рекомендуемых пе5 нополистироловых пуансонов при их кажущейся плотности от 0,017 до 0,040 г/см3 при температурах 100-150°С происходила усадка - их объем уменьшался в 2-30 раз и они легко вынимались из сырца огнеупорных из0 делий. При таком значительном изменении объема масса пуансонов практически не изменяется (масса уменьшилась на 0,2-1,4%), что свидетельствует об отсутствии термодеструкции. Высушенные образцы без пено5 полиетироловых пуансонов подавались на высокотемпературный обжиг.

Влияние температуры на объемные из- меиения-пуансонов с различной кажущейся плотностью приведены в табл,2.

0Пуансоны устанавливали в сушильный шкаф при температуре 70°С и после 2-ч асо- вой выдержки поднимали температуру до 160°С с интервалом 10°С и выдержкой 2 ч при каждой температуре.

5Наиболее значительную усадку при 100-150°С имеют пуансоны с исходной кажущейся плотностью помополистирола 0,01-7-0,040 г/см3. При плотности 0,047 и 0,057 г/см наблюдается значительный рост

0 пуансонов..

Данный способ с использованием пено- полистироловых пуансонов-с кажущейся плотностью от 0,017 до 0,052 г/см3 проверен при изготовлении особосложных про5 мышленных изделий - тройника реформера и крупногабаритных диффузоров. Пенопо- листиролозые пуансоны фиксировали в специально изготовленных формах, формы крепили к вибростолу и огнеупорную массу

0 вышеуказанного состава заливали при виб- .рировании в форму. Затем форму с сырцом изделия подавали в сушильную камеру, где выдерживали при температуре 70°С в течение 5-10 ч. После приобретения сырцом из5 делия прочности, форму разбирали и удаляли, температуру в сушке поднимали до 100-150°С и сырец выдерживали в зависимости от его размера от 4 до 24 ч.

При использовании пуансонов с плотностью 0,047 и 0,052 сырец тройника

рассыпался, а в каналах диффузора наблюдались трещины, что связано с объемными изменениями пуансона в процессе термо- о,бработки,

| При использовании в диффузоре пуансонов состава прототипа из глинозема на термопластичной связке, после термообработки их удалить не удалось - сырец изделия был подан на обжиг, где и произошло выгорание термопластичной связки и высы- п ание глинозема.

| При применении пуансонов с исходной кажущейся плотностью от 0,021 до 0,040 г/см , сырец изделий никаких дефектов не имел. Пуа-нсоны легко удалялись изделий. Г|ри использовании пенополистироловых п уансонов с кажущейся плотностью О ,017 г/см3 внутренняя поверхность каналов тройника и диффузоров была несколько деформированной, что связано с низкой прочностью пенополистирола и его деформацией при заливке тяжелой огнеупорной массой (3,1 г/см ), а также имела неудовлет- вэрительную внутреннюю поверхность, что с зязано с некачественной поверхностью пу- а неона из-за разрывов отдельных ячеек гра- н|ул пенополистирола и недостаточно плотным их спеканием между собой из-за их Максимального вспенивания.

Выполненные эксперименты и про- Мышленные испытания показали: 1. При применении пуансонов состава прототипа невозможно осуществить операцию удаления пуансона из сырца изделия перед обжигом 2. Изготовление огнеупорных изделий с внутренней полостью с использованием в к;зчестве пустотообразователей пенополиироловых пуансонов с кажущейся плотноью 0,021-0,040 г/см3 с последующей термообработкой при 100-150°С и удалением пуансона перед обжигом позволяет:

- значительно упростить технологию и исключить дополнительный обжиг по выгои

10

20

ранию термопластичной связки. Выгорание связки приводит к значительным газовыделениям и загрязнению атмосферы. Например, при обжиге 1 пуансона тройника реформера, изготовленного из глинозема на термопластичной связке массой 6370 г. следует удалить 950 г. связки:

- использовать значительно более легкие пенполистироловые пуансоны, которые, в 42-87 раз легче, чем пуансоны состава прототипа. При использовании рекомендуемых пуансонов не требуется прилагать больших физических усилий и осторожного обращения для предотвращения их дефор- 15 мации. Например, рекомендуемый пуансон из пенополистирола для тройника реформера весит 75 г., а пуансон из глинозема на термопластичной связке 6370 г.;

- снизить стоимость пуансонов на 50- 87%;

- снизить расход материалов на изготовление пуансонов на 97,7-98,9%;

- снизить производственные расходы за счет отказа от дополнительного обжига 25 на 95%.

Формула изобретения

Способ изготовления огнеупорных из- 30 делий с внутренней полостью, включающий установку пуансона-пустотообразователя в форму, заполнение ее огнеупорной массой, извлечение заготовки с пуансоном из формы, сушку и обжиг, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и уменьшения газовыделений, а так-. же снижения себестоимости изделий, в качестве материала пустотообразователя используют пенополистирол„ с кажущейся 40 плотностью 0,021 -0,040 , сушку осуществляют при температуре 100-150°С с последующим удалением пуансона перед обжигом.

Таблица 1

35

Продолжение табл.1

Использование: изобретение относится к огнеупорной подотрасли, в частности к пустотелым высокоглиноземистым и корундовым огнеупорам для различных отраслей промышленности. Цель: упрощение технологии изготовления со снижением гззовы- делений и уменьшение себестоимости изделий. Сущность изобретения: для изготовления изделий пуансон из пенополисти- рола с кажущейся плотностью 0,01-0,040 г/см3 устанавливают в форму, которую заполняют огнеупорной массой. Затем сырец изделия с пуансоном извлекают из формы и сушат при 100 150°С. При температуре сушки пенополистироловый пуансон уменьшается в объеме в 2-30 раз и легко извлекается. После удаления пуансона изделие обжигают. 2 табл.

Таблица 2