Огнеупорная масса Советский патент 1980 года по МПК C04B35/105 C04B35/63 

1

Изобретение относится к составу высокоглиноаемистых огнеупорных масс на шпинельной связке и может быть использовано в металлургии в качестве футеровки печей и изготовления тиглей для плавки металлов.

Огнеупорные материалы, содержащие хромомагнезиальную шпинель, имеют широкое распространение в металлургии благодаря своим высоким эксплуатационным свойствам. Введение хромсодержащего компонента в огнеупорный материал может осушествпяться как в виде соединений Сг ( Ш), так и в виде соединений Сг (1). №:польаование соединений Сг () является более перспективным, так как позволяет упростить процесс изготовления огнеупорного изделия и повысить его качество.

Использование соединений шестивалентного хрома в качестве связки позволяет получать огнеупорные изделия с высокой прочностью до 18ОО кг/см

и термостойкостью 2О-50 теплосмен 8ОО°С - вода.

Недостатками указанных материалов Являются анач ггельная величина открытой пористости (до 2О%) и высокая температура обжига -1-

Известно введение в связку наряду с соединениями хрома соединений бора, что повышает термостойкость изделий и позволяет избежать ик разупрочнения при

10 обжиге в интервале 6ОО-900 С, а также повышает скорость шпинелеобразования 2.

Наиболее близким техническим решением к данному является огнеупорная

15 масса, содержащая, вес. %: корунд 8299, окись магния 0,4-10, соединения хрома 0,5-5 и соединения бора 0,1-3 в пересчете на L.

Недостатками известной корундово20шпинельной массы является высокая температура обжига 1 70ОС, значительная оеличина открытой искристости, составляющая 16,5-21%, невысокая механическая прочность изделий (предел прочности на сжатие составляет всаго 700, 1000 кгс/см ), а также пониженная температура начала деформации под нат РУЗКОЙ.

Последнее связано с наличием в составе массы соединений бора, образующих стеклофазу с низкой температурой начала размягчения, что приводит к снижению температуры деформации огнеупоров под нагрузкой на lOO-lSO C по сравнению с .огнеупорами, не содержащими соединений бора.

Цепь изобретения - снижение температуры обжига, пористости, повышение прочности и температуры начала деформации изделий под нагрузкой.

Поставленная цель достигается тем, что в огнеупорной массе, включающей корунд или глинозем, окись магния и химическую связку, содержащую водорастворимое соединение хрома и добавку, связка в качестве добавки 12-38 вес. золя кремневой кислоты в пересчете на SiO/i при соотношении компонентов, вес. Окись магния4-IO

Химическая связка1О-2ОКорунд или глинозем Остальное Диапазон концентраций золя кремневой кислоты выбирают, исходя из следующих соображений. При содержании O.j в связке менее 12вес. % для достижения указанного значения oтkpытoй пористости необходимо повышение температуры обжига до 1650С, а при содержании 02 в связке более 38 в,ес. % температура деформации изделий под нагрузкой 2 кг снижается до 1680-17ООс.

Массу готовят смешением сухих компонентов с последующим добавлением комплексной связки при тщательном перемешивании. Концентрация О2. в золе кремневой кислоты 5-30%. Более раэбавленный золь нетехнологичен, а концентрированные растворы золя кремневой кислоты неустойчиИ) и склонны к гелеобразованию, поэтому могут использоваться лишь в течение нескольких часов после их приготовления.

Хромсодержаший компонент может быть введен в состав массы как в виде сухого водорастворимого соединения, пер&ходящего в раствор при увлажнении сухой смеси золем кремневой кислоты, так и в виде раствора в воде или золя. При необходим ости влажность массы перед

изготовлением изделий корректируют, добавляя воду или подсушив эя до требу&мого уровня.

Массы предложенного состава испотгзуют для формирования изделий прессованием (влажность 3-5%), в качестве набивной массы (влажность 7-1О%) либо в виде огнеупорного бетона (влажность 12-16%). Отформованные изделия сушат при 9О-120 С и обжигают при 1450i50°C, поднимая температуру со скоростью 12 О-150 град/час.

Пример 1. Смесь состава, вес. %: корунд 87, окись магния 0,5, безводный хромат магния 12,5 увлажняют 12,1%-ным раствором золя кремнвой кислоты из расчета 100 г раствора на 1 кг сухой смеси и тщательно перемешивают.

В пересчете на сухие компоненты смесь имеет следующий состав, вас. %. Корунд86

Окись магния в виде MgO+

+ М§СгОд4

Хромовый ангидрид8,8 Двуокись кремния 1,2 Массу после перемешивания подсушивают до влажности 3-5%, прессуют издлия под давлением 800 кгс/см и обжигают, поднимая температуру со скорост 15 О град/час до .

Свойства изделий приведены в таблице.

Пример 2. К смеси состава, вес. %: глинозем Г 00 75,7, тонкомолотый обожженный магнезит Ю, 8, технический хромовый ангидрид 12,5 добавляют 2 7%-ный золь кремневой кислоты в количестве ЗОО г раствора золя на 1 кг сухой массы.

Состав смеси в пересчете на сухие компоненты, вес. %:

Глинозем7О

Окись магния10

Хромовый ангидрид12,5

Двуокись кремния7,5

Пример 3. К смеси 96О г молотого глинозема Г-ОО и 60 г окиси магния приливают 2ОО г 18%-ного раствора золя кремневой кислоты, в котором перед смешиванием растворяют 144 г хромового ангидрида. В пересчете на сухие компоненты смесь имеет следующий состав, вес. %:

Глинозем80

Окись магния5

Хромовый ангидрид12

Двуокись кректия3

Смесь тщательно перемешивают в смесителе, подсушивают до влажности

7306С1

3-5% и прессуют изделтся под давлением ЮОО кг/см.

Отпрессованные изделия обжигают при 145О°С,

Свойства изделий пр)гведекы в ta6nifце.

ПредлаfaeMbie

Прессование,

P 600krc/cMl500 1300-1500 9-11

Прессование,2 Р бООкгс/см 17ОО Как видно из таблипы, дополнительное введение золя кремневой кислоты к связке позволяет почти в 2 раза снизить пористость иаделнй пои сохранении их термостойкости, а снизить тем пературу обжига с до 140ОISOO C и повысить прочность и температуру начала деформации под нагрузкой улучшает эксплуатационные характеристи ки изделий из предложенных масс. Формула изобретения Огнеупорная масса, включающая к& рунд или глинозем, окись магния и XJbмическую связку, содержащую водораст48-52 1780-1 BOO

более ЮОО 16,5-19,2

45 воркмые соед1шенкя хрома и добавку, отличающаяся тем, что, с цепью снижения температуры обжига, пористости, повьпиения прочности и темп&ратуры начала деформации под нагрузкой химическая связка в качестве добавки содержит 12-38 вес. % золя кремневой кислоты в пересчете на Si Oj. при сле,ующем соотношении компонентов, вес. %г 4-10 Окись магния 10-20 Химическая связка Остальное Корунд или глинозем

77306618

Источники информации,2. Дегтярева Э. В., Хейнарский И, С.

принятые во Егнимание при экспертизеМагпиэиально-силикатные и шпинельпые

Me 565021, кл. С О4 В 35/1О, 1974. 5 № 5О3835, кл. С 04 В 35/10, 1975.

огнеупоры. М., Металлургия, 1977.