Шихта для изготовления карборундо-ВОгО ОгНЕупОРНОгО МАТЕРиАлА Советский патент 1981 года по МПК C04B35/565 

1

Изобретение относится к составу огнеупорных материалов и может быть использовано в металлургии и машиностроении в качестве футеровки муфельных печей термической обработки металлов, а также при изготовлении тиглей для плавки цветных металлов.

Известен огнеупорный материал, включающий 74-84 вес. % карбида кремния 0,5-3,0 вес. % окиси магния, 4-8 вес. % глины и 11,5-15 вес. % алюмофосфатной связки 1.

Указанная масса обладает хорошей формуемостью и требует низких температур обжига.

Кроме того, применение фосфатных связок для огнеупоров, работающих в восстановительной атмосфере, нежелательно вследствие протекающих химических реакций разложения связки и восстановления продуктов разложения до элементарного фосфора, который является одной из самых нежелательных примесей в металлах.

Наиболее близким к изобретению является состав огнеупорной массы 2, включающий 55-63 вес. % карбида кремния, 20-25 вес. % хромита 3-5 вес. % окиси магния и 13-17 вес. % алюмохромофосфатной связки. Изделия из масс указанного состава обладают высокими термомеханическими свойствами, в частности прочностью на сжатпе 600-700 кгс/см и теплопроводностью 5,0-6,5 ккал/м-час°С.

К недостаткам известного состава следует отнести высокую температуру обжига (1600°С), относительно низкую устойчивость в восстановительных средах, связанную с термической диссоциацией связки, а также относительно низкую плотность (2,4 г/см). Целью изобретения является повышение прочности, устойчивости в восстановительной среде изделий и снижение температуры обжига.

Поставленная цель достнгается за счет того, что шихта для изготовления карборундового огнеупорного материала, включающая карбид кремния и химическую связку, в качестве химической связки она содержит хромовокислые соединения магния или смесь окиси магния с хромовым ангндридом при мольном отношении 1,0-1,4 и следующем соотношении компонентов, вес. %: карбид кремния 72,0-92,8, химическая связка

7,2-28,0.

В процессе обжига изделия происходит разложеиие хромата магния на окись магния и хромшпинелид по уравнению реакции

2MgCrO4 :MgO+MgCrA+3/2O, t . Хромшпинелид и окись магния, взаимодействуя с продуктами частичного окисления карбида кремния в процессе обжига, образуют нрочную керамическую связку, а выделяющийся в объеме материала кислород создает локально окислительные зоны, препятствующие образованню дефектной структуры типа «черной сердцевины. При концентрации связки в щихте менее 7,2 вес. % нзделия не обладают достаточной прочностью, а введение связки в количествах ббльщих, чем 28 вес. %, приводит к увеличению пористости и снижению плотности изделий. Пример I. Шихту, состоящую из 40,0 вес. % карбида кремния с размером зерна 60-200 мкм, 32 вес. % карбида кремния с размером зерна о-7 мкм, 8,0 вес. % окиси магния и 20,0 вес. % хромового ангидрида, увлажняют водой до влажности массы 5-8% и тщательно перемещпвают. Готовую массу формуют прессованием при усилии 600-800 кгс/см, сущат изделие в течение 2-4 час при температуре 60- 80С, а затем обжигают при 1250°С со скоростью подъема температуры 50-100°С/час до 700°С и со скоростью 150-200°С/час в интервале температур 700-1250°С. Пример 3. Шихту, состоящую из 36,0 вес. % карбида кремния с зерновым составом 40-160 мкм, 43,5 вес. % карбида кремння с размером зерна 5-7 мкм, 15,2 вес. % хромата магния MgCrO4-51 20 и 5,3 вес. %бихромата магния MgCr207-6H20, увлажняют 5%-ным раствором поливинилового спирта до влажности 2-4% и перемещивают. В пересчете на сухие компоненты щихта имеет следующий состав, вес. %: Карбид кремния86,0 Хромат магиия10,0 Вихромат магиия4,0 Мольное соотнощение СгОз: MgO в данном случае составляет 1,28. Изделия прессуют с усилием 500-700 кгс/см сущат и обжигают по режиму, указанному в иримере 1. Пример 3. Шихту, состоящую из 92,8 вес. % мелкодисиерсного карбида кремния (5-7 мкм), 2,0 вес. % окиси магния и 5,2 вес. % хромового ангидрида увлажняют водой до влажности 4-8 %, перемешивают п прессуют изделия при удельном давлении 500-700 кгс/см Р1зделия сущат и обжигают по режиму, указанному в примере 1. В таблице приведены свойства изделий, получеппых из предложенной шихты в сравпении с щихтой по авт. св. № 408935.

Формула изобретения

Шихта для изготовления карборундового огнеуиорного материала, включающая карбид кремн Я и химическую связку, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, устойчивости материала в восстановптельных средах, и снижения температуры обжига, в качестве химической связки она содержит хромовокислые соедииения магния или смесь окиси магния с хромовым

ангидридом при мольном отношении 1,0- 1,4 и следующем соотнощении компонентов, вес. %:

Карбид кремния72,0-92,8

Химическая связка7,2-28,0

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 408935, кл. С 04В 35/56, 1972.