Огнеупорная масса Советский патент 1982 года по МПК C04B35/42 

(5) НЕУПОРНАЯ МАССА

Изобретение относится к высокотем пературным материалам, в частности к материалам, работающим при 1500 2100С в воздушной среде, и может быть использовано в горной металлургии в качестве торкрет-масс для футеровки металлургических печей и раз ливочных ковшей для изготовления на|- ревательных элементов и т.п. Известна огнеупорная масса на основе окиси алюминия и хромалюмофосфатной связки, получаемая затворение жидкой связки с порошкообразным наполнителем pj. Однако известный материал является изолятором с невысокими; характеристиками. Кроме того, при сушке эта безобжиговая масса вспучиваемся и по ристость ее достигает . Тугоплавкость этого материала превышает 1800-1900°С. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является шихта i2 для изготовления электропроводного материала, включающая, вес.%: Хромит редкоземельного элемента (РЗЭ) 40-9в Металлический хром 0, Монокристаллический наполнитель5 30 Фосфатное связующее 2-30 Однако при производстве этого материала для его отверждения необходимо несколько недель выдержки при , а в случае повышения температуры, с целью ускорения процесса получения, (Материал начинает вспучиваться. Кроме того, материал имеет недостаточную электропроводность при комнатной температуре. Цель изобретения - повышение электропроводности и уменьшение пористости за счет устранения вспучивания массы при сушке и ускорении процесса получения. Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная масса, включающая хромит редкоземельного-элемента или иттрия,.монокристаллический наполнитель и фосфатное связующе, дополнительно содержит хромит щелочноземельного элемента (ЦЗЭ) и окиси из группыМдО, , 2. при следующем соотношении, весД: Хромит ЩЗЭ1-7 Монокристаллическая 5-ЛО армирующая фаза Окисел-отвердитель 0,5-20 4-10 Фосфатное связующее Остальное Хромит РЗЭ или Y Хромит ЩЗЭ вводят в хромит РЗЭ совместной плавкой в ВЧ-реакторе. После плавки хромит диспергируют до 10-30 мкм. Хромит ЩЗЭ вводят для повышения электропроводности материала. При содержании хромита ЩЗЭ менее 1 весД электропроводность материала сильно ,падает, а при содержании хромита ЩЗЭ более 7 вес.% снижаются механические характеристики материала. Монокристаллический наполнитель предназначен для придания термостойкости всей композиции. В качестве него применяются монокристаллические окислы Me,, ZrOg - , S(( MgO, У„0, или их механические смеси. Дисперсность монокристаллимеского наполнителя 0,5-1 мм. Содержание в массе монокристаллического наполнителя менее 5 вес.| не приводит к достаточному увеличению термостойкости, а при содержании его более ЦО вес.% резко снижается электропроводность материала. Фосфатное связующее вводят для того, чтобы связать дисперсные элементы между собой в единый композиционный материал. Под фосфатной связкой в данном случае понимается продукт взаимодействия окисла металла с ортофосфорной кислотой или ангидридом . Введение связки менее k вес,% не имеет смысла, так как образуется слишком слабая связь в материале. Увеличение доли вводимой связки выше 10 вес. нерационально из-за ухудшения термической стабильности материала. Окислы из группы МдО, , , SnO, ZnO или из смеси вводят в качестве отвердителя, причем предпочтительно использовать окисел дисперсностью 1-5 мм. Хромит РЗЭ, или иттрия вводится для образования связи в матево ил ся 5 те бо ри тр 10 св ла ро по на 15 но ть на ,ке ри ти то сп уп иале, и для увеличения электропроности. При содержании хромита РЗЭ иттрия менее 23 об.% наблюдаетснижение прочности при высоких пературах, а при содержании его ее 89,5 об. термостойкость матела резко снижается. Дисперсность хромита РЗЭ или итя имеет существенное значение по ему влиянию на свойства материаДля обеспечения-достаточной электроводности необходимо применять, меньшей мере бифракционные смеси, ример, 60 вес. хромита дисперстью 60 мм и kQ вес. дисперснос0,8-1 мм. При этом-крупные зерхромита при тромбовке или прессовприходят в непосредственное сопосновение друг с другом. Из обласконтакта выжимается связка .- изоля и во всем материале.образуется . ошной каркас проводящего хромита. Для примера приготовляется огнерная масса, вес.%: Состав 1. (хромит ЩЗЭ) 1,5 (моно-Y OSкристалическии наполнитель) МдО Фосфатное связующее ZaCrOj(хромит РЗЭ или иттрия) Осгальное Состав 2. (хромит ЩЗЭ) 7 ZrO (монокристаллический наполнитель). МдО Фосфатное связующее YCrOj (хромит иттрия) ОстальноеСостав 3. СаСг,0, (хромит щелочноземельного элемента). ZrO.- (монокристаллический наполнитель) МдО Фосфатное связующее YCrOg (хромит иттрия) Остальное Состав Ц, SrCrO (хромит ЩЗЭ) б (монокристаллический наполнитель) 24 (фосфатное связующее)6 ZaCrOj (хромит РЗЭ) Остальное Состав 5. (хромит ЩЗЭ)2

ZnOg - 2.5 (монокристаллический наполнитель)5

,5

Фосфатное связующее5

YCTrOj (хромит иттрия) .ОстальСостав б;мое

, (хромит 1ЦЗЭ)5 ZnO. Oj (монокристал:лический наполнитель)..20

МдО .1

Фосфатное связующееб ZaCrO (хромит РЗЭ) Остально Состав 7.

СаСг2 04 (хромит ЩЗЭ)1 ZrOj - ( монокристаллический наполнитель)5 . МдО .0,5 Фосфатное связующее ZaCrOg (хромит РЗЭ) Остально Состав 8. Формула изобретения

Огнеупорная масса, включающая хромит редкоземельного -элемента или иттрия,- монокристаллаеский наполнитель и фосфатное связующее, о т л ич а ю щ а я с я . тем, что, с целью повышения электропроводности и уменьшения -пористости за счет устранения

(хромит 0133)

.3 (монокристал-

ZrO,лический наполнитель) kO MgO2

Фосфатноесвязующее 10 ZaCrOj (хромит редкоземельного элемента) Остальное

Свойства предложенного материала в сравнении с известный представлены в таблице.

Из приведенных в таблице данных

видно, по отношению к известнону предложенный материал, имеет электрет

проводность на 80% выше,- а явления .

вспучивания не наблюдается,-при этом пористость уменьшается в 1,5 раза.

Время отверждения его.уменьшается в 8 раз.

вспучива1ния массы при сушке и ускорения процесса получения, она дополни- тельно содержит хромит щелочноземельного элемента и окисел из группы

МдО, SSjOe, ° ° следующем соотношении компонентов, вес.%: Монокристаллический наполнитель5 0

Фосфатное связующее «-tO 7 ХРОМИТ щелочноземельного элемента Окисел из группы МдО, , 0, SnO, Хромит редкоземельного элемента или иттрия 1-7 принятые во внимание при экспертизе 0,5-2.0 5 Н- 288629, кл. С О В 35/10, 19б9 Остальное ff 561717, кя. С Ok В , 197 895964 g Источники информации, 1. Авторское свидетельство СССР 2. Авторское свидетельство СССР