Огнеупорная бетонная смесь Советский патент 1982 года по МПК C04B35/14 C04B28/34 

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, в частности к огнеупорным бетонным смесям, которые могут быть использованы для футеровки плавильных и стекловаренны печей, а также служить в- качестве материала литейных форм при высокотемпературном литье металлов, сплавов, петрургических расплавов и огне упорных материалов. Известна огнеупорная масса l J для литейных форм и стержней , содерж щая, вес.: Основа Цирконовый порошок 1,6 - 1,2 Алюмофосфат 0, - 0,6 Окись магния Сподумем0,8 - 1,0 . К недостаткам данной смеси относится пластичность материала как при комнатной температуре, так и при тем пературах до 1000°С и выше, вследствие низкого .содержания алюмофосфата Наиболее близкой к предлагаемой является огнеупорная бетонная смесь 2, содержащая, вес.%: Алюмохромфосфатное связующее Циркон Высокоглиноземистый цемент 0,2 - 2,5 Остальное Кварцевый песок Недостаток известной смеси - сравнительно высокая пластичность материала, особенно в интервале температур 500 - 800°С и выше. По экспериментальным данным добавка высокоглиноземистого цемента, способствующая некоторому повышению огнеупорности материала, при нагревании выше 800 С резко снижает жесткость последнего. Так, например, величина условного предела текучести известной смеси в интервале температур 800 - 1200с падает с 4,0 - 5.0 3 10 0,05 - 0., 1 кгс/см2 При 1300С величина условного предела текучест массы имеет практически нулевое зна чение. Целью изобретения является повышение предела текучести огнеупорной массы в интервале температур 500 ТЗОО С. Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная бетонная смесь включающая алюмохромфосфатное связующее, циркон и кварцевый песок, дополнительно содержит тонкоизмельченные отходы песчаных литейных фор при следующем соотношении компонентов, вес.|: Алюмохромфосфатное связующее Циркон Тон кои 3 мел ь чен ные отходы песчаных 20 - 60 литейных форм Кварцевый песок Остальное Отходы песчаных форм содержат, вес.%: фракции от 0,1 до 0,63 мм 60-80; фракции менее 0,1 мм 10-30; фракции менее О,Об мм 10-20. Отходы песчаных форм по химическому составу практически идентичны исходной огнеупорной массе, т.е. со держат, мас.: Кварцевый песок 60 - 80 Циркон2-15 Алюмохромфосфат ное связующее10 - 18 Алюмохромфосфатное связующее при сутствует в отходах форм в виде обе звоженных фосфатов А1 и Сг Способ получения отходов форм сл дующий . Из исходной огнеупорной массы из готавливаются литейные формы для пр изводства электроплавленных огнеупо ров. После заливки в эти формы расплава и отжига отливок формы разбираются для извлечения из них отливо В период заливки и отжига материал формы прогревается до 1500С. Обломки форм измельчаются в дробильном аппарате (в данном случае шаровой мельнице) до заданной зерни стости. Затем в качестве одного из основных составляющих вводятся в со став новой огнеупорной массы, из ко торой заново изготавливаются литейные формы и т.д. В результате прогрева материала формы до. температур 1500С oL- кварц из исходного кварцевого песка переходит в высокотемпературную модификацию кристабалита, характеризующуюся меньшим КТР из-за отсутствия модификационных превращений при нагревании, что способствует повышению предела текучести (жесткости) образцов. При измельчении отходов форм до заданного гранулометрического состава резко возрастает удельная поверхность частиц наполнителя ( на 50 - 70, что приводит к образованию плотной упаковки зерен наполнителя при оптимальном количестве связующего и в совокупности с низким КТР, основной составляющей Р) - кристабалита способствует достижению поставленной цели. Предлагаемый состав огнеупорной массы обладает повышенной жесткостью как при комнатной, так и при температурах порядка 1000 С и выше по сравнению с огнеупорными смесями известных составов. Эта масса технологична в производстве: негазотворна и обладает незначительным временем затвердевания при 250 - . При нагревании от до 500С ее жесткость резко возрастает, при температурах порядка 500 - остается практически неизменной, с повышением температуры до наблюдается некоторое уменьшение жесткости материала, однако необходимые упругие свойства сохраняются вплоть до 1500°С. Пример . При приготовлении огнеупорных масс используют кварцевый песок ТУ21-01-171-68;цирконовый концентрат, ОСТ 8-82-7 ; алюмохромфос-о. фатная связка, плотностью 1,5 г/см , ТУб-18-166-73; отходы песчаных литейных форм после использования их в качестве материала форм при производстве бадделеито-корундового огнеупора. Измельчение отработанных песчаных литейных форм проводят в лабораторной шаровой мельнице с диаметром барабана 250 мм при скорости вращения барабана АО об/мин в течение 30 мин. Рассев измельченного материала по фракциям осуществляют на лабораторном ротапе, модели 029. Для определения условного предела текучести на лабораторном копре по стандартным методикам формуют образцы типа восьмерка. После сушки приготовленных образцов при в течение 30 - 5 мин из них алмазным сверлом вырезают образцы цилиндрической формы, диаметром 25 мм и высотой 25 мм.. Испытания приготовленных образцо по определению значений условного предела текучести осуществляют на специальной установке конструкции лаборатории огнеупоров ГИС в ди апазоне температур до . В табл. 1 представлены примеры огнеупорной бетонной смеси. Результаты определений условного предела текучести предлагаемой и из вестной смесей при различных темпер турах приведены в таблице 2. Приведенные сравнительные испытания показали, что жесткость (условный предел текучести) предлагаемой огнеупорной смеси значительно выше жесткости известной/особенно при температурах и выше. Указанные свойства предлагаемой огнеупорной массы позволяют изготав 24 ливать из нее оболочковые литейные формы для производства крупных отливок электроплавленных огнеупоров (100 - 700 кг и более) , характеризующихся температурами заливки расплава - 1800 - , где особенно важна высокая жесткость материала литейной формы при температурах формирования отливки. Ожидаемый экономический эффект использовании составов предлагаемой огнеупорной массы в качестве материала для литейных форм в производстве электроплавленных огнеупоров обусловлен снижением брака отливок огнеупоров за счет улучшения геометрической точности изделий вследствие высокой жесткости материала литейных форм; уменьшением расхода инструмента на основе природных алмазов при механической обработке изделий; значительным сокращением расхода исходного материала форм за счет вовлечения в оборот до сих пор неиспользуемых отходов песчаных литейных форм. Таблица Г

Кварцевый песок 60,052,,043,0

Циркон 10,012,04,015,0

Алюмохромфосфатноё связующее 10,011,0И,О12,0

Отходы литейных

форм 20,025,035,030,0 Условный предел текучести Смесь

500

23,6 25,9

40,0 35 25 59,2 5,0 3,0 2,0 28,0

16,0 18,0 13,0 11,0

39,0 44,0 60 ,0 Высокоглиноземистыйцемент-1,3

Таблица 2

1500

1000

.1

1,0 1,2 5,2 (кг/см ) при Т, С

повышения предела текучести в интервале температур 500-1500°С, она дополнительно содержит тонкоизмельченные отходы песчаных литейных форм при следующем соотношении указанных компонентов, вес.%:

Алюмохромфосфатное

10 - 18

связующее 2 - 15 Циркон

8977528

Продолжение табл. 2

30Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

по заявке W 2623 21/29-33, кп. С Oij В 29/02, 1978.