Огнеупорная защитная обмазка Советский патент 1982 года по МПК B22D41/02 

СЗ) ОГНЕУПОРНАЯ ЗАЩИТНАЯ ОБМАЗКА

1

Изобретение относится к составам огнеупорных защитных обмазок для керамических материалов и может быть использовано в металлургии, химической промышленности и энергетике, в частности, для защиты футеровок вращающихся печей цементного и глиноземного производства, а также в качестве мертеля для кладки штучных огнеупоров.

Известна обмазка, включающая красный шлам переработки бокситового сырья на глинозем по способу Байера, содержащий, %: , до 55 А12.05 13-19, SiOg k-6, CaO до 6, R -5 и прочие компоненты в виде микропримесей, который частично используется в качестве строительного материала и сырья для черной металлургии 1.

Известен состав конструкционного материала на основе красного шлама и кварцевого песка или смеси доломита с кремнеземом. Отформованные изделия обжигают выше 1000°С fzj.

Известен состав керамических материалов, который получают смешивая 5 100 вес.ч. красного шлама и 50200 вес.ч. песка. Изделия обжигают при 1000-1500 0 13}.

Известен такме состав керамических материалов, который получают 10 добавляя к красному шламу 1-15 вес.% песка или вулканиче кого пепла и 20-35 вес.% жидкого стекла. Изделия обжигают при 1200с{.

Кроме того, известен состав обмазки для литейных ковшей, которую готовят, смешивая при 1бО-190°С красный шлам и вспученный битум 5j.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо мому результату является состав обмазки для футеровки литейных ковшей, включающий ЦО вес.ч. воды и 100 вес.ч. красного шлама. Шлам имеет следующий химический состав, : ГСгО 53, AljO, 16, TiO 8, SiOi 6, (0 3, 5. Защитная обмазка наносится любым известным способом и проходит термическую обработку в процессе эксплуатации 6. Недостатками известного состава обмазки являются высокая величина открытой пористости поверхностного слоя, равная 20-25, а также низкая адгезия обмазки к огнеупорам, ха рактеризующая прочностью сдвига обмазки порядка кг/см . Цель изобретения - повышение адгезии защитной обмазки к поверхности керамических материалов и повышение стойкости и прочности керамических материалов за счет снижения пористости. Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная защитная обмаз ка для керамических материалов, включающая красный шлам переработки бокситов и затворяющую жидкость, дополнительно содержит алюминий и флюсующую добавку при следующем соотношении ингредиентов, весД: 8,4-15,6 Алюминий Флюсующая до12,0-18,0 бавка Затворяющая 10,0-20,0 жидкость Красный шлам переработки Остальное бокситов В качестве флюсующей добавки oj- неупорная защитная обмазка содержит борный ангидрид, или борную кислоту или окись магния, или сульфат Mai- ния, или хлорид магния, или полифос фаты щелочных металлов, или бесщелочное жидкое стекло, или аморфную двуокись кремния, или смесь окиси магния с хлоридом магния или сульфа том магния при соотношении 2,5:1-1 Флюсующая добавка должна обеспечивать прочное сцепление защитной обмазки с материалом и заполнение его пор. В качестве затворяющей жидкости возможно использование воды, многоатомных спиртов, например глицерина и этилсиликата в виде водных и вод но-спиртовых растворов. В некоторых случаях в затворяющую жидкость вво дят поверхностно-активные вещества Термообработку обмазки производят в процессе эксплуатации футеровки. 74 причем до подъем температуры осуществляют с скоростью, не более 1 град/мин, в дальнейшем состав обмазки не критичен к скорости подъема температуры. В интервале температур 750-800 С происходит металлотермическая реакция по уравнению 2А1 + Т-е. AljC) 3 2Fe, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и локальными перегревами до размя - чения защищаемой поверхности. Одновременно с этим происходит плавление флюсующей добавки, проникновение расплава в поры материала и кристаллизация в.порах. Диапазон концентраций компонентов шихты обусловлен тем, что при содержании их в красном шламе в пределах 40-551 количество вводимого в шихту алюминия должно обеспечивать полное протекание реакции. Количество флюсующей добавки выбирают из условий оптимального снижения пористости материала и повышения прочности сцепления защитного слоя с поверхностью без существенного удорожания обмазки и снижения физико-механических характеристик защищаемого огнеупора. Нанесение обмазки на защищаемую поверхность производят любым известным способом (окраской, напылением, окунанием и т.п.). Пример. Смесь красного шлама, содержащую , металлический алюминий в виде порошка с размером частиц приблизительно 40 мкм и борный ангидрид, увлажняют водой до влажности 20% и тщательно перемешивают. Приготовленная смесь имеет следующий вещественный состав, вЪс.: Красный шлам Металлический алюминий 10,5 Борный ангидрид12,0 Вода 20,0 Смесь используют в качестве обмазки внутренней поверхности муфельной печи, выполненной из шамота марки ШК-28 с открытой пористостью 2k,2% и используемой для спекания нефелинового концентрата с щелочью. Муфель с обмазкой сушат 2-3 ч при 100°С, а затем температуру поднимают с произвольной скоростью до номинальной рабочей температуры . Величина открытой пористости футеровки снижа ется после термообработки до а стойкость муфеля возрастает на 25-30. При использовании борной ки лоты смесь будет иметь аналогичные свойства. Пример 2. В качестве кладо ного раствора для штучных шамотных изделий марки ШК-5 используют смесь включающую, вес.%: Красный шлам с содержанием Ре,0з % 60,9 Алюминиевый порошок . Гель кремне вой кислоты (в пересчете на SiO) 17,0 Вода13,0 Термообработку проводят аналогично примеру 1. Прочность кладочного шва после обжига при составля ет 88 кг/см . Пример 3. Готовят смесь порошкообразного металлического алюминия марки ПА-1, красного шлама с средним содержанием ,3 вес. обожженного магнезита и сульфата ма( ния, взятых в весовом соотношении MgO : MgSOд 1:2. К сухой смеси добавляют 80%-ный раствор глицерина в воде и тщательно перемешивают. Полученная обмазка имеет следующий соста Красный шлам 53,6 Металлический алюминийВ, Смесь и MgSO. в соотношении 1:2 18,0 Затворяющая жидкость (Водный глицерин) 20,0 Пастообразную обмазку наносят шпа телем слоем толщиной мм на хроми то-магнезитовую футеровку марки ХМЦ трубчатой лабораторной печи для обжи га цементного клинкера. Печь нагрева ют до с скоростью 50-60 град/ч а затем с произвольной скоростью до 1200-1250С. Величина открытой пористости поверхностного слоя футеровки снижаетс с 19-22 до 11-15%, стойкость футеров ки возрастает на 20-25%. При изменении соотношения MgO : MgSp4/ в пределах 2, или при замене NfgSQi на MgClj свойства покрытия практически не изменяются. Прим-ер , К смеси, содержащей, вес..%: порошкообразный алюминий марки ПА 115,6, красный шлам 62,, (5,7 ) и аморфный кремнезём 10, добавляют 12 весД водно-спиртового раствора этилсиликата , содержащего приблизительно 17 Si02. Состав смеси, вес.: Красный шлам 62, Металлический алюминий 15 6 Аморфная двуокись кремния 12,0 Затворяющая жидкость (водно-спиртовыйраствор) Тщательно перемешанную смесь используют в качестве мертеля для кладки обожженных полукислых изделий марки ПБ. После кладки на футеровку .наносят слой защитной обмазки того же состава. Термообработку футеровки с обмазкой осуществляют аналогично принеПрочность кладочного шва после , обжига при составляет 7 кг/см. Открытая пористость футеровки снизилась с 25-28% до 16-18% после термообработки обмазки. Стойкость футеровки в атмосфере кислых газов, обраЩующихся при обжиге алунита, повысилась на 15-20% по сравнению с. стойкостью футеровки без защитной обмазки. Пример 5. К смеси красного лама, содержащей 5 вес.% и алюминий порошок, добавляют полиосфат натрия (NaTOj) и воду при слеующем соотношении ингредиентов, ес.%: Красный шлам57,0 Алюминиевый порошок11,0 Полифосфат натрия14,0 Вода18,0 Приготовленную смесь используют качестве кладочного раствора для тучных шамотных огнеупоров. Прочость шва на сдвиг после обжига ри составляет 123 кг/см 12,3 МПа), клеевой шов выдержива