Огнеупорная масса Советский патент 1982 года по МПК C04B33/22 

Изобретение относится к огнеупорным материалам для монолитной футе- ровки и ремонта тепловых агрегатов черной и цветной металлургии, производства безобжиговых огнеупорных изделий.

Известна огнеупорная масса на основе шамота, для связывания которой используют ортофосфорную кислоту или фосфаты различных металлов Ц

Недостатком такой массы является . низкая прочность без длительной термообработки при 200-500°С. Приготовление этой массы приводит к сильнейшей коррозии металлоконструкций. Кроме того, ее нельзя применять при производстве ответственных марок сталей и сплавов цветных металлов из-за загрязнения их фосфором.

Наиболее близкой к предлагаемому способу является огнеупорная масса, содержащая глину огнеупорную, магний сернокислый, хидкое стекло и шамот при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Глина огнеупорная 5-15 Магний сернокислый 3-10 Жидкое стекло 3-10 Шамот65-89 С2.

i Однако, жидкое стекло, используемое в качестве связукяцего в огнеупорной массе, повышает в них содержание щелочных окислов, не обладающих огнеупорными свойствами. В результате снижается температура появления жидкой фазы при нагреве. Поэтому у такой массы снижаются такие . важные в процессе эксплуатации огнеtoупорные свойства, как температурная . прочность и деформация под нагрузкой.

Целью изобретения является повышение температуры деформации под на15грузкой, увеличение предела прочности при сжатии в температурном интервале 500-1100°С при сохранении пластичных свойств материала.

Поставленная цель достигается тем,

20 что огнеупорная масса, включающая шамот, глину огнеупорную, магний сернокислый, содержит дополнительно порошок обожженного магнезита при следующем соотношении компонентов,

25 вес.%:

Глина огнеупорная 1-11 Магний сернокислый 4-10 Порошок обожжен1гого магнезита13-35

30

ШамотОстальное Добавление к шамотной массе химического связуюсдего, представляющего смесь молотого магнезитового порошка, огнеупорной глины и сернокислого магния, повышает ее свойства. Объясняется это тем, что окись магния магнезита, вступая при нагре вании во взаимодействие с AC Оз и SiOj стеклофазы, резко снижает ее количество за счет образования высо коогнеупорных кристаллических фаз: форстерита 2MgO 8102{т.пл. 18УО°С ) и магнезиально-глиноземистой шпинел MgAIgO (т.пл. 2030-2050°СЬ Обогащение стеклофазы выcoкooгнeyпopны и окислами и соединениями повышает тем пературу появления ее в жидком состо яниц и увеличивает, таким образом, температуру деформации под нагрузкой Кроме того, гидратация окиси маг незита, усиливающаяся в присутствии соли-электролита MgS04, приводит к затвердеванию шамотной массы. Высокая температура разложения MgS04 (1000-1150°С) обеспечивает высокую прочность массы при нагреве в интервале температур 500-1100°С, Огнеупорная глина придает шамотной массе пластичность, участвует в процессе твердения. Повышение свойств шамотной массы расширяет и сферу ее применения для монолитной футеровки, ремонта или изготовления безобжиговых изделий. В составе огнеупорной массы могут быть использованы следующие материалы : шамотный порошок с содержанием А12Оз не менее 25%, получаемый дроблением брака шамотных изделий или изделий после службы; порошок обожженного магнезита или каустический магнезит с содержанием окиси магния не менее 80% о размером частиц 30-88 мкм; глина огнеупорная пластичная или средней пластичности, молотая, с огнеупорностью не ниже 1580°с; магний сернокислый нической степени чистоты и чистый (.марки Ч) с размером частиц, не более 0,1 мм. Приготовление огнеупорной массы состоит в совместном тщательном пере мешивании ее компонентов «в любом смесительном оборудовании: скоростНом лопастном смесителе, бегунковом и зетообразном смесителе. Сернокислый магний может .быть введен в массу в порошкообразном виде или в виде водного раствора. Подготовка массы к использованию заключаетсяв добавлении к ней жидкости-затворителя. В качестве последней используют воду или- раствор сульфитоспиртовой барды (бражки) плотностью 1,03-1,1-0 г/см 5. Применение в качестве жидкости-затворителя массы сев позволяет снизить содержание в ней огнеупорной глины. Для полусухого трамбования и прессования огнеупорной массы коли- чество жидкости-затворителя составляет 5-9%, для получения пластичной бетонной консистенции - 7-12% сверх 100% веса массы. В табл. 1 приведены составы огнеупорной массы, из которых были изготовлены образцы для испытаний. Образцы прессовали из масс, затворенных водой, при удельном давлении прессования 50 МПа. .В табл. 2 приведены результаты испытаний образцов. Таким образом, предлагаемая огнеупорная масса обеспечивает высокие огнеупорные свойства, т.е. темпера- i туру деформации под нагрузкой, прочностные свойства при нагреве в интервале температур 500-1100 С. Пластичность массы также придает хорошую формуемость. Экономическая эффективность использования предлагаемой огнеупорной массы заключается в повышении температуры применения массы на основе повышения температуры деформации ее под нагрузкой, а также увеличения стойкости монолитной футеровки и безобжиговых изделий, выполненных из предлагаемой массы, за счет повышения температурной прочности, что приобретает наиболее важное значение при использовании предлагаемой массы или изделий из нее для футеровки тепловых агрегатов, испытывающих истираняцее (аэрозионное ) действие движущегося металла. К таким агрегатам относят плавильные устройства с индукционным перемешиванием металла, отверстия для выпуска расплавленного металла, разливочные желоба. Таблица 1

Шамот фракции мельче 0,5 мм

Обожженный магнезитовьй порошок с размером частиц 30-88 мкм

Глина марки БЛ1П молотая

Магний сернокислый MgS04 -THjO

16

35 11

22 5

Температура деформации под нагрузкой О,204 МПа (2 кг/см 2) ,°с

Начало размягчения (Н.РЛ 4% сжатия .

40% охатия

Предел прочности при сжатии, МПА, при темпера туре, °С

500 700 900

1100 Плотность сырца, г/см

Таблица 2

1280

1340

1230

1340

1390 1540 1500

68,5

48,8 40,7 28,0 24,0 12,9 12,9 6,6 2,15 2,18

Формула изобретения Огнеупорная масса, включающая шамот, глину огнеупорную, магний сернокислый, отличающаяся тем, что, с целью повышения температуры деформации под нагрузкой, увеличения предела прочности при сжатии в температурном интервале 500НОО С при сохранении пластичных свойств материала,, она дополнительно содержит порошок обожженного магнезита при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Глина огнеупорная Магний сернокислый Порошок обо5иженного магнезита Шамот

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 622792, кл. С 04 В 33/.22, 1976. 10 2. Авторское свидетельство СССР |№ 637383, кл. С 04 В 33/22, 1976 прототип .