Шихта для изготовления огнеупоров
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для приготовления обмазок узлов тепловых агрегатов черной и цветной металлургии. Для увеличения прочности и шлакоустойчивости шихта для изготовления огнеупоров содержит огнеупорный наполнитель, металл в качестве восстановителя и окислитель, а в качестве восстановителя, по меньшей мере, один металл из ряда Al, Zr, Mg Ti, в качестве связки лигносульфонат, в качестве наполнителя нитрил и/или карбид алюминия или титана, или кремния при следующем соотношении компонентов, мас. восстановитель из ряда Al, Zr, Mg, Ti 8,0 15,0; окислитель 39,0 68,8; лигносульфонат 0,2 - 1,5, нитрид и/или карбид алюминия, или титана, или кремния 23,0 - 44,5 в качестве окислителя используют алюмосиликат или карбонат из ряда Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, размер частиц окислителя и восстановителя составляет 10 200 мкм, а наполнителя 0,01 35 мм. Огнеупорность полученного материала 1900 1950°С, предел прочности при изгибе 57,5-62 кг/мм2. 1 з. п. ф-лы. 2 табл.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для приготовления обмазок узлов тепловых агрегатов черной и цветной металлургии. Целью изобретения является увеличение прочности и шлакоустойчивости огнеупора. Высокая шлакоустойчивость достигается за счет введения в шихту нитрида алюминия или титана, или кремния и карбида алюминия, или титана, или кремния и добавок металлов. В процессе службы огнеупоров алюминий, цирконий или магний образуют с углеродом, например, карбид алюминия Al4C3, который распределяется по границам чешуек графита в виде белых кольцеобразных частиц, усиливая связь между огнеупорными зернами, повышая тем самым прочность огнеупоров. Кроме того, поскольку алюминий, цирконий и магний обладают большим, чем углерод сродством к кислороду, он легче окисляется кислородом или оксидами железа шлака, что снижает скорость окисления углерода. В результате введения в состав шихты окислителя в виде карбоната происходит процесс горения за счет экзотермической реакции (1a,1б,1в) между восстановителем из ряда металлов Al, Zr, Mg, Ti. В волне горения при высокой температуре восстановленный углерод вступает в реакцию с непрореагировавшим алюминием или цирконием, или магнием, или титаном, образуя высокоогнеупорные карбиды (Al4C3, ZrC, Mg2C, TiC) (2а,2б,2в,2г). a)4Al+3MgCO3___ 2Al2O3+ 3MgO+3C (1a) 4Al+3C___ Al4C3 (2a) Al2O3+MgO __ MgOAl2O3 (3a) б)Zr +CaCO3__ ZrO2+CaO+C (1б) Zr+C__ ZrC (2б) CaO+ZrO2 ___ CaOZrO2- (3б) 2Mg +SrCO3__ 2MgO+SrO+C (1в) Mg+C __ Mg2C (2в) г) Ti+BaCO3__ TiO2+BaO+C (1г) Ti+C __ TiC (2г)
TiO2+BaO __ TiO2BaO (3г)
В случае, когда окислителем является алюмосиликат, то реакция горения может быть записана в виде
xSiO2yAl2O3+Al __ zSiO2yAl2O3Al2O3, Si, где x,y,z число молей соответственно SiO2, Al2O3, SiO. Продукты горения образуют прочный, шлакоустойчивый спек отдельных фаз. xSiOOZ,SiO2yAl2O3Al2O3,
П р и м е р 1. Для приготовления шихты смешивают, мас. 15 алюминия; 39 алюмосиликата; 0,7 лигносульфоната; 44,5 карбида алюминия. Смесь тщательно перемешивают. Полученную массу наносят на футеруемую поверхность и подвергают термической обработке в режиме горения. При прогреве футеровки при температуре 1000-1300оС покрытие воспламеняется и сгорает. При горении образуется огнеупорный материал футеровки. Остальные примеры осуществляются аналогично примеру 1, но с другими соотношениями компонентов согласно табл.1. Результаты испытаний полученных образцов приведены в табл.2. При использовании другого металла (циркония, магния или титана) были получены огнеупорные образцы с теми же характеристиками, что и в табл.1 и 2. В случае использования в качестве окислителя любого карбоната из ряда магний, кальций, стронций, барий, цинк были получены характеристики с отклонениями порядка 20% от характеристик, указанных в табл.2. Прочность на сжатие и огнеупорность определялась по стандартным методикам. Шлакоустойчивость оценивалась по глубине пропитки и разъедания тигля при 1,5 ч выдержке при 1700оС. Измерения производились на аншлифах под микроскопом в отраженном свете.
Формула изобретения
Указанный восстановитель 8,0 15,0
Указанный окислитель 39,0 68,8
Лигносульфонат 0,2 1,5
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что размер частиц наполнителя составляет 0,001-35 мкм, а восстановителя и окислителя 10-200 мкм.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2