Масса для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных изделий или монолитных теплоизоляционных футеровок тепловых агрегатов, работающих при температурах 1200 - 1500°С в условиях воздействия газовых сред, термоударов , щелочей и истирания. С целью увеличения срока хранения массы, повышения щелоче-и абразивоустойчивости, а также снижения газопроницаемости, масса для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала содержит, мас.%: полые корундовые сферы фракции 0,5-2,0 мм 30 - 55; обожженный кианит фракций не более 3 мм 10 - 12; ортофосфорную кислоту 8-10; корунд спеченный, модифицированный оксидом кальция, фракции не более О. 30; глину фракции не более 0,5 мм 14 - 16; кальциево-щелочлой лигносульфонат технический 4- 6. Потеря прочности после хранения массы 1 мес составляет 5-8%, после хранения массы 3 мес 12-15%, газопроницаемость 2.2 - 3,0 мкм2, щелочеустойчивость (потеря прочности) 12 - 15%. абразивоустойчивость (3.8 - 4, г см2 м),2 табл. wИ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4777737/33 (22) 21.11.89 (46) 15.03.92. Бюл. № 10 (71) Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров (72) P,М.Федорук, Н,В,Питак, Л.M.Äåãòÿðåва, Б.Н,Старшинов, В;И.Энтин, Г.Е.Карась, Н.И.Овсянников и В.А.Чеченов (53) 666.76:669.183.21 (088.8) (56) Патент Ч ССР ¹ 212471, кл. С 04 Â 21/08, 35/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 417396, кл. С 04 В 35/02, 1972. (54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных изделий или монолитных теплоизоляционных футеровок тепловых агрегатов, работаИзобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных изделий или монолитных теплоизоляционных футеровок тепловых агрегатов, работающих при температурах 1200 — 1500 С в условиях воздействия газовых сред, термоударов, щелочей и истирания.

Целью изобретения является увеличение срока хранения массы, повышение щелоче- и абразивоустойчивости, а также снижение газопроницаемости, Благодаря введению спеченного корунда; модифицированного оксидом кальция, снижается расход ортофосфорной кислоты, увеличивается срок хранения массы без по„„ „„1719352 А1 (я)5 С 04 В 28/34, 38/08, 14/02 ющих при температурах 1200 — 1500 С в условиях воздействия газовых сред, термоударов, щелочей и истирания. С целью увеличения срока хранения массы, повышения щелоче-и абразивоустойчивости, а также снижения газопроницаемости, масса для изготовления огнеупорного теплоиэоляционного материала содержит, мас. : полые корундовые сферы фракции 0,5-2,0 мм 30 — 55; обожженный кианит фракции не болев

3 мм 10- 12; ортофосфорную кислоту 8 — 10; корунд спеченный, модифицированный оксидом кальция, фракции не более 0,5мм >30; глину фракции не более 0,5 мм 14 — 16; кальциево-щелочной лигносульфонат технический 4 — 6. Потеря прочности после хранения массы 1 мес составляет 5 — 8, после хранения массы 3 мес 12 — 15 Д, гаэопроницаемость 2,2 — 3,0 мкм, щелочеустойчиг вость (потеря прочности) 12 — 15 абразивоустойчивость (3,8 — 4,8) 10

4 г см м),2 табл. тери свойств, повышается доля закрытых пор и соответственно снижается газопроницаемость футеровки при температуре службы 1000 — 15000 С с сохранением высокой прочности и низкой теплопроводности.

Снижение расхода ортофосфорной кислоты обуславливается быстрой реакцией образования на холоду аморфных продуктов фосфатов и их гидратов и твм самым сиижа- в ет количество ортофосфорной кислоты.при ее фильтрации (всасывании) через открытые поры в полости корундовых сфер, а также в поры кианита. В результате связующая ортофосфорная кислота сохраняется на поверхности зерен заполнителя из сфер и кианита, и обладает возможностью цемен1719352 тации материала после длительного хране-. ния при последующем нагреве.

Снижение газопроницаемости и повышение закрытой пористости при сохранении высокой прочности и низкой теплопроводности обеспечивается за счет образования при повышенных температурах стекловидных фаз и эвтектических расплавов в системах СаО - Р О5 (800 С) и СаО

А!20з — Р205 (900 и 1200 С). Образующаяся стеклофаза закрывает открытые поры заполнителя тонкими пленками, образуя прочные связи между его зернами и снижая газопроницаемость.

Известно, что введение лигносульфонатов технических и глины как временных связок, улучшает пластичные и структурно-механические свойства масс при их уплотнении..

В предлагаемом изобретении применение кальциево-щелочного лигносульфоната технического способствует снижению доли открытых пор и увеличению доли закрытых пор, уменьшению расхода ортофосфорной кислоты при сохранении заданных свойств.

Эта цель достигается в результате предварительного насыщения корундовых сфер и кианита раствором лигносульфоната технического. В результате этого процесса на по-. верхности открытых пор и зерен образуются пленки из вязкой суспензии

ЛСТ, которые частично перекрывают доступ ортофосфорной кислоты в полость заполнителей и способствуют сохранению кислоты в качестве связующего на поверхности заполнителя. Образовавшиеся также продукты реакции иэ лигносульфоната (СаО РгОв) покрывают только наружную поверхнбсть зерен, Такой механизм образования новых фаз способствует снижению безвозвратных потерь ортофосфорной кислоты, не уменьшая основного потенциального свойства вяжущего при нагревании компонентов А!гОз и НзР04. При этом обеспечивается повышение доли закрытых пор и газоплотность при сохранении прочности.

Глина вводится в массу с целью замедления фильтрации фосфорной кислоты во внутренние поры заполнителей, располагая ее на поверхности отощающих частиц и тем самым сохраняя ее потенциальную возможность и способность активного связующего в процессе длительного хранения. Глина служит маточным компонентом, абсорбирующим и удерживающим ортофосфорную кислоту на поверхности заполнителей для более-эффективной реализации ее связующих свойств в процессе термообработки.

При приготовлении массы для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала в качестве сырья использовали: заполнитель корундовый сферический

ЭКСФ вЂ” 1,4 по ТУ 14 — 8 — 470 — 84 и сферокорунд по ТУ 2 — 036 — 1020-88 фракции 0,5

5 — 2 мм, глинозем ГОО по ГОСТ 6912 — 87 и известняк (мел) по ГОСТ 12085 - 79 или ТУ

21 — 763 -79, кианит обожженный фракции

0 — 3 мм, дистен-силлиманит фракции 0 — 3 мм, глина Латненская марки ЛТ вЂ” 1 по ТУ 14

10 — 8-152 — 75, технический кальциево-натриевый лигносульфонат по ОСТ 81 — 79 — 74, ортофосфорная кислота по ГОСТ 6552 — 80 и алюмофосфатное связующее по ТУ 6 — 18 — 166 — 83.

15 Корунд, модифицированный СаО, готовили совместным помолом глинозема и мела (известняка) в соотношении 92 — 96 и 4 — 8 соответственно {на прокаленное вещество) увлажнением, брикетированием и

20 обжигом брикетов при температуре 1500 С с последующим их измельчанием до фракций 0- 3 мм.

Массу готовили следующим образом.

Корундовы и сферический за пол нител ь

25 увлажняли водным раствором ЛСТ до насыщения (4 ), затем добавляли порошки кианита, корунда и глины. После перемешивания добавляли ортофосфорную кислоту и перемешивали снова, 30 Из этих составов прессовали, изделия размером 230х114х65 мм при давлении 20

Н/мм, эквивалентном давлению уплотнения пневмотрамбованием в процессе набивки футеровки воздушных сопел

35 доменных печей.

Составы масс и их основные свойства приведены в табл.1 и 2.

Формула изобретения

40 Масса для изготовления огнеупорного теплоиэоляционного материала, включающая полые корундовые сферы, глиноземистый компонент силиманитовой группы и фосфатную связку, отличающаяся тем, 45 что, с целью увеличения срока хранения массы, повышения щелоче- и абразиво-. устойчивости, а также снижения газопроницаемости, она содержит полые корундовые сферы фракции 0,5 — 2,0 мм в качестве гли50 ноземистого компонента силиманитовой группы обожженный кианит фракции не более 3 мм, а в качестве фосфатной связки ортофосфорную кислоту и дополнительно корунд спеченный фракции не более 0,5 мм, 55 модифицированный оксидом кальция, глийу фракции не более 0,5 мм, кальциево-щелочной лигносульфонат технический при следу. ющем соотношении компонентов, мас. (,:

Полые корундовые сферы фракции 0,5 — 2,0 мм 30 — 55

1719352

Глина фракции не более

0,5 мм

Кальциево-щелочной технический лигносульфонат

10 — 12

8 — 10

5 — 30

14 — 16.4 — 6

Таблиуа 1

Содержание компонентов, масД

Покаэатвли

Пример

Полые корундоеые сферы

Фракции 0,5-2 мм

55 - 68!

Дистен-силлиманит

Кианит обожженный фракции не более 3 ии

Корунд, модифицированный

СаО, фракции не более

0,5 им

Глина фракции не более

0,5 нн

20 5

15 14

Зо

Кальциево-щепочкой лигносульфонат технический

Ортофосфоривя кислоте

Апвиофосфатное свявувв1ее

Таблица 2

Пока эв тели

Составы

Пример

4 (прототип)

2,2

2,5

Гаэопроницаеиость, мкм а щепочеустойчивость> (2 потери прочности) 12 13

15 32

3,8 10!

0" 48 ° 10 48 10

32 36

8; 1

4о 37

4,1 1

14

12

l0.

38

37

0,9

1,0! о

1,0

Потеря прочности восле хранения 1 иесяц, 2

35

Потеря прочности восле хранения 3 месяца, 8

12

15 усэц1ка (-.), рост (+) при

1500вС (2 ч.), 8 +0,8

+0,7

+1,0

+0,5

Составитель Н,Багатурьянц

Редактор М.Васильева Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 737 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Обожженный кианит фракции не более 3 мм

Ортофосфорная кислота

Указанный корунд.Абраэиеоустойчивость, гфму и)

Открытая пористость ° 2

Закрытая пористость, 8

Общая пооистость ° 2

Предел прочности при сжатии, Н/мм

Теплопроводность, от/ ьК) (при 770 0) 6 (плотность

1,05 г/си )

8 (плотность

1 ° 70 г/см ) 5 (плотност ь

1,10 г/см )

9 (плотность

1,60 г/см ) 4 (плотность

1,20 r/ñì )

10 (плотность

1,50 r/. )