Способ изготовления безобжиговых динасокварцитовых изделий

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении динасокварцитовых прессованных безобжиговых огнеупоров. Цель изобретения повышение прочности при сжатии и изгибе после прессования и теплопроводности при 1300°С. Способ изготовления безобжиговых динасокварцитовых изделий предусматривает увлажнение динасового заполнителя водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия с последующим введением пыли-уноса производства ферросилиция или помола кварцита и добавлением тонкомолотого кварцита , феррохромового шлака и жидкого стекла , после чего осуществляют перемешивание указанных, компонентов и дополнительно вводят порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентою шихты, мас.%: водно-спиртовой раствор метилсиликоната натрия 0,04-0,21; тонкомолотый кварцит 11-18,43; феррохромовый шлакО,3-0.8; кремнеземистая пыль-унос производства ферросилиция или помола кварцита 4,45-8,6; жидкое стэкло 7,3-11,9; порошок фенолформальдегидной смолы, модифици рованной уротропином. 0,48-2.12; динасовый заполнитель остальное. Прочность огнеупора при сжатии 25,2 Н/мм2, при изги бе9,5 Н/мм , теплопроводность 1,42 8т/(м-К). 1 табл. (А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (а а) (я)5 С 04 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

jll С;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736049/33 (22) 24.07.89 (46) 15.03.92. Бюл. 1Ф 10 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промыш.ленности (72) Г.И. Пирумян, М.В. Трифонова, А.К. Пургин, Ю.Д. Сагалевич, Е.В. Рожков, М.З. Нагинский, А.И. Заболотний и ГЛ. Есин (53) 666.972(088.8) (56) Разработка технологии изготовления, выпуск опытных партий и испытание блочных простенков коксовых печей. Отчет ВОСтИО. Государственный регистрационный

М 01860117867, Свердловск, 1986, с. 31-35, С.Р. Замятин и др. Огнеупорные бетоны. Справочник. M., 1982, с. 12, 41, 42, 60, 67-74, 102. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОБЖИГОВЫХ ДИНАСОКВАРЦИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении динасокварцитовых прессованных безобжиговых огнеупоров. Цель изобретения—

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении динасокварцитовых прессованых безобжиговых огнеупоров, предназначенных для кладки коксовых печей, футеровки нагревательных, стекловаренных печей и других тепловых агрегатов.

Цель изобретения — повышение прочности при сжатии и изгибе после прессования и теплопроводности при 1300 С. повышение прочности при сжатии и изгибе после прессования и теплопроводности при

1300 С. Способ изготовления безобжиговь(х динасокварцитовых изделий и редусматри вает увлажнение динасового заполнителя водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия с последующим введением пыли-уноса производства ферросилиция или помола кварцита и добавлением тонкомолотого кварцита, феррохромового шлака и жидкого стекла, после чего осуществляют перемешивание указанных, компонентов и дополнительно вводят порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%: водно-спиртовой раствор метилсиликоната натрия 0,04-0,21; тонкомолотый кварцит 11-18,43; феррохрамовый шлак 0,3-0,8; кремнеземистая пыль-унос производства ферросилиция или помола кварцита 4,45-8,6; жидкое стекло 7,3-11,9; порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином. 0,48-2,12; динасовый заполнитель остальное. Прочность огнеупора при сжатии 25,2 Н/мм2, при изгибе 9,5 Н/мм, теплопроводность 1,42 Вт((м-К).

1 табл. о

П р и м д р. Используют следуюи;ие материалы: жидкое стекло (ГОст 13078 8 1) с силикатным модулем 2,98, плотностью

1,3 ю 0,02 г/см: феррокромоеыи шлак (Ту (а

14-11-181 — 79) следующего химсостава, мас.%: СаО 46 — 55; $102 24 — 32; Mg0 7 — 16;

А!2Оз остальное; метилсиликонат натрия (МРТУ 6-02-27 l-63) — водно-спиртовый раствор метилсиликоната — ГКЖ-10, плотностью 1,05 г/смз, содержание SiOz 8,65% (по массе сухого остатка 27-31%), щелочность

1719364 (NaOH) 13,3 — 15,1 ; динасовый заполнитель фракции 0 — 5 мм; тонкомолотый кварцит фракции менее 0,09 мм; фенольное порошкообразное связующее (ОСТ 6 — 05-441 — 78)— фенолформальдегидная смола с добавкой

6 — 9 мас. уротропина, марка СФП-011 А, дисперсность 100 проход через сетку 009; кремнеземистая пыль-унос производства ферросилиция (ТУ 14-5 — 157 — 87) или помола кварцита; (микрокремнезем), имеющих следующий химсостав, мас. „соответственно:

SiOz 98; FezOz+AlzOa 1 — 1,5; Мп, Са, Na остальное и SiOz 97 — 98,5; Ре20з+А!20з 1,1 — 1,5;

СаО и MgO следы, п,п.п. остальное.

Использование в предлагаемом способе водно-спиртового раствора метилсиликоната натрия в качестве дефлокулянта в сочетании с тонкодисперсной структурообразующей добавкой в виде комбинации микрокремнезема и фенольного порошкообразного связующего при соблюдении условий введения каждой из перечисленных добавок в шихту, содержащую динасовый заполнитель, тонкомолотый кварцит, шлак феррохромового производства и жидкое стекло в указанных пределах, позволяетдостичь оптимальную связанность массы для прессования, за счет чего снижаются упругие силы в процессе формования и обеспечивается уменьшение трещинообразования и исключение разрывов в формуемых изделиях, Благодаря увлажнению динасового заполнителя водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, являющегося поверхностно-активным веществом, достигается равномерное распределение тонкодисперсных компонентов шихты в массе без коагуляции жидкостекольного связующего, Снижение количества дефлокулянта менее 0,04 не обеспечивает повышение прочностных характеристик изделий, а увеличение его содер>кания в шихте более

0,21 о нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему повышению прочности свежесформованных иэделий.

При использовании комбинации пылиуноса и фенольного порошкообразного связующего в качестве структурообразующей добавки достигается комплексный эффект как от влияния каждого из указанных компонентов, так и их взаимным влиянием на структурообразование бетона.

Пыль-унос, имеющая большую удельную поверхность и вводимая непосредственно на увлажненный зернистый динас, заполняет не только промежутки между структурными составляющими смеси, но и микротрещины заполнителя, и в присутст5

2О

55 вии жидкостекольного связующего создаются условия для дополнительного цементирования массы за счет образования геля

StOz, при этом происходит как бы взаимопроникновение матрицы огнеупора и заполнителя.

Фенольное порошкообразное связующее оказывает катализирующее действие на полимеризацию жидкого стекла в данной шихте. Причем равномерно распределенная в жидкостекольной композиции пыльунос усиливает катализирующее действие фенольного связующего, в связи с чем оптимальная связанность массы достигается при введении фенольного порошкообразного связующего после смешения всех других входящих в состав шихты компонентов, Получение прочного и плотного сырца обеспечивает формирование при высоких температурах плотной теплопроводной структуры огнеупора. Кроме того, при нагревании фенол ьное порошкообразное связующее, представляющее собой органическое соединение — фенолформальдегидную смолу с добавкой уротропина, выгорая, благоприятствует созданию структуры, в которой перерождение динасового заполнителя осуществляется без заметного трещинообразования. Это позволяет сохранить плотную теплопроводную структуру огнеупора при температурах-1 300-1400 С.

Несоблюдение условий введения, входящих в комбинацию добавок, а также изменение пределов их содержания в шихте снижает технологичность шихты и ухудшает качество изделий.

При введении в шихту менее 4 45 пыли-уноса не достигается достаточное повышение прочностных характеристик, показателей плотности и теплопроводности. Увеличение содержания пыли-уноса в

LUMxTe более 8,6 требует большего количества жидкого стекла, что отрицательно сказывается на огнеупорности изделий.

Изменение последовательности введения пыли-уноса в шихту уменьшает связанность массы и способствует трещинообразованию свежесформованных изделий.

При введении в шихту менее 0,48% фенольного порошкообразного связующего не обеспечивается достаточное упрочнение сырца, Превышение ее количества более

2,12о сокращает время хранения шихты до укладки ее в форму.

Введение фенольного порошкообразного связующего на более ранних стадиях приготовления шихты приводит к тому, что часть данной добавки забивает поры заполнителей, в результате чего снижается ката1719364

Из данных таблицы видно, что безобжиговые динасокварцитовые образцы, изготовленные предлагаемым crioco6oм. обладают более высокими прочностными характеристиками, чем образцы Ro прототипу. В, наибольшей степени увеличивается прочность свежесформованных образцов, так предел прочности при сжатии возрастает более чем в 15 раэ. Кроме того, способ

0 позволяет повысить плотность и теплопроводность динасокварцитовых изделий при температурах службы в коксовых печах, Использование способа обеспечивает снижение брака при прессовании длинно-мерных динасокварцитовых изделий сложной конфигурации, что наряду с улучшением качества изделий позволяет успешно заменить энерго- и трудоемкие обжиговые динасовые изделия для кладки коксовых печей на безобжиговые динасокварцитовые, Формула изобретения

Способ изготовления безобжиговых динасокварцитовых изделий, включающий смешение динасового заполнителя с жидким стеклом, тонкомолотым кварцитом, феррохромовым шлаком и водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, прессование изделий из полученной шихты и их сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности при сжатии и изгибе после прессования и теплопроводности при 1300 С, динасовый заполнитель увлажняют водно-.спиртовым раствором метилсиликоната натрия, затем дополнительно вводят тонкодисперсный кремнезем в виде кремнеземистой пыли-уноса производства ферросилиция или помола кварцита, после чего добавляют тонкомолотый кварцит, феррохромовый шлак и жидкое стекло и после перемешивания дополнительно вводят порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентов шихты, мас. :

Водно-спиртовый раствор метилсиликоната натрия 0,04 — 0,21

Тонкомолотый кварцит 4,00 — 18,43

Феррохромовый шлак 0,3-0,8

Кремнезем истая пыль-унос производства ферросилиция или помола кварцита 4,45-8,60

Жидкое стекло 7,3-11,9

Порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином 0,48-2,12

Динасовый заполнитель Остальное лизирующее воздействие на полимеризацию жидкого стекла и соответственно уменьшается прочность сырца.

Образцы готовят следующим образом.

Динасовый заполнитель увлажняют 5 водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, затем вводят пыль-унос (микрокремнезем) и перемешивают в течение

3-4 мин. В полученную смесь добавляют тонкомолотый кварцит и шлак феррохромо- 1 вый (время смешения 3 — 4 мин), затем жидкое стекло (время смешения 5 мин). В последнюю очередь в шихту вводятфенольное порошкообразное связующее (время смешения 3 мин). 15

Из приготовленной шихты прессуют изделия, которые после выдержки на воздухе в течение 4 ч подвергают сушке при 120 С до остаточной влажности 0,1 — 0,3, Высушенные динасокварцитовые изделия гота- 20 вы к эксплуатации.

Составы шихт и свойства образцов изделий приведены в таблице.

Представленные в таблице сравнительные характеристики безобжиговых дина- 25 сокварцитовых изделий определяют на образцах цилиндрической формы, диаметр и высота цилиндров равнялись 50 мм (определение предела прочности при сжатии и открытой пористости). в форме балочек с 30 размерами 100х15х20 (определ."ние предела прочности при изгибе); в форме нормального кирпича (определение теплопроводности). Для определения свойств изделий при температуре службы в .коксовых 35 печах часть образцов обжигают при 1400ОС, Прочностные характеристики образцов определяют сразу после прессования, после сушки и обжига. Определения производят по ГОСТ 4071-80(предел прочности при 40 сжатии) и методике МИ 14 — 345, 1 — 35.-82 (предел прочности при изгибе). Согласно методике сущность метода состоит в нагружении нагретого образца по схеме трехточечного изгиба, измерения величины 45 разрушающей нагрузки и расчета предела прочности при изгибе при формуле:

3 Ра визг., t

2 Ы .где F — разрушающая нагрузка, Н; а — расстояние между осями опор, мм;

b — ширина образца, мм;

h — высота образца, мм.

Плотность высушенных и обожженных образцов оценивают по открытой пористо- 55 сти, которую определяют по ГОСТ 2409-80.

Измерение теплопроводности осуществляют на безобжиговых иэделиях при 1300 С, как предусмотрено ГОСТом 12170-85.

1719364

Состав шихты, мас.2

Опыт

Предел прочности при изгибе, Н/ммз

Открытая пористость ° 2, после термообработки при, С еплопроеодность, Вт/(н К) После термообработки при, С

Скреп

Сырец

После термообработкм при, С.

120 1400 1400.1 20

120 . 1400

4 5

22,2 25,4 1,23 l 7,8

21,7

3,5

0,40 7,6 8,2

22,8

4>76 27,2

0,43 8,2 9,7

20,0 24,8 1,1/2

5,44 32,9

24,7

21,5 23,4 1,40

25,2 0,28 8,0 9,0

3,8

24>3 l9,8 23,7 1,42

0,4 8,0 . 9,5

4 ° 5

26,5

24,2

24,2

4,2

25 ° 2

1 Динасоамд заполнитель 69,00

Тонкомолотмй квврцит 18 43

Жидкое стекло 7 ° 30

Шлак феррохромовый 0>30

Пыль укос яроиаводства фврросипиция 4,45

Фенольное поровкообраэное связующее 0,48

Водно-спиртовый раствор метилсиликоната натрия 0,04

Динасовмй заполнитель 71440

Тонкомолотмй кварцит 10,70

Жидкое стекло 8,90

Шлак феррохроноамй 0,80

Пмпь унос производства, ферроси« лицин 7,10

Фенольное порошкообразное связусщее 0,93

Водно-спиртовмй рвствор метилснликоната натрия 0,17 динасоаыд заполнитель 72,50

Тонкомолотый кварцит 4,00

Жидкое стекло 11,90

Шлак феррохромовмй 0,67

Пыль унос производства ферросилиция 8,60

Фенольное пороакообразное связующее 2,12

Водно-спиртовмй раствор метилснликонвта натрия 0,21 динасовый заполнитель 69, 00

Тонкомолотмй кварцит 18,43

Жидкое стекло 7 ° 30

Шлак феррохромовый 0,30

Пиль укос при помоле кварцита

4,45

Фенольное порощкообразное связующее 0,48

Водно-спиртовый раствор метилсиликоната натрия 0,04

Динасовмй заполнитель 71,4

Тонкомолотый кварцит 10,7 .

Жидкое стекло 8>9

Штщк феррохромовмЯ 0;8

Пыль унос при помоле кварцита 7,10 фенопьное пороекообрвзное связуящеа 0,93

Водно"спмртоамй раствор метил» силиконата натрия 0,17

Динасовый заполнитель 72.50

Тонксмолотмй кварцит 4,00

Жидкое стекло 11,90

Шлак феррохромовмй 0,67

Пмль укос при помоле кварцита 8,60

Фенольное порощкообразное связующее 2,12

Водно"спиртовый раствор метияПредел прочности при скатим, Н/нм с

0>51 10,5 10,0 18,9 24,6 1,57

042 81 92 ° 212 238 1,40

1719364

08обопаение таблицы

) 8 9 10 11

5 смлнконата натрил 0,21

Дннасовый заполнитель 71 ° 00

Тонконопотый кварцит 21 ° 06 йндкое стекло 7,40

7 (нро- тотип) 5 ° 8 7,8 22,7 24,2 0,95

0,12 22,5

19 ° 2

О,1

Ипак Феррохроновый 0,50

Водно-спиртовый раствор иетнлсиликОната нВтрия (введен ПОсЛЮ СНЮЮЕНИП ЮСЕХ КОИПОНЮНТОВ)

0,04

Динэсоаый заполнитель 71q00

Тонкоиолотый кварцит 21 ° 06

Видное стекло 7,40

0,13 6,2 8,0

22,8 25,2 0,97

23,2

0,2

27 ° 3

Илвк Феррохрановый 0,50

Водно-спиртовый раствор метипсиликоната натрия (введен на динасовый заполнитель) 0,04

Динасовый заполнитель 71,40

Томконолотнй кварцит 10,70 андкое стекло 8,90

Влак Феррохромовый 0,80

Тонкодисперсный креинезеи в

° иде отхода производства ферросилицих (пыль-унос) 7, )0

20,4

24,2, 1,4

18,2

О ° 30 7,8 8,8

21,8

2 2

Фенопьное пороюкообразное свл- . зуицее 0,93 Водно-спиртовый раствор натилсиликоната натрих 0,17

Динасовый заполнитель 71 ° 40

Тонкомолотый кварцит 10,70

Вмйкое стекло 8,90

0,32 7,8 8,4 24,0

24,8 1 ° 40

2,8

22,4

20,5 алак ФеррОхрОНОВОГО проиэвод" став 0,80

Тонкодисперсный кремнезем в

° иде отхода производстве Фарросмлицил (пыль-унос) 7,10

Фенольное порсюкообразное свхзуВцае 0 93

Водно-спиртовый раств6р нетилсиликоната натрил 0,17

В прииере 9 тонкодисперсный креннезен (пыль-умос) введен,совнестно с тонкомолотым каарцнтом н юлеком Феррохроаt

НОВОГО произаОдстеа!

В примере 10 фенольное пороюкообразное салэупцее введено совместно с тонконолотым кеарцитом и юлакон феррохромоВОГО производства, Составитель Т. Сельченкова

Редактор Н. Киштулинец ТехредММоргентал Корректор О. Кундрик

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

Заказ 738 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5