Шихта для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом

 

Сущность изобретения: изобретение относится к технологии огнеупоров, которые могут использоваться в черной и цветной металлургии, в стекловаренной, химической и др. отраслях промышленности. Шихта для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом, включает 40-60% зернистого муллитосодержащего наполнителя фракции более 0,5 мм, а остальное - тонкомолотые алюмосиликатный и цирконистый компоненты фракции менее 0,09 мм в виде смеси совместного помола, причем смесь совместного помола имеет следующий состав, %: муллитосодержащий наполнитель - 40-70, огнеупорная глина или каолин - 20-30, диоксид циркония - остальное (но не менее 10), а соотношение свободных SiO₂/ZrO₂ = 0,7-0,5. Приготовленную массу прессуют и обжигают при температуре 1400-1500^oC. 1 табл.

Изобретение относится к технологии огнеупоров, которые могут использоваться в черной и цветной металлургии, в стекловаренной, химической и других отраслях промышленности.

Известна шихта для изготовления огнеупоров, используемых при непрерывной разливке стали, содержащая огнеупорную глину, шамот, обезжелезненный циркон, в следующем соотношении, мас.

Шамот 60 70 Огнеупорная глина 25 30 Обезжелезненный циркон 7 10 Однако огнеупоры, изготовленные на основе данной шихты имеют большую дополнительную линейную усадку и низкую высокотемпературную прочность вследствие наличия большого количества стеклофазы и отсутствия прямых связей между кристаллами.

Известна шихта для изготовления огнеупорных изделий [2] содержащая шамот, огнеупорную глину и добавку (двуокись циркония), при следующем соотношении компонентов, мас. шамот 45-70; огнеупорная глина 15-30; добавка 10-40. Приведенной шихте присущи те же недостатки, что и шихте [1] Наиболее близкой к предлагаемой шихте по совокупности признаков [3, прототип] является шихта для изготовления огнеупорных изделий, включающая 35-45% зернистого муллитсодержащего наполнителя (шамот) фракции до 3 мм и остальное тонкозернистая огнеупорная связка фракции менее 0,088 мм. В состав огнеупорной связки входят, мас.

Муллитсодержащий наполнитель (шамот) 15 50 Огнеупорная глина 25 30 Циркониевый электрокорунд, содержащий 5-30% диоксида циркония 20 - 60.

Недостатком приведенной шихты является ее непрерывный зерновой состав: зернистый наполнитель фракции 3-0 мм, тонкозернистая огнеупорная связка фракции 0-0,088 мм. Непрерывный зерновой состав затрудняет уплотнение пресс-порошков при формовании вследствие наличия в них средних фракций 0,088-0,5 мм, которые мешают сближению крупных зерен наполнителя и распределению между ними тонкозернистой связки. Вследствие этого ухудшаются такие показатели изделий, как прочность (на холоду и высокотемпературная), пористость.

Предлагаемое изобретение, в сравнении с прототипом, позволяет устранить присущие ему недостатки: высокая пористость и низкая прочность. Этот результат достигается тем, что в шихте для изготовления огнеупоров, имеющей прерывистый зерновой состав, содержится (мас.): 40-60% зернистого муллитсодержащего наполнителя фракции > 0,5 мм, а остальное тонкомолотые алюмосиликатный и цирконистый компоненты фракции < 0,09 мм в виде смеси совместного помола, причем смесь совместного помола имеет следующий состав: Муллитсодержащий наполнитель 40 70 Огнеупорная глина или каолин 20 30 Диоксид циркония остальное
(но не менее 10)
а соотношение свободных SiO₂/ZrO₂ 0,7 0,5.

Пример шихты для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом.

Муллитокорундовый шамот зернистостью 3-0,5 мм в количестве 50% увлажняют глинистым шликером (плотность не менее 1,2 г/см₃), перемешивают и добавляют смесь совместного помола состава, мас. муллитокорундовый шамот - 58, каолин 25, диоксид циркония 17.

При таком составе компонентов смеси совместного помола соотношение SiO₂/ZrO₂0,6 (SiO₂ несвязанный в муллит).

Смесь совместного помола приготавливают в трубной мельнице (размер фракции менее 0,09 мм). Количество диоксида циркония, необходимого для связывания свободного SiO₂ в циркон, рассчитывается следующим образом: в каолине содержится, в мас. Al₂O₃40, SiO₂56. В смеси совместного помола: 40·0,25= 10% Al₂O₃, 56·0,25=14% SiO₂. Часть SiO₂ уйдет на образование муллита. Соотношение в муллите Al₂O₃/SiO₂2,55· SiO₂ 10/2,55 3,92% Остается несвязанного SiO₂ 14 3,93 10,08% Для связывания такого количества SiO₂ в циркон при соотношении SiO₂/ZrO₂ 0,5 потребуется 10,08/0,5 20,16% ZrO₂, но для создания прямых связей между кристаллами муллита и циркона необходимо связать циркон не менее 70% несвязанного SiO₂, для этого необходимо 20,16·0,7 14,11% ZrO₂. Следовательно, в рассматриваемом примере ZrO₂ берется в количестве, достаточном для создания в огнеупоре прямых связей между кристаллами муллита и циркона, и соотношение свободных SiO₂/ZrO₂ равно 0,6.

В таблице представлены исходные компоненты для различных составов шихты и свойства полученных образцов.

Обжигают изделия при температуре 1400 1500^oC.

Формула изобретения

Шихта для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом, включающая зернистый муллитсодержащий наполнитель фракции более 0,5 мм и тонкозернистую огнеупорную связку фракции менее 0,09 мм, содержащую муллитсодержащий наполнитель, огнеупорную глину и цирконийсодержащий компонент, отличающаяся тем, что связка содержит огнеупорную глину или каолин при следующем соотношении компонентов, мас.

Муллитсодержащий наполнитель 40 70
Огнеупорная глина или каолин 20 30
Диоксид циркония Остальное ( но не менее 10)
при соотношении свободных SiO₂/ZrO₂ 0,5 0,7, причем соотношение компонентов в шихте следующее, мас.

Зернистый муллитсодержащий наполнитель фракции более 0,5 мм 40 60
Связка указанного состава Остальноет

РИСУНКИ

Рисунок 1