Огнеупорная смесь для керамической наплавки

Изобретение предназначено для горячего ремонта футеровок печей в металлургической, коксохимической и других отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является снижение сил адгезии между частицами смеси, повышение ее текучести, уменьшение явлений слеживаемости и сегрегации при хранении. Огнеупорная масса для керамической наплавки включает огнеупорный наполнитель в виде оксидов, горючие составляющие в виде металлов и аэросил, при следующем соотношении компонентов, мас.%: огнеупорный наполнитель - 65-88, горючие составляющие - 10-25, аэросил - 0,1-5, причем удельная поверхность аэросила составляет 150-420 м2/г. 1 табл.

 

Изобретение относится к составам для горячего ремонта кладки промышленных печей методом керамической наплавки (сварки) и может быть использовано в металлургической, коксохимической и других отраслях промышленности.

Составы для ремонта футеровок методом керамической сварки известны и описаны в GB 2170191 А, 30.07.1986, SU 17774937 А, 07.11.1992, RU 2001036 C1, 15.10.1993, GB 2234502 A, 06.02.1991, WO 90/13526 A1, 15.11.1990, GB 1468831 A, 30.03.1977, US 5100594 A, 31.03.1992, RU 2098390 30.07.1993, RU 2154044 07.06.1996, RU 2173308 28.01.1997.

Наиболее близкой к изобретению является (патент РФ №2075213, 11.07.97) огнеупорная масса для керамической наплавки, включающая огнеупорный наполнитель, горючие составляющие и добавки флюса для улучшения технологических характеристик смесей.

Однако задача повышения технологических характеристик, а также реологических характеристик для безопасного транспортирования в потоке газа при максимальном соблюдении химического состава наплавленной массы не решена.

Использование при керамической сварке мелкодисперсных и легкоокисляемых частиц, таких как горючие металлы, огнеупорные частицы, различного рода добавки, причем носителем (транспортирующим агентом) их, как правило, является газ (кислород), порождает опасность возникновения опасных ситуаций и трудностей, таких как слеживание материалов в бункере установки, пробки в магистралях, неравномерность подачи материалов, вызывающих перебои в работе, нерегламентные загорания и даже взрывы.

Желательно строго поддерживать массовое соотношение газа и частиц, чтобы обеспечить необходимые стехиометрические параметры, химический и минералогический состав наплавленной массы.

Кроме того, внесение добавок разной химической природы неблагоприятно влияет на свойства наплавленной массы, снижая срок ее службы и ускоряя процессы разрушения. Это связано с тем, что для того, чтобы обеспечить прочную межатомную (кристаллическую) связь, требуется, чтобы химический и минералогический состав синтезируемого и основного материала имели одинаковые или близкие характеристики. То есть задача выбора состава смеси состоит в том, чтобы физико-химические процессы в зоне ремонта происходили с участием и образованием химически родственных материалов.

Слеживаемость и неравномерность структуры порошка повышается при увеличении влажности, что объясняется увеличением капиллярной силы адгезии. Кроме того, уменьшается активность горючих добавок из-за их окисления.

Технический результат изобретения, проявляющийся при использовании смеси, выражается в соблюдении химического и минералогического состава наплавленной керамической массы, снижении сил адгезии между частицами смеси, повышении ее текучести, уменьшении явлений слеживаемости и сегрегации при хранении, уменьшении падения активности горючих материалов, увеличении гарантийных сроков хранения.

Техническая задача изобретения решается созданием огнеупорной смеси для керамической наплавки, позволяющей с наименьшими энерго- и трудозатратами проводить ремонт футеровки промышленных печей методом керамической наплавки при сохранении эксплуатационных характеристик наплавленной массы, обеспечение максимального сродства с материалом ремонтируемой футеровки по физико-химическим свойствам и структуре наплавки.

Поставленная задача достигается тем, что известная огнеупорная масса для керамической наплавки, включающая огнеупорный наполнитель, горючие составляющие, содержит в качестве добавки флюса аэросил с удельной поверхностью 150-420 м2/г. Кроме того, наиболее оптимально, чтобы соотношение компонентов составляло, мас.%: огнеупорный наполнитель 65-88, горючие составляющие 10-25, аэросил 0,1-5.

Предлагаемую огнеупорную массу для керамической наплавки получают простым смешением всех компонентов в обычных условиях. Порошкообразная смесь, включающая огнеупорный наполнитель, горючие составляющие, аэросил в присутствие кислорода воспламеняется при контакте с горячей кладкой, при этом протекает экзотермическая реакция термоокисления металлов и металлоидов с выделением большого количества тепла, за счет которого происходит плавление смеси и материала футеровки.

Аэросил - высокодисперсный, высокоактивный, аморфный, пирогенный диоксид кремния (химическая формула - SiO2), пожаро- и взрывобезопасен, не оказывает общетоксического действия.

Химическая структура аэросила совпадает с основным огнеупорным составляющим смеси - диоксидом кремния и не вносит изменения в химический состав наплавленной массы.

Высокая удельная поверхность аэросила, чрезвычайно маленькие размеры частиц, их однородность, сферическая форма и высокая степень частоты способствуют текучести порошкообразной смеси и облегчению ее транспортирования в потоке газа. С химической точки зрения все свойства аэросила определяются наличием на его поверхности силанольных Si - ОН и силоксановых Si - О - Si групп.

В порошкообразных веществах аэросил обеспечивает значительное увеличение текучести и стабильности при хранении. Существует множество объяснений этому эффекту. Прежде всего предполагается, что аэросил образует вокруг частиц порошка монопартикулярный слой (эффект шарикоподшипника).

Кроме того, аэросил оказывает гидрофобизирующее действие, связывая влагу и улучшая реологические характеристики смеси.

Аэросил, обволакивая частицы горючих составляющих, создает защитную пленку, препятствующую их окислению.

При введении аэросила в соотношении меньше 0,1 мас.% реологические характеристики смеси не улучшаются.

При введении аэросила в соотношении более 5 мас.% реологические характеристики смеси не улучшаются, кроме того происходит эффект "загущения" и комкования сыпучего материала и затруднение загорания смеси в диапазоне температур в печи 750-850°С.

Необходимые характеристики реологических и технологических характеристик смеси обеспечиваются использованием аэросила с удельной поверхностью в пределах 150-420 м2/с, причем при снижении их ниже предела происходит сегрегация аэросила его в объеме смеси, а при повышении выше предела эффект связывания влаги становится неоптимальным.

Конкретные примеры композиции смесей представлены в таблице.

Наименование показателейЗначение показателей
Номера смесей№1№2№3
Состав, мас.%
Плавленый кварц35,0807,8
Глинозем45,000
Оксид хрома0079,6
Ферросилиций3,500
Кремний10,180
Хром007,8
Алюминий6,262
Магний04,51
Аэросил0,21,51,8
Сумма100100100
Удельная поверхность, м2380250175
Степень слеживаемости, МН/см20,250,150,1

Представленные в таблице данные свидетельствуют, что техническая задача решается благодаря введенным компонентам и их оптимальному соотношению, причем получено качественное покрытие с ровной поверхностью, гарантирующее срок службы наплавляемой массы не мене 5 лет.

Огнеупорная масса для керамической наплавки, включающая огнеупорный наполнитель в виде оксидов, горючие составляющие в виде металлов, отличающаяся тем, что она содержит аэросил с удельной поверхностью 150-420 м2/г, при следующем соотношении компонентов в мас.%: огнеупорный наполнитель - 65-88, горючие составляющие - 10-25, аэросил - 0,1-5.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к мертелям, используемым при изготовлении конструкционных изделий методом склейки из отдельных деталей корундовой керамики, фрагментов футеровки из корундовых огнеупоров, а также для ремонта различных изделий корундового состава, частично разрушенных при обжиге или при эксплуатации.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к составам высокотемпературной клеевой композиции, которая может быть использована для соединения огнеупорных изделий, в том числе углеродсодержащих, при выполнении кладки футеровки металлургических агрегатов.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, преимущественно к огнеупорным торкрет-массам для расходуемой футеровки промежуточного ковша МНЛЗ. .
Изобретение относится к производству огнеупорных композиций на основе фосфатных связующих, которые могут быть использованы для изготовления и ремонта футеровок печных агрегатов, а также для получения различных высокотемпературных покрытий.
Изобретение относится к огнеупорной закладочной массе для ремонта мест износа в огнеупорных футеровках металлургических печей. .
Изобретение относится к производству ячеистых строительных материалов и может быть использовано для получения жаростойких материалов для изоляции поверхности теплового оборудования.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления жаростойких изделий, предназначенных для футеровки конструкций промышленных печей, в частности для футеровки сводов печей и подов печных вагонеток туннельных печей.

Изобретение относится к составу огнеупорного мертеля, предназначенного для изготовления крупногабаритных углеродсодержащих огнеупорных изделий, приготовления кладочных растворов при выполнении футеровки тепловых агрегатов.
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в конструкциях, подверженных воздействию температуры до 1000°С, преимущественно, для футеровки оборудования для литья алюминия, например, ковшей, дозаторов, желобов.
Изобретение относится к производству пластичного огнеупорного материала, который предназначен для применения в металлургической промышленности, в литейном производстве для уплотнения и герметизации металлоразливочного оборудования.
Изобретение относится к составам для горячего ремонта кладки промышленных печей методом керамической наплавки и может быть использовано в металлургической, коксохимической и других отраслях промышленности
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления и ремонта футеровки высокотемпературных агрегатов черной и цветной металлургии с температурой службы до 1650°С
Изобретение относится к составам для производства легковесных безобжиговых огнеупоров и может быть использовано как материал для изготовления теплоизоляционного слоя конструкции футеровок, непосредственно не соприкасающегося с печной средой
Изобретение относится к технике производства огнеупорных материалов, которые могут быть использованы как защитные покрытия от коррозионных сред при технологических нагревах и в процессе изготовления деталей и полуфабрикатов

Изобретение относится к области создания высокоогнеупорных смесей, которые могут быть использованы в виде растворов для кладки и обмазки при производстве футеровочных и ремонтных работ в высокотемпературных тепловых агрегатах - печах, котлах, реакторах и т.п., в черной и цветной металлургии, в химической и коксохимической промышленности, теплоэнергетике и строительной индустрии, с применением при этом производстве жидкого стекла

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов и может быть использовано при изготовлении монолитных футеровок для работы в области преимущественно цветной металлургии в агрессивных средах, расплавах, осуществляемом с использованием жидкого стекла
Изобретение относится к области создания огнеупорных материалов и может быть использовано при изготовлении футеровки тепловых агрегатов, преимущественно, в цветной металлургии, а именно при производстве фасонных изделий для работы в агрессивных средах, расплавах, осуществляемом с использованием жидкого стекла
Вяжущее // 2306286
Изобретение относится к области производства вяжущего, используемого при футеровке тепловых агрегатов, кладке печей
Изобретение относится к производству керамических изделий, используемых в цветной металлургии, например в изготовлении сплавов на основе алюминия

Изобретение относится к области производства теплоизоляционных строительных материалов, в частности к способу тепловой изоляции высокотемпературных поверхностей тепловых агрегатов - стекловаренных печей, напылением
Наверх