Способ изготовления изделий из керамических материалов

 

791696

Союз Советскин

Социалистические ! зеспубпмк

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву № 550360 (22) Заявлено 16.02.77 (2! ) 2463813/29-33 (51)М. Кл.

С 04 В 35/00

С 04 В 41/30 с присоединением заявки ¹â€” йоударотаанный комитет СССР (23) Приоритет

II0 денем изобретений и открытий

Опубликовано 30. 12.80. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30. 12.80 (53) УДК666.764. .767 (088.8) (72) Авторы изобретении

В. С. Кпементьева, В, А. Черняховский и В. А. Копейкин

Ордена Трудового Красного Знамени центральный научноисследовательский институт строительных конструкций им, В. А. Кучеренко (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КЕРАМИЧЕСКИХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к строительным материалам и предназначено для защиты различных агрегатов от воздействия температур, газов, расппавов металла, шлака.

Известен способ изготовления огнеупо-е ров из керамических материалов, заключа5 кшийся в том, что измельченные в порошок и нагретые до размягчения исходные материалы распыливают (например, с помощью воздуха) при высокой скорости движения на какую-либо поверхность — экто ран, с целью получения сцепления частиц вследствие бомбардировки частицами друг друга fig

Недостатками такого способа являютт5 ся высокие энергоэатраты для разогрева частиц материала до пиропластического состояния, значительные затраты времени, необходимого для охлаждения огнеупоров до нормальных температур, с целью 1 предупреждения растрескивания.

Известен также способ горячего тор» кретирования, заключающийся в том, что увлажненная торкрет-масса по пути слэдования от сопла распылителя до ремонтируемой поверхности подвергается воздействию высоких температур и печных газов «21.

Недостатками данного способа являются значительные потери торкрет-массы до

90% за счет отскока, разрушение основной футеровки за счет резкого охлаждения торкретируемой поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изготовления изделий из керамических мате риалов по авт. св. № 550369 прн котором перемешивают в потоке сжатого воздуха распыленный наполнитепь и водный раствор вяжущего и укладывают массу, C перед распылением наполнитель .предварительно обрабатывают до землисто-сыпучего состояния водным раствором вяжущего, распыление ведут при соотношении скоростей потоков водного раствора вяжущего и наполнителя, равном 3-5, а укладку массы осуществляют концентрическими

7916 9ф слоями, меняя направление укладки слоев 3, Недостатком этого способа является необходимость термической обработки изделия до ввода ее в эксплуатацию, с цеmûî создания рабочей прочности, разупроч.

1 ненне иэделий за счет температурного ингредиента. Пористость изделий ; 12-14%.

Отскок смеси при укпадке 8%.

Цепь изобретения - повышение прочнос 10 ти иэделий, снижение их пористости и отскока смеси при ее укладке.

Достигается это тем, что при способе изготовления изделий из керамических материалов по авт. св. % 550369 каждый 15 слой в процессе укладки нагревают от

20 до 105 С со скоростью 1-2 С/мин и от 105 до 150-300 С со скоростью

3-5 С/мин.

При осуществпении предложенного спо- 20 соба за коротки.й промежуток времени достигается рабочая прочность футеровки за счет активированного предварительным наг ревом вяжущего и одновременной термообработкой слоев футеровки. Комплексная об.25 работка массы ускоряет твердение, снижает пористость, так как непрерывно удаляется влага через открытую поверхность слоев, а также резко снижается отскок вследствие повышенной адгезии массы и 30 быстрого отверждения вяжущего.

Кроме того, способ позволяет устранить трещинообраэование, так как нивелиру ется ингредиент температур в толще футеровки, вследствие этого.также исключает- 35 ся разупрочнение; так как отсутствуют деструктивные явления. Предварительно нагретое вяжущее и одновременная температурная обработка споев массы обусловливают ускорение твердения за счет по- щ вышения активности исходных компонентов и создается высокая механическая прочность, Благодаря тепловой обработке слоев снижаются общие энергозатраты.

Способ осуществляют спедукицим образом.

Зернистую смесь порошков обрабатывают в мешалке раствором вяжущего соли фосфорной киспоты до землисто-сыпучего

50 состояния. Затем ее через пневматический питатепь подают в смеситепьную камеру, оборудованную соплом, со скоростью потока 70 м/с; одновременно в эту же каме55 ру вводят раствор соли фосфорной киспотъ, 9 нагретый до 60-90 С со скоростью

280 м/с. Из смеситепьной камеры массу с помощью сопла укладывают слоями толщиной 25-40 мм, изменяя направпение укладки слоев. Так дпя иэготовпения изделий .толщиной 230 мм необходимо уложить 6-9 слоев.

При укладке слоев осуществляется их термообработка с помощью горячего воз0 духа до 150 300 С, причем нагрев до

105 С осуществляют со скоростью 12 С/мин.

Первый этап нагрева до 105 С осуО ществляется особенно тщательно, так как ,при этом режиме удаляется основное копичество механической влаги. Увеличение скорости подъема температуры более 12 С в минуту, способствует интенсивному

i удалению влаги, что и. вызывает образование трещин.

Второй этап сушки от 105 до 150 С осуществляется со скоростью 3 С/мин.

При этой температуре завершается полное удаление механической влаги.

При нагреве от 150 до 300 С вЂ” скоо рость 5 С/ мин. При этой температуре

О достигается окончательная термообработка уложенного слоя. При этом интенсивный режим термообработки не вызывает деструктивных последствий, так как вся механическая влага была удалена на первом и втором этапах.

Необходимо отметить ещ,е одно важное преимущество описываемого способа. По известному способу изделия ипи футеровка печи после их изготовления обязательно должны подвергнуться сушке, чтобы были стабилизированы необходимые свойства изделий, например прочность и др.

Чтобы просушить изделие на всю его толщину, необходимо затратить значитещ.ное время. При этом верхний слой быстро высыхает и на поверхности изделия образуется плотная корка с низкой пористостью.

Внутренние же слои содержат значительные количества влаги и удаление этой влаги затрудняется коркой. В результате внутри изделия создается напряжение, которое может превзойти прочность иэделия и его разрушить. Чтобы этого избежать. необходимо продолжительное время дпя термообработки, а это обусловливает длительные простои лечи.

Термообработка слоев по мере их укладки полностью искпючает указанное явпенне. Изделие получается с высокой про -. ностью и низкой пористостью.

Кроме того, в два раза уменьшается потеря массы (отскок) .

Пример. Было изготовлено изделие тощциной 330 мм иэ 10 слоев. КажПрочность на сжатие, кгс/см 34 1 — 220 34 1 — 330

N 2 -215 %2-320

34 3 — 218 N 3 — 340

Кажущаяся пористость,% 34 1 — 12 Ж 1 - 8

342-14 М2-7

ИЗ-13 Ж3-7. Потеря массы (отскок),%

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Формула изобретения

Способ изготовления иэделий иэ керамических материалов по авт. св. 34 550369, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности иэделий, снижения их пористости и отскока смеси при ее укладке, каждый слой в процессе уклад;а ки нагревают от 20 до 105 C со скоростью 1-2 С/мин н от 105 до 150-300 С со скоростью 3-5 С/мин, 1. Авторское свидетельство СССР

l4 79948, кл. С 04 В 35/60, 1939.

2. Лазовский В. A. Торкретнрованне металлургических печей, M., Металлургия, 1968 с. 46-47.

3. Авторское свидетельство СССР.М 550369, кл. С 04 В 35/60, 1974.

Составитель В, Гаранова

Редактор T. Кузьмина Техред Т. Маточка Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9379/21 Тираж 671 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 791696 4 дый слой был высушен при 105 С. Ско- Параллельно был изготовлен образец рость подъема температуры составляла . по йэвертному способу и термообработан

2 С/мин, слои сушились до остаточной на 300 С. о влажности 1-1,5%. Затек. осуществлялся посае окончательной термообработки второй этап нагрева - 105-15(РС;:ско- иэделия были подвергнуты испытаниям. рость подъема температуры составляла Образец Ж 1 был взят на расстоянии

3 С/мин. Остаточной влажности после тер- 100 мм от верхней плоскости изделия, мообработки нет. образец Ni 2 - из середины и образе

Нагрев от 150 до 300 С осуществлял- 34 3 - на расстоянии 120 мм от нижней

Ф ся со скоростью 5©С/мин. Контроль тем- 36 плоскости изделия. пературы в слоях осуществлялся с помо- Реэультаты испытаний приведены в табщью закладных термопар. лице.