Шихта для изготовления огнеупорных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Рес ублнк («)975684 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.03.81(21) 3284934/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231182. Бюллетень №43

Дата опубликования описания 23.11. 82

Р М К з

С 04 В 35/56

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (33) УДК 666.764. . 52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.П.Минеев, Е.Б.Кузякина и Л.В.Будаева

Украинский научно-исследовательский институт стекольной и фарфоро-фаянсовой промыленности (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ .ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к керамическому производству и может быть использовано для изготовления элементов футеровок вагонеток тепловых агрегатов непрерывного и периодического действия, предназначенных для обжига тонкокерамических, электротехнических, абразивных и других изделий.

Известна шихта (1) для изготовления керамического материала,вклю чающая, об.Ъ:

Карбид кремния 50-60

Нитевидные монокристаллы муллита 30-40

Ортофосфорная кислота 8-10

Однако изделия из этой шихты, как правило, не обеспечивают высокие термомеханические показатели как необожженных, так и готовых изделий.

Срок службы установочного огнеприпаса, изготовленного из указанной шихты в условиях жесткого температурного режима нагрев-охлаждение при обжиге тонкой керамики (11360-1420 С), недостаточен. Время приготовления огнеупорных шихт с учетом вылеживания массы колеблется от 2 ч до 2 сут и более. Это вызвано тем, что при смешивании огнеупорного фракционированного наполнителя с фосфатными связками и пр. не достигается рав5 номерное распределение зерен наполнителя в шихте. Масса после приготовления обычно подлежит многочасовому вылеживанию с целью достижения изотропности, равномерного обволакивания и распределения связки в шихте, выравнивания влажности по всему объему приготовленной шихты.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шихта для изготовления карборундовых огнеупоров, включающая, вес.Ъ:

Карбид кремния фракции 3-2 мм 30 фракции 2-0,5 мм 30

Шлифпорошок Ю 10 35

Огнеупорная глина 5

Глинозем 10, в которую сверх 100% вводят в качестве связующего 25%-ную водную эмульсию этилсиликата - 40 в количестве

12%.Приготовленная масса подвергается вылеживанию в герметически закрытых емкостях в течение 48 ч, после чего из нее формуют иэделия. Отфор975684 мованные изделия полимеризуют при

250-300 С и обжигают при 1420 С (23.

K недостаткам известной шихты для изготовления карборундовых огнеупоров следует отнести необходимость вылеживания массы в течение 48 ч и более. Это объясняется недостаточной гидрофобизующей способностью этилсиликата — 40, а также низкой полимеризующей способностью его при термообработке. Масса неоднородна по составу, полимеризованные и готовые изделия из нее не обладают высокой тер,иостойкостью, механической прочностью, температурой деформации под нагрузкой, а следовательйо, срок службы иэделий в условиях жесткого циклического скоростного высокотемпературного обжига фарфора недостаточен.

Цель изобретения — сокращение времени приготовления массы, повышение 2О прочности и термостойкости изделий.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления огнеупорных иэделий, включающая карбид кремния, огнеупорную глину, окись алюми- 25 ния и креглнийорганическое связующее, в качестве кремнийорганического связующего содержит метил- или этилсиликонат натрия и дополнительно металлический кремний при следующем со-30 отношении компонентов, вес.Ъ:

Карбид кремния . 82-93

Огнеупорная глина 2-4

Окись алюминия 1,9-5,0

Метил- или этилси- 35 ликонат натрия 0,1-4

Металлический кремний 3-5

Смесь алкилсиликонатов натрия ГКЖ вЂ” 10 или ГКЖ-11) с металличес- 4() ким кремнием благодаря своей большой подвижности и удельной поверхности может вводиться в состав исходных смесей в ограниченных количествах, достаточных для образования тончайших пленок, цементирующих кристаллическую фазу и обеспечивающих максимально равномерное распределение связующего вещества между зернами карбида кремния.

Таким образом, зерна карбида кремния получают возможность скольжения, что способствует более плотной и равномерной упаковке зерен при формовании изделий.

Гидрофобизующее действие алкилсиликонатов натрия существенно усиливается при введении тонкодисперсного металлического кремния. При этом пленки гидрофобизатора фиксируются на поверхности зерен наполнителя, чем обусловлен высокий гидрофобный эффект.

Кроме того, металлический кремний при терглообработке выше 1410 С начинает плавиться, обволакивает зерна карбида кремния, алкилсиликонаты натрия одновременно подвергаются полимеризации и химическим превраще- ниям, что способствует цементированию зерен наполнителя и обеспечивает повышение тергломеханических характеристик необожженных и готовых изделий.

Гидрофобиэирующее действие алкилсиликонатов в смеси с металлическим кремнием начинает проявляться при введении их в количестве: алкилсиликонат натрия не менее 0,1 вес.Ъ, металлический кремний не менее

3 вес.Ъ.

Снижение количества упомянутых добавок не оказывает гидрофобизующее действие на наполнитель огнеупорной шихты.

Введение алкилсиликонатов натрия в количестве более 4 вес.В и металлического кремния более 5Ъ не обеспечивает повышение термомеханических характеристик необожженных и готовых изделий.

Благодаря высокой гидрофобизующей способности смеси алкилсиликоната натрия с тонкодисперсным металлическим кремнием необходимость в вылеживании массы при ее приготовлении отпадает.

Изделия из предлагаемой шихты изготавливают по следующей технологии.

Гидрофобизующее вещество — этилсиликонат натрия (ГКЖ вЂ” 10) или метилсиликонат натрия (ГКЖ вЂ” 11) в количестве 0,1-4 вес.Ъ смешивают с металлическим кремнием и с водой для обеспечения влажности массы 9%, после чего загружают в мешалку с сухими компонентами и перемешивают 10 мин.

Готовая масса поступает на формование иэделий. Формование производят методом виброуплотнения.

Параметры вибрации:

Частота вибрации, Гц 50

Амплитуда, мм 0,1

Удельное давление пригруза, г/см 80

Время вибрации, с 45

Плиты полимеризуют в камерном сушиле при 200-250 С и обжигают в печах периодического действия при 14301460 С.

Конкретные примеры составов шихт и термомеханические и физико-технические свойства полученных из них изделий представлены в табл.1 и 2.

975684

Таблица 1

Компоненты

Предлагаемом

2 (Известном

93

95

30

Фракции 2-0,5 мм

30

31

31

35

2 5

0,1

1,9

3,5

Таблица 2

Состав

Свойства

Предлагаемый

Г (Известный

2,37

2,38

2,38

2,39

22,1

21,8

21,8

21,3

Пористость, Ъ

63,5

68,3 68

27,3

30,1

30,6

31,5 при изгибе

1560

1560

1560

1570

71,2

73,4

75,1

150

150

150

Карбидкремниевый наполнитель в т.ч. фракции 3-2 мм

Шлифзерно 9 10

Огнеупорная глина

Метилсиликонат натрия

Этилсиликонат натрия

Металлический кремний ь„-ле о

Этилсиликат сверх 100%

-Ъ

Плотность, Н/м 10

Предел прочности, Мпа при сжатии

Температура деформации прд нагрузкой 0,2 МПа, о С

Модуль упругости, ГПа

Термостойкость (нагрев

1300 С вЂ” охлаждение водой) Опытную партию плит испытывают в печах скоростного обжига фарфора ча Городницком Фарфоровом заводе.

Оборачиваемость плит свыше 105 оборотов прн оборачиваемости плит известного состава 73 оборота.

Содержание компонентов, вес.Ъ, в составе

1 2 3

Использование предлагаемой шйхты

Я) дает воэможность устранить технологический передел — вылеживание массы; в- 1,5-2 раза увеличить срок службы изделий; повысить термомеханическую прочность необожженных и 5 Готовых иэделий.

975684

Формула изобретения

Составитель В. Соколова

Редактор Л.Лукач Техред M.Tenep Корректор С,Шекмар

Заказ 8923/38 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 (0ихта для изготовления огнеупорных иэделий, включающая карбид кремния, огнеупорную глину, окись алюминия и кремнийорганическое связующее, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени приготовления, повышения прочности и термостойкости изделий, она в качестве кремнийорганического связующего содержит метил- или зтилсиликонат натрия и дополнительно металлический кремний при следующем соотношении компонеитов, вес.Ъ:

Карбид кремния 82-93

Огнеупорная глина 2-4

Окись алюминия 1,9-5,0

Метил- или зтилсиликонат натрия 0,1-4

Металлический кремний 3-5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 374255, кл. С 04 В 35/56, 1971.

2. Городецкий В.С. и др. Техноло" гия изготовления карборундовых or неупоров высокой термической прочности. — "Стекло и керамика", 1970, 10, с. 33.