Шихта для виготовлення вогнетривких виробів на основі діоксиду цирконію

Винахід відноситься до вогнетривкої промисловості і може використовуватися для виробництва виробів з діоксиду цирконію для футерівки печей виробки кварцового скла безперервної дії при службі в контакті з розплавом кварцу, який має температуру 2000 - 2100°С. Відома шихта для виготовлення вогнетривких виробів на основі діоксиду цирконію, яка включає мас. %: оксид алюмінію 0,5 - 5,3, ССБ - 0,5 - 2,0, домішку яка опікає - циркон 4,8 - 20%, решта - баделеіт (а.с. № 829602 кл. С04В 35/48 1981 p). Проте циркон містить домішки радіонуклідів (радіоактивність 6 - 6,7Ки/кг), що стаз на заваді його застосування, тому виробництво вогнетривів потребує спеціальних заходів охорони, погіршує екологічні умови навколишнього середовища. Найбільш близьким по технічній суті та результату, що досягається, є шихта для виготовлення вогнетривких виробів на основі діоксиду цирконію (П.Росії № 2058962 від 25,04.96 p., C04B 35/48). Шихта, яка містить мас. %: технічний діоксид цирконію або баделеіт 80 - 97, домішку яка містить кремнезем 2,0 - 12, оксид алюмінію 0,5 - 3,0, тимчасову органічну зв'язку 0,5 - 2,0. Проте застосування сировини, яка дорого коштує і є дефіцитною, а також введення органічною сполукою до 0,5% Na2O не дає змоги одержать особливо чисті кварцові нитки - волокнувату оптику. В основу винаходу поставлене завдання створення шихти для виробництва вогнетривких виробів на основі діоксиду цирконію, в якій застосовані відходи переробки природних мінералів які містять кварц, забезпечують можливість використання дешевої сировини, утилізацію відходів переробки природних мінералів, що містять кварц, із збереженням усіх показників властивостей. Поставлене завдання вирішується тим, що шихта для виготовлення вогнетривких виробів на основі діоксиду цирконію, яка включає технічний діоксид цирконію або баделеіт, домішку яка містить кремнезем, оксид алюмінію та тимчасову органічну зв'язку, згідно з винаходом в якості домішки, яка має кремнезем, застосовуються відходи переробки природних мінералів, які містять кварц при такому співвідношенні компонентів, мас, %: Технічний діоксид цирконію або баделеіт 85 - 97,46 Відходи переробки природних мінералів, які містять кварц 2,0 - 8,0 Оксид алюмінію 0,5 - 6,0 Тимчасова органічна зв'язка, (водний розчин лігносульфонату технічного, або водний розчин полівінілового спирту, або водний розчин метилцелюлози) (перераховуючи на суху 0,04 - 1,0 речовину) Істотно новим є введення в шихту відходів переробки мінералів, що містять кварц - тонкодиспероного пилу природного кварцу, який на заводах, що виробляють скло, йде у відвал. Це здешевлює технології виробництва вогнетривів та вирішує проблему застосування відходів кварцевого пилу, який засмічує територію заводів, що виготовляють скло. Застосування природних тонкодисперсних мінералів кварцу з великою кількістю дефектів кристалічної решітки поліпшує здатність взаємодії з ZrO2 та активізує процес спікання в порівнянні з плавленим кварцем. Це й пояснює отримання більш щільного (з меншою пористістю) вогнетрива. Істотно новим також є застосування тимчасових органічних зв'язок, що не містять лужної присадки (водних розчинів ПВС та метилцелюлози), що дозволить одержувати більш якісні вогнетриви з ZrO2 з низьким вмістом 0,01% Na2O, який не переходить в розплав кварцу, В лабораторії УкрНДІВ були виготовлені зразки за винаходом та прототипом у такий спосіб: з вихідного діоксиду цирконію готували електроплавлені зернисті порошки, які зміщували з відходами переробки природних мінералів, які містять кварц з тонкомолотою домішкою оксиду алюмінію й одною з тимчасових органічних зв'язок. Потім вироби формували та випалювали при температурі 1750°С. Винахід ілюструється прикладами, наведеними у таблиці. З таблиці видно, що по показникам властивостей (відкритої пористості) вироби з ZrO2 з домішкою мінералів, що містять кварц. Таблиця Приклади складу шихт та властивості виробів Найменування Склад шихти Вміст компонентів, мас. % Діоксид цирконію Відходи переробки природних мінералів, що містять кварц По прототипу 93,5 1 2 По запропонованому складу 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Позамежні значення 12 13 14 15 97, 90, 85, 97, 91,3 85,8 97,4 91,4 85,9 98,4 0 8 0 4 6 4 6 5 4 81,7 98,6 5 98,65 98,6 8 82,93 2,0 5,5 8,0 2,0 5,5 10,0 1,0 10 1,0 10 8,0 2,0 5,5 8,0 1,0 Оксид 3 алюмінію Тимчасова органічна зв'язка (у перерахунку на суду речовину): водний розчин лігносульфона 0,5 ту технічного Водний розчин полівінілового спирту Водний розчин метилцелюлоз и Відходи виробництва кварцового скла Властивості виробів Відкрита 15 пористість, % Здатність працювати при Деформаці я температурі 2000 - 2100°С 0,5 3,0 6,0 0,5 3,0 6,0 0,5 3,0 6,0 0,04 0,05 0,06 0,3 7,0 0,05 0,1 0,14 0,16 7,0 0,3 0,5 0,7 1,0 0,3 0,3 7,0 1,3 0,20 0,02 0,07 14, 13, 14, 6,3 13,3 6,3 14,7 13,9 6,3 6 9 3 Деформації при температурі не має Тріщ Деформаці Тріщ Деформаці Тріщ Деформаці . я . я . я перевершують вироби з домішками відходів кварцових виробів (менша відкрита пористість на 0,3 - 8,7%), забезпечує службу при температурі 2000 - 2100°С без деформації, підвищують термін служби футерівки печей, які варять скло з 2 - 4 до 5 місяців.