Сировинна суміш для виготовлення легковагих вогнетривів

Винахід відноситься до вогнетривкої галузі промисловості та може застосовуватися для теплоізоляції промислових печей та інших теплових агрегатів, які використовують у металургії, енергетиці та нафтохімічній промисловості. Відомо про легковагий вогнетрив і спосіб його виготовлення, який полягає у тому, що складають наступну шихту: вогнетривке глинисте в'яжуче -7,0-17,0%, дистенсиліманітовий концентрат - 64,0-72,0%, шамот - 14,017,4%, тимчасове органічне в'яжуче - 0,28-0,65% і вода, з наступним поєднанням отриманого шлікера з пороутворювачем - 2,9-7,4% (Патент 2114090 Росія, МПК6 С04В38/06 від 27.06.98). Недоліком цього вогнетриву є те, що застосування як пороутворювача пінополістиролу призводить до підвищення ціни виробів, а також до утворення пор розміром до 3мм, що негативно відбивається на теплоізолюючих властивостях матеріалу при підвищенні температури, що обмежує сферу застосування таких виробів. Найбільш близьким по технічній сутності та результату, який досягається, до запропонованого винаходу є сировинна суміш для виготовлення легковагих вогнетривів (Патент 46931 Україна, МПК7 С04В33/22 від 17.06.2002). Патентована суміш вміщує, мас.%: каолін 32,0-34,0; спучений перліт 7,0-9,0; піноутворювач 0,350,45; бій керамічний виробів 7,65-11,55; глинозем ГК 28,0-30,0; шамот - залишок. Недоліком є те, що вироби, які отримано з цієї сировинної суміші, мають відносно високі уявну щільність більше 0,6 г/см 3 і, відповідно, теплопровідність при середній температурі 350 °С 0,25 Вт/(м-К). В основу вина ходу покладено задачу створення сировинної суміші для виготовлення легковагих вогнетривів, в якому додаткове уведення напівводного гіпсу та використання бою обпалених легковагих вогнетривів забезпечують при зберіганні високих значень міцності зниження уявної щільності та теплопровідності у широкому діапазоні температур, в наслідок чого підвищується надійність футерівки, знижується її матеріалоємність та заощаджуються енергетичні ресурси в теплових агрегата х. Поставлена задача вирішується тим, що: 1. Сировинна суміш для виготовлення легковагих вогнетривів, яка вміщує каолін, спучений перліт, піноутворювач, шамот, глинозем та бій керамічних виробів, відповідно до винаходу, додатково вміщує напівводний гіпс, а як бій керамічних виробів використовують бій обпалених легковагих вогнетривів, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: каолін 30,0-44,0 спучений перліт 0,8-4,99 піноутворювач 0,01-0,2 шамот 5,0-20,0 глинозем 5,0-15,0 напівводний гіпс 20,0-30,0 бій обпалених легковагих вогнетривів 5,0-20,0 2. Сировинна суміш за п. 1, відповідно до винаходу, в якій використовують бій обпалених легковагих вогнетривів фракції 0-5 мм. Істотною відміною є те, що додаткове уведення напівводяного гіпсу та використання бою керамічних виробів у вигляді бою обпалених легковагих вогнетривів дозволяють отримувати стабільні піномаси з дрібнопоруватою структурою, що забезпечує зменшення уявної щільності обпалених виробів та істотне зниження теплопровідності матеріалу. У ВАТ „УкрНДІВ імені А.С. Бережного" за передбачуваним винаходом було виго товлено зразки вогнетривких легковагих виробів наступним чином: З вихідних компонентів у заданих кількостях готували формовочну масу. Ме тодом шлікерного лиття оформлювали вироби, потім їх висушували та обпалювали. каолін 30,0-44,0 спучений перліт 0,8-4,99 піноутворювач 0,01-0,2 шамот 5,0-20,0 глинозем 5,0-15,0 напівводний гіпс 20,0-30,0 бій обпалених легковагих вогнетривів 5,0-20,0 Таблиця Сировинна суміш для виготовлення легковагих вогнетривів та властивості виробів з неї Найменування показника 1 Вміст компонентів,% мас. каолін спучений перліт піноутворювач: абієтат натрію + клієканіфольна емульсія синтетичний піноутворювач: «Піностром» «Esapon» шамот 2 3 4 5 (запропоновані) Приклади 6 7 8 (позамежні) 44,0 44,0 37,0 30,0 30,0 45,0 0,8 0,8 2,9 4,99 4,99 0,7 0,2 0,2 - 0,1 - 0,01 0,205 - 0,01 5,0 5,0 12,5 20,0 20,0 4,0 45,0 0,7 0,205 4,0 9 29,0 29,0 5,1 5Д - 0,005 0,005 21,0 21,0 10 (прототип) 33,0 8,0 0,45 19,0 глинозем напівводний гіпс бій керамічних виробів: фарфору з поливою обпалених легковагих вогнетривів Показники властивостей: Уявна щільність, г/см 3 Межа міцності при стисненні, МПа Теплопровідність, Вт/(м-К), при tcp, °С: 350 650 15,0 10,0 10,0 5,0 10,0 16,0 10,095 4,0 9,895 20,0 20,0 25,0 30,0 30,0 19,0 19,0 31,0 31,0 28,0 15,0 20,0 12,5 10,0 5,0 15,095 21,0 9,895 4,0 11,55 0,5 0,5 0,4 0,6 0,6 0,7 7,1 7,0 7,2 7,1 7,2 7,0 0,14 0,14 0,13 0,15 0,16 0,19 0,17 0,17 0,16 0,18 0,19 0,21 0,7 6,8 0,20 0,22 0,7 0,8 6,9 7,0 0,20 0,21 0,22 0,24 0,7 7,2 0,25 0,32 Аналогічним способом було отримано зразки позамежних складів і за прототипом. Передбачуваний винахід ілюструється прикладами, які наведено у таблиці. З наведених у таблиці експериментальних даних витікає, що зразки з найбільш високими показникамивластивостей отримано із складів 1-5. У порівнянні з прототипом (приклад 10) вогнетривкі легковагі зразки, які виготовлені за передбачуваним винаходом, при зіставлених значеннях міцності мають меншу (на ~ 14-43%) уявну щільність та у ~ 2 рази меншу теплопровідність обпалених виробів. Таким чином, запропонована сировинна суміш для виготовлення легковагих вогнетривів дозволяє отримувати вогнетривкі легковагі вироби будь-якої конфігурації з високими показниками міцності та низькою теплопровідністю у широкому діапазоні температур, що дозволить широко застосовувати їх як ефективну теплову ізоляцію. Виробництво вогнетривких виробів із сировинної суміші, що заявляється, забезпечить підвищення надійності футерівки, дозволить знизити масу вогнетривів на кладку та істотно зменшити теплові витрати крізь футерівку печей та інших теплових агрегатів. Випуск вогнетривких легковагих виробів із нової сировинної суміші заплановано на дослідному виробництві ВАТ „УкрНДІВ імені А.С. Бережного" у 2005 році.