Шихта для виготовлення вогнетривких виробів

Шихта для виготовлення вогнетривких виробів, що включає корунд, -глинозем, кремній кристалічний, карбід кремнію і алюмосилікатний компонент, яка відрізняється тим, що як алюмосилікатний компонент вона містить збагачений каолін з вмістом каолініту, не меншим від 95 %, а -глинозем має розмір часток, менший від 2 мкм, та питому поверхню 4,5-5,0 м2/г при такому співвідношенні компонентів, мас. %: корунд 57-59 -глинозем з розміром часток, меншим від 2 мкм, та питомою поверхнею 4,55,0 м2/г 1-3 кремній кристалічний 18-22 карбід кремнію 6-12 збагачений каолін з вмістом каолініту, не меншим від 95 % 1-12. Винахід стосується вогнетривкої промисловості і може бути використаний для виготовлення вогнетривів для футерування верхньої частини фурми і фурменої зони доменних печей, чавуновізних ковшів, для фурм продування розплавів чавуну і ін. Відома шихта для виготовлення вогнетривких виробів, яка містить 15-30% муліту, 30-35% корунду і 25-35% -глинозему (a.c. CPCP. №607822,М. кл. С04В35/10 від 1978p.). Проте вогнетриви з такої шихти мають недостатньо високі міцність і металостійкість. Найбільш близькою по технічній суті і досягнутому результату до винаходу є шихта для виготовлення вогнетривких виробів, яка містить 10-20% муліту, 20-30% корунду, 10-20% -глинозему і 4050% суміші кремнію кристалічного і карбіду кремнію в співвідношенні від 1:1 до 1:2. (Пaтент UA 49023, C2, С04В 35/10, 35/18, 1978p.). Проте вироби з такої шихти внаслідок переважання в зв'язуючій частині карбіду, нітриду і оксинітриду кремнію мають недостатньо високі стійкість до розплавів чавуну і сталі і термостійкість, які потрібні для служби в умовах доменних печей і чавуновізних ковшів. У основу винаходу поставлено завдання створення шихти для виготовлення вогнетривких виробів, в якій введення збагаченого каоліну з вмістом каолініту, не менше від 95% та -глинозему з розміром часток, меншим від 2мкм, та з питомою поверхнею 4,5-5,0м2/г, який має високу реакційну здатність, забезпечує високі металостійкість і термостійкість створених виробів, що обумовлює підвищенню терміну служби футерівок на контакті з металом. Поставлене завдання вирішується тим, що: Шихта для виготовлення виробів, що включає корунд, -глинозем, кремній кристалічний, карбід кремнію і алюмосилікатний компонент, згідно винаходу, як алюмосилікатний компонент містить збагачений каолін з вмістом каолініту, не менше від 95%, та -глинозем з розміром часток, меншим 2 від 2мкм, та з питомою поверхнею 4,5-5,0м /г при наступному співвідношенні компонентів (мас.%): корунд 57-59 -глинозему з розміром часток, меншим від 2мкм, та з питомою поверхнею 4,52 5,0м /г 1-3 кремній кристалічний 18-22 (19) UA (11) 89240 (13) C2 (21) a200800005 (22) 02.01.2008 (24) 11.01.2010 (46) 11.01.2010, Бюл.№ 1, 2010 р. (72) ФЕДОРУК РОСТИСЛАВ МЕФОДІЙОВИЧ, ПРИМАЧЕНКО ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ, САВІНА ЛЮДМИЛА КОСТЯНТИНІВНА, ПОЛТАРАК ОЛЕНА ВІКТОРОВНА (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ВОГНЕТРИВІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" (56) UA 50776, C2, 15.11.2002 UA 49023, C2, 16.09.2002 UA 66937, C2, 15.06.2004 US 4377413, 22.03.1983 RU 2267472, C2, 10.01.2006 GB 2008565, A, 06.06.1979 3 89240 карбід кремнію 6-12 збагачений каолін з вмістом каолініту, не менше від 95% 1-12 Істотно новим в заявленому винаході є використання у складі шихти для виготовлення вогнетривких виробів, що обпалюються в середовищі азоту, збагаченого каоліну з вмістом каолініту не меншим від 95% замість синтетичного алюмосилікату - муліту, який є більш інертним матеріалом при спіканні у зазначених умовах. Застосування каоліну, що диспергований у суміші кремнію кристалічного, та глинозему з підвищеною реакційною здатністю, забезпечує утво 4 рення міцної керамічної зв'язки з -сіалону (Si 6zAlzN8-zOz) з числом Z~2 і з вмістом останнього як основної фази ~56-65% і в незначній мірі нітриду і оксинітриду кремнію (до 5-7%). Сіалонова зв'язка порівняно з нітридом кремнію і карбідом кремнію забезпечує більш високі металостійкість до розплавленого чавуну і термостійкість, і відповідно вищу стійкість футерівок на контакті з розплавом металу (наприклад чавуну в чавуновізних ковшах). Винахід ілюструється прикладами, наведеними в таблиці. Таблиця Склад шихт і властивості виробів Найменування компонентів, показники властивостей Склад, %: корунд -глинозем з розміром часток, меншим від 2мкм, та з питомою поверхнею 4,5-5,0м2/г кремній кристалічний карбід кремнію збагачений каолін з вмістом каолініту, не меншим від 95% муліт Властивості: Межа міцності при стисненні, МПа Відкрита пористість, % Шлакостійкість, г/см2ч Металостійкість х), г/см2ч Термостійкість, (1300°С - вода), теплозмін х) Приклади №1 про- №2 оптима- №3 пропону- №4 пропону- №5 позатотип льний ємий ємий межний 57 58 59 53 68 №6 позамежний 25 3 2 1 0,5 4 15 18 12 21 8 22 6 26 3,5 14 9 15 30 10 11 12 17 5 15 155 162 165 104 59 150 19 0,08 0,01 18 0,1 0,01 18 0,1 0,01 23 0,18 0,03 25 0,15 0,04 21 0,1 0,03 >20хх) >20хх) >20хх) >20хх) 16 12 знос при 1450°С зразки не зруйновані, випробування припинені хх) В лабораторії ВАТ «УкрНДІВ імені А.С. Бережного» виготовлені вироби по запропонованій шихті і прототипу таким чином: електроплавлений корунд (фракції 3-0,5мм) і карбід кремнію (фракції 0,5-0,1мм) змішують з тонкодисперсною сумішшю кремнію кристалічного (дрібніше 12мкм) і реактивного -глинозему (дрібніше 2мкм) і збагаченого каоліну з вмістом основного мінералу (каолініту) не менше 95% (