Вогнетривка маса

Вогнетривка маса, що включає алюмосилікатний заповнювач, високоглиноземистий цемент та воду, яка відрізняється тим, що додатково містить комплексну добавку - суміш гексаметафосфату натрію, казеїну та триполіфосфату натрію у співвідношенні 1:1:2 відповідно, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: алюмосилікатний заповнювач 70-82,5 високоглиноземистий цемент 6-18 комплексна добавка 0,5-3 вода решта. (19) (21) a200605903 (22) 29.05.2006 (24) 10.09.2007 (46) 10.09.2007, Бюл. №14, 2007р. (72) Вернигора Наталія Костянтинівна, Логвінков Сергій Михайлович, Тищенко Сергій Васильович, Цапко Наталія Сергіївна, Корогодська Алла Миколаївна, Шаповалов Віталій Петрович (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" (56) UA 45983, C2, 15.05.2002 UA 46039, C2, 15.05.2002 UA 51201, C2, 15.04.2005 SU 1154238, A, 07.05.1985 SU 767059, 30.09.1980 3 80369 верхневу активність, тому, відбираючи на себе воду, він не дозволяє забезпечити максимально повний рівень гідратації усіх фаз цементного клінкеру, що, в свою чергу, призводить до утворення тріщин зсідання при структуроутворенні маси тиглю. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення вогнетривкої маси шляхом введення комплексного додатку, що дозволяє забезпечити підвищену корозійну стійкість, низьку поруватість та більш високі показники міцності, в т.ч. в області температур 700 - 1200°С, що дозволить суттєво збільшити термін служби тиглів. Технічний результат забезпечується тим, що в рішенні, яке пропонується і яке включає алюмосилікатний заповнювач, високоглиноземистий цемент та воду, відповідно винаходу додатково міститься комплексний добавку суміш гексаметафосфату натрію, казеїну та триполіфосфату натрію у співвідношенні 1:1:2 відповідно, при слідуючому співвідношенні компонентів, мас. %: алюмосилікатний заповнювач - 70,0 - 82,5; високоглиноземистий цемент - 6,0 -18,0; комплексний додаток - 0,5 - 3,0; вода - решта. Позитивний ефект пояснюється наступним: в результаті використання комплексно підібраного складу інгрідієнтів, що пропонується, а також оптимальним пропорціям складових частин забезпечено специфічний прояв дії складових комплексного додатку, що приводить до формування міцної структури матеріалу вогнетривкої маси, в якому механізм зміцнення адаптований до теплових умов експлуатації в широкому інтервалі температур. Механізм дії комплексного додатку пояснюється дією окремих компонентів, які, доповнюючи один одного, дозволяють отримувати не тільки адитивний, а навіть синергетичний ефект. Гексаметафосфат натрію, являючись електролітом, виконує в складі комплексного додатку, перш за все, функцію пластифікатора. Він знаходиться в розчині у вигляді іонів, діє на в'яжуче на молекулярному рівні, тобто впливає на швидкість росту кристалів та на раннє структуро утворення цементного каменю, дозволяє підвищити пластифікуючу дію двох інши х додатків внаслідок явища синергізму. Гексаметафосфат натрію сповільнює схоплювання високоглиноземистого цементу, що дозволяє забезпечити максимально повний рівень гідратації усі х фаз цементного клінкеру і запобігти утворенню тріщин зсідання при формуванні коагуляційно-кристалізаційних зв'язків між усіма інгредієнтами при структуроутворенні високоглиноземистого цементу в складі, що забезпечує рівномірну більш щільну упаковку усіх інгредієнтів шихти. В комплексному додатку проявляється модифікуюча дія казеїну, яка пов'язана зі структурою цього білка (спіральна, високомолекулярна) та його здібністю до гідролітичного розкладання у лужному середовищі зі створенням протеїнів та амінокислот, які вкривають поверхню зерен алюмосилікатного заповнювача, знижуючи міжзеренне тертя, що сприяє більш щільній їх упаковці. Це призводить до підвищення експлуатаційних властивостей маси, що пропонується, в першу чергу, до зниження поруватості. Введення водневого 4 розчину триполіфосфату натрію у співвідношенні 2:1 з казеїном створює необхідну оптимальну концентрацію лужного середовища, яке дозволяє казеїну проявити свої властивості в напрямку підвищення експлуатаційних характеристик маси. Завдяки комплексній дії компонентів маса твердіє внаслідок коагуляційно-кристалізаційного механізму структуро утворення, що забезпечує рівномірний розподіл складових та дозволяє регулювати швидкість твердіння та структурномеханічні властивості маси, а також інтенсифікує спікання при випалі чи в умовах експлуатації. Тим самим забезпечується досягнення високої корозійної стійкості, низької поруватості, високої міцності. Використання рішення, що пропонується, введення комплексного додатку, дозволяє сформувати однорідну субмікроскопічну структуру з максимально рівномірним розподілом в її об'ємі твердої фази, результатом чого є підвищена міцність, в т.ч. високотемпературна, знижена в порівнянні з прототипом поруватість та придбана відсутність сколів в жорстких умовах роботи виробів та висока корозійна стійкість до дії агресивних розплавів. Приклад Компоненти вогнетривкої маси: алюмосилікатний заповнювач у кількості 1304 г.; високоглиноземистий цемент у кількості 204г. змішують до утворення однорідної суміші. Комплексний додаток у кількості 22,0г. (гексаметафосфат натрію, казеїн триполіфосфат натрію, у кількості 5,5; 5,5; 11,0г відповідно) змішують до одержання однорідної маси, розчиняють у воді, що береться у кількості, потрібної для одержання необхідної консистенції (170г). Одержаний розчин додають до раніше приготовленої сухої суміші та ретельно вимішують. Для одержання цього складу вогнетривкої маси застосовувався алюмосилікатний заповнювач марки ШМК - 77 - ТУ 14-8-527-87, високоглиноземістий цемент марки ВГЦ - 600 - ТУ 03-399-78, гексаметафосфат натрію Nа(РО3)6 - ГОСТ 201-76, триполіфосфат натрію Nа5Р3О10 - ТУ 6-09-03-38473, казеїн-ГОСТ 17626-81. Конкретні склади вогнетривкої маси для виготовлення виробів, що пропонується, відомий склад-прототип, а також їх властивості, які визначені на зразках вогнетривкої маси, наведені в таблиці. При випробуваннях зразків межа міцності при стисненні визначалась відповідно вимогам ДОСТ 4071-80, поруватість ДОСТ 2409-80, корозійна стійкість визначалась тигельним методом [4] по глибині проникнення розплаву покривної емалевої фритти марки ЭСП-117П. Як видно із даних, що представлені в таблиці, найкращі властивості має склад за № 2. Крім того, цей склад має властивості вищі за показниками, ніж відомий склад-прототип та склади, що виготовлені з відхилом від складу, що пропонується. Таким чином, винахід, що пропонується, володіє рядом переваг у порівнянні з відомим. Використання маси, що пропонується, найбільш ефективно для виготовлення тиглів, у яких ведуть варку емалевих фритт, а також для вигото 5 80369 влення та ремонту окремих елементів футерівки фриттоварочних барабанів та ін. Застосування винаходу, що пропонується, забезпечує у порівнянні з відомими такі переваги: - суттєво збільшує термін придатності виробів за рахунок низької поруватості та високих показників міцності; - зменшує витрати матеріалу на кількість виплавленої фритти; - зменшує кількість викидів в атмосферу продуктів взаємодії фритти з матеріалом тиглів завдяки підвищеній корозійній стійкості; - вироби можна виготовляти пресуванням, віброформуванням, пневмотрамбуванням та набивкою, що дозволяє механізувати процес та знизити долю ручної праці. У сукупності ці переваги забезпечать значний економічний, соціальний та екологічний ефекти. 6 Література: 1. №1592305 СССР. МПК7 С04В 35/10 // Всесоюзный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт электрокерамики. Шихта для изготовления керамического огнеупорного материала. Заявка 4490192/23-33 дата опубликования 15.09.90. 2. №2028282 RU. МПК7 СO4В 35/10 // СанктПетербургский государственный институт научноисследовательских работ огнеупорной промышленности. Торкрет-масса. Заявка 4828889/33 дата опубликования 09.02.95. 3. №2214984 RU. МПК7 С04В 35/622 // ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»; 000 «Ресурс-СП». Огнеупорная литьевая масса. Заявка 2001127099/03 дата опубликования 27.10.03. 4. Стрелов К.К., Кащеев И.Д. Технический контроль производства огнеупоров. - М.: Металлургия. - 1986. - С.145-146. Таблиця Склад та властивості ши хти для виго товлення тиглів Параметри шихти Замежеві 1 2 3 Компоненти керамічної маси, мас. % мулітокорунд 59,0 алюмосилікатний заповнювач 68,5 70,0 76,7 82,5 високоглиноземистий цемент 30,0 20,0 18,0 12,0 6,0 алкіларілсульфонат 0,3 комплексний додаток 3,5 3,0 1,3 0,5 вода 10,7 8,0 9,0 10,0 11,0 Властивості керамічної маси Ме ханічна міцність після термооброб46,2 78,0 80,0 87,0 86,0 ки (4 години) при1350°С,МПа Поруватість, % 17,8 7,8 7,5 7,2 7,4 Корозійна стійкість, мм 3,5 2,1 1,7 1,0 1,5 Найменування показників Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін прототип Підписне Замежеві 83,6 4.0 0,4 12,0 75,0 8,1 2,0 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601