Шихта для виготовлення вогнетривких виробів із стабілізованого і моноклінного діоксиду цирконію

Шихта для виго товлення вогнетривких виробів із стабілізованого і моноклінного діоксиду цирконію, яка містить зернисту складову з діоксиду цир C2 2 (19) 1 3 83918 характеризується високими показниками вогнетривкості, уявної щільності, хоча і має високу термічну стійкість. Найбільш близьким до передбаченого винаходу по технічній сутності і результату, який досягається, є маса для формування термостійких виробів із стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію та моноклінного діоксиду цирконію [Термостійкі вироби зернистої будови із діоксиду цирконію, стабілізованого оксидом ітрію. Караулов А.Г., Рудяк І.М. // Вогнетриви, - 1978, - №11. - с.3639]. У даному технічному рішенні, хоча і утворюється можливість виготовлення середньощільних (із відкритою пористістю 23,5%; уявною щільністю 4,52г/см 3) виробів, які характеризуються високими значеннями термічної стійкості, разом з тим, вони не відрізняються стабільністю властивостей в області температур 2300-2350°С, тому що їх стр уктура мікротріщінувата і крупнокристалічна. Хаотично розташовані мікротріщини, що виникають переважно на контакті зерен заповнювача з тонкодисперсною зв'язкою, порушують щільність контактів між зернами, закономірно знижуючи уявну щільність виробів, підвищуючи їх відкриту пористість. Під впливом високих температур (2300-2350°С) така структура виробів схильна до спікання, внаслідок чого змінюються розміри мікротріщин, а отже, стабільність властивостей виробів з такою структурою у області високих температур не забезпечується. В основу винаходу поставлена задача створення шихти для виготовлення вогнетривких виробів із стабілізованого і моноклінного діоксиду цирконію, в якому використання в якості тонкомеленої складової - суміші спільного помелу стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію, моноклінного діоксиду цирконію, тонкомеленого глинозему з масовою долею a-Al2O3 не меншою за 85% при їх певному масовому співвідношенні і розмірі зерен (в суміші спільного помелу) меншим від 0,063мм, додаткове введення в тонкомелену складову тонкомеленого глинозему з масовою долею a-Al2O3 не меншою за 85% забезпечує одержання вогнетривів з достатньо високими уявною щільністю і вогнетривкістю, достатньо низькою відкритою пористістю, що в свою чергу забезпечує підвищення терміну служби вогнетривів, а також високотемпературних установок і агрегатів. Поставлена задача вирішується тим, що: Шихта для виготовлення вогнетривких виробів із стабілізованого і моноклінного діоксиду цирконію, яка містить зернисту складову із стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію, тонкомелену складову із стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію і моноклінного діоксиду цирконію, згідно винаходу вона додатково містить тонкомеленій глинозем з масовою долею a-Al2O3 не меншою за 85%, а в якості тонкомеленої складової - суміш спільного помелу з розміром зерен, меншим від 0,063мм, стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію, моноклінного діоксиду цирконію, глинозему з масовою долею a-Al2O3 не меншою за 85%, 4 які взяті в співвідношенні від 0,8:0,2:0,05 до 1:0,1:0,02 при наступному вмісті компонентів, мас. %: зерниста складова із стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію 40-45 тонкомелсна складова - суміш спільного помелу з розміром зерен, меншим від 0,063мм, стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію, моноклінного діоксиду цирконію і глинозему з масовою долею a-Al2O 3 не меншою за 85%, які взяті в співвідношенні від 55-60 0,8:0,2:0,05 до 1:0,1:0,02. Особливістю запропонованої шихти для виготовлення вогнетривких виробів із стабілізованого і моноклінного діоксиду цирконію є те, що використання в якості тонкомеленої складової - суміші спільного помелу з розміром зерен, меншим від 0,063мм, стабілізованого оксидом ітрію діоксиду цирконію, моноклінного діоксиду цирконію, глинозему з масовою долею a-Al2O3 не меншою за 85%, які взяті в співвідношенні від 0,8:0,2:0,05 до 1:0,1:0,02, забезпечує формування щільної та міцної структури вогнетриву з вогнетривкістю 2450°С. Це в свою чергу приводить до забезпечення стабільності властивостей вогнетривких виробів в області високих температур. Введення тонкомеленого глинозему з масовою долею a-Al2O3 не меншою за 85% забезпечує одержання вогнетривів з достатньо високою уявною щільністю, низькою відкритою пористістю внаслідок того, що тонкомелений глинозем збільшує швидкість ущільнення внаслідок зменшення енергії активації об'ємної дифузії на початковій стадії спікання вогнетриву, а також ефективно уповільнює зростання зерен ZrO2, забезпечуючи формування щільної дрібнокристалічної структури вогнетриву. У лабораторії ВАТ „УкрНДІВ імені А.С.Бережного” були виготовлені вогнетривкі вироби за запропонованим винаходом і прототипом за традиційною технологією, яка прийнята у вогнетривкій промисловості при виготовленні зернистих вогнетривів. Винахід, що пропонується, ілюструється прикладами, наведеними в Таблиці. Аналіз даних, які приведені в Таблиці, свідчить про те, що натурні зразки виробів, які виготовлені із шихти запропонованого складу, в порівнянні з прототипом, характеризуються на ~4% більшою уявною щільністю, на 3,1-4% меншою відкритою пористістю і на 50°С більшою вогнетривкістю (2450°С проти 2400°С - за прототипом). Заявлене технічне рішення намічається до впровадження на дослідному виробництві ВАТ „УкрНДІВ імені А.С. Бережного” в 2007р. Склад шихт для виготовлення вогнетривких виробів та їх власти вості 5 Найменування компонентів, показники властивостей 83918 №1 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова Приклад №3 №4 пропопропонуємий нуємий 4 5 2 №2 пропонуємий 3 60 40 42,5 60 57,5 прототип 1 І. Склад шихти: 1. Зернистий заповнювач із стабілізованого ~10% (мас.) Y2 O3 діоксиду цирконію 2. Тонкомелена складова: - суміш спільного помелу з розміром зерен, меншим від 0,063мм, стабілізованого ~10% (мас.) Y2O 3 діоксиду цирконію, моноклінного діоксиду цирконію, глинозему з масовою долею a-Al2O 3 не меншою за 85%, які взяті у масовому співвідношенні: - стабілізований -10% (мас.) Y2 О3 діоксид цирконію з розміром зерен, меншим від 0,09мм - моноклінний діоксид цирконію II. Властивості зразків виробів: 1. Відкрита пористість, % 2. Уявна щільність, г/см 3 3. Вогнетривкість, °С 6 10 №5 №6 позамежний позамежний 6 7 45 38 47 55 62 53 0,8:0,2:0,05 0,9:0,1:0,04 1:0,1:0,02 0,7:0,3:0,1 1,1:0,2:0,01 30 23,5 4,52 2400 20,4 4,68 2450 19,8 4,69 2450 19,5 4,69 2450 21,3 4,65 2430 21,0 4,66 2430 Підписне Тираж 28 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