Шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів

Реферат: Винахід належить до вогнетривкої галузі промисловості і може бути використаний для виготовлення вогнетривких виробів на основі оксиду хрому, які мають високу міцність сирцю, незначну усадку при випалі та підвищену термостійкість і використовуються в установках виробництва скловолокна. Задачею винаходу є створення виробів, які мають високі міцність сирцю, термостійкість та низьку усадку при випалі. Шихта для виготовлення хром оксидних вогнетривів містить оксид хрому, твердий розчин ТіО 2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм, твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 у вигляді зерен, діоксид цирконію, діоксид титану, дисперсне залізо, органічну зв'язку. UA 101507 C2 (12) UA 101507 C2 UA 101507 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до вогнетривкої галузі промисловості і може бути використаний для виготовлення вогнетривких виробів на основі оксиду хрому, які мають високу міцність сирцю, незначну усадку при випалі та підвищену термостійкість і використовуються в установках виробництва скловолокна. Відомий склад шихти для одержання хромоксидних вогнетривів, який містить оксид хрому 95% і діоксид титану 4% (О. Ферворнер, К. Берндт "Вогнетривкі матеріали для скловарних печей", М. Стройиздат, 1984, с 95). Однак такі вогнетриви характеризуються низькою межею міцності при стисканні сирцю. Під час випалу вогнетриви з цієї шихти зазнають значної усадки, в них створюється щільна дрібнозерниста структура, внаслідок чого вогнетриви мають низьку термостійкість. Найбільш близькою за технічною суттю та досягнутим результатом до винаходу є шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить в мас. %: суміш оксиду хрому з вмістом 9095% часток менше 4 мкм та оксиду хрому з вмістом 80-85 % часток менше 10 мкм у співвідношенні від 1:9 до 9:1 - 45,0-77,0; порошок твердого розчину ТіО2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм - 15,0-45,0; діоксид титану - 2,5-3,5; дисперсне залізо - 0,1-0,5 та 7 органічну зв'язку - 5,4-6,0 (патент України 69462 МПК С04В 35/12 від 15.09.04). Вогнетрив із наведеної шихти також має високу щільність і дрібнозернисту структуру. Однак межа міцності при стисканні сирцю становить менше 5,0 МПа, усадка при випалі - більше 8%, термостійкість не перевищує 5 теплозмін за рахунок наявності щільної дрібнозернистої структури. Виготовлення вогнетривів з такими характеристиками потребує додаткових заходів для запобігання руйнування сирцю під час транспортування і завантаження у піч, а також деформації виробів при випалі. Крім того, ці вогнетриви мають обмежене застосування в умовах різких змін температури. До основи винаходу поставлено задачу створення шихти для виготовлення хромоксидних вогнетривів, в якій використання оксиду хрому, твердого розчину ТіО 2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм, твердого розчину ТіО2 у Сr2О3 у вигляді зерен, діоксину цирконію, діоксину титану, дисперсного заліза та органічної зв'язки забезпечують збільшення міцності сирцю, зниження усадки при випалі, підвищення термостійкості готових виробів, а як наслідок, і підвищення терміну служби хромоксидних вогнетривів у скловарних печах установок виробництва скловолокна. Поставлена задача вирішується тим, що: Шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить оксид хрому, твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм, діоксид титану, дисперсне залізо і органічну зв'язку, згідно з винаходом додатково містить твердий розчин ТiO 2 у Сr2О3 у вигляді зерен та діоксид цирконію при такому співвідношенні компонентів, мас. %: оксид хрому 10,0-40,0 твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм 8,0-50,0 твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 у вигляді зерен 20,0-40,0 діоксид цирконію 1,0-15,0 діоксид титану 0,4-1,6 дисперсне залізо 0,05-0,5 органічна зв'язка 4,1-9,35. Відзнакою гаданого винаходу є використання у шихті твердого розчину ТіО 2 у Сr2О3 у вигляді зерен водночас з дрібнодисперсними матеріалами: оксидом хрому, твердим розчином ТіО 2 у Сr2О3 з вмістом 85-95% часток менше 10 мкм, діоксидом титану, дисперсним залізом та діоксидом цирконію, що забезпечує створення щільної упаковки зерен під час формування та підвищення міцності сирцю, а також сприяє зменшенню усадки під час випалу. Введення діоксиду цирконію приводить до утворення мікротріщінуватої структури вогнетривів під час фазових перетворень ZrO2 в процесі випалу. Крім того, зерниста та багатофазна структура вогнетривів, яка утворюється внаслідок застосування твердого розчину ТiО 2 у Сr2О3 та дисперсного заліза також сприяє підвищенню термічної стійкості. У лабораторії та на дослідному виробництві ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережного" було виготовлено зразки і вироби за гаданим винаходом і за прототипом за звичайною вогнетривкою технологією: змішування компонентів, зволоження, формування, сушіння та подальший випал. Винахід ілюструється прикладами, наведеними у таблиці. Як видно з таблиці, зразки, виготовлені за винаходом, мають у 2-3 рази більшу межу міцності при стисканні сирцю, у 2,7-4,0 1 UA 101507 C2 5 рази меншу лінійну усадку при випалі і у 1,8-2,8 рази більшу термостійкість, у порівнянні з прототипом. Використання хромоксидних вогнетривів, які мають високі міцність, термічну та корозійну стійкість, дозволить збільшити термін служби скловарних печей до 6-7,5 років, тобто у два рази. Впровадження розробленої шихти планується на дослідному виробництві ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережного" у 2011 році. Таблиця Приклади складів шихт і властивості вогнетривів Найменування компонентів шихти і властивості вогнетривів Компоненти шихти: 1. Оксид хрому 2. Порошок твердого розчину ТіО2 в Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм 3. Твердий розчин ТіО2 в Сr2О3 у вигляді зерен 4. Діоксид цирконію 5. Діоксид титану 6. Дисперсне залізо 7. Органічна зв'язка Властивості вогнетривів: 1. Межа міцності при стисканні сирцю, МПа 2. Лінійна усадка, % 3. Термостійкість (1300°С - вода), теплозмін 10 15 За прототипом патент України 69462 Приклади Позамежні 1 2 3 5 4 61,0 10,0 40,0 25,0 8,0 42,0 30,0 50,0 8,0 29,0 52,0 6,0 20,0 40,0 30,0 18,0 41,0 3,0 0,3 5,7 15,0 0,4 0,5 4,1 1,0 1,6 0,05 9,35 8,0 1,0 0,28 6,72 17,0 0,2 0,8 4,0 0,5 2,6 0,03 7,87 4,9 10,1 15,3 12,9 8,4 9,8 8,0 3,0 2,0 2,5 4,0 3,5 5,0 14 9 12 4 3 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить оксид хрому, твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 з вмістом 85-95% часток менше 10 мкм, діоксид титану, дисперсне залізо і органічну зв'язку, яка відрізняється тим, що вона додатково містить твердий розчин ТіО 2 у Сr2О3 у вигляді зерен та діоксид цирконію при такому співвідношенні компонентів, мас. %: оксид хрому 10,00-40,00 твердий розчин ТiO2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток 8,00-50,00 менше 10 мкм твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 20,0-40,0 у вигляді зерен діоксид цирконію 1,00-15,00 діоксид титану 0,40-1,60 дисперсне залізо 0,05-0,50 органічна зв'язка 4,10-9,35. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2