Спосіб виготовлення вогнетривких виробів на основі окису хрому

Способ изготовления огнеупорных изделий на основе окиси хрома, включающий измельчение исходного порошка, смачивание порошка суспензией перед формованием, формование и обжиг в восстановительной среде, отличающийся тем, что измельчение исходного порошка проводят с добав кой 0,5-6,0% ТіО2 до содержания 75% зерен менее 10 мкм, смачивание порошка осуществляют 5-10% суспензией, состоящей из окиси хрома фракции 3-5 мкм, раствора поливинилового спирта и глицерина в соотношении от 1:1:4 до 1:3:6 соответственно, после чего массу гранулируют до получения гранул диаметром 1,5-2,5 мм, формование осуществляют ступенчато: на первой ступени при давлении 50 МПа выдержка 20-30 сек, на второй ступени при давлении 70 МПа выдержка 40-60 сек, обжиг изделий проводят в восстановительной среде в присутствии углеродсодержащего материала с зольностью в пределах 0,30,5%, причем соотношение объема углеродсодержащего материала и изделий находится в пределах от 0,15:1,0 до 0,5:1,0, обожженные же изделия дополнительно подвергают механической обработке до шероховатости поверхности 1,25-0,63 мкм путем шлифования алмазным кругом при глубине резания 0,05-0,10 мм. (19) (21) 94127999 (22) 13.12.1994 (24) 15.05.2001 (46) 15.05.2001, Бюл. № 4, 2001 р. (72) Криворучко Павло Петрович, Примаченко Володимир Васильович, Боярина Ірина Ліповна, Кравченко Валентина Петрівна, Бараннік Юрій Петрович, Гіріч Ніна Андріївна (73) Відкрите акціонерне товариство “Український науково-дослідний інститут вогнетривів імені А.С.Бережного” (56) Авт. свид. СССР № 876609. 37209 6,0% двуокиси титана до содержания 75% зерен менее 10 мкм, смачивание порошка осуществляют 5-10% суспензии, состоящей из окиси хрома фракции 3-5 мкм, раствора поливинилового спирта и глицерина в соотношении от 1:1:4 до 1:3:6 соответственно, после чего массу гранулируют до получения гранул диаметром 1,5-2,5 мм, формование осуществляют ступенчато: на первой ступени при давлении 50 Н/мм2 выдержка 20-30 сек, на второй ступени при давлении 70 Н/мм2 - выдержка 40-60 сек, а обжиг изделий проводят в восстановительной среде в присутствии углеродсодержащего материала с зольностью в пределах 0,3-0,5%, причем соотношение объема углеродсодержащего материала и изделий находится в пределах от 0,15:1,0 до 0,5-1,0, мехобработку же осуществляют до шероховатости поверхности 1,25-0,63 мкм путем шлифования алмазным кругом при глубине резания 0,05-0,10 мм. Отличием предлагаемого способа является измельчение материала до определенной тонины - 75% фракции менее 10 мкм, так как именно эти зерна и в таком количестве способствуют спеканию окиси хрома в процессе обжига, что значительно повышает их коррозионную стойкость. Использование суспензии окиси хрома с определенным размером зерен (3-5 мкм) в растворе поливинилового спирта и глицерина обеспечивает равномерное смачивание порошка окиси хрома, что облегчает процесс гранулирования и создает условия для получения гранул определенного размера (1,5-2,5 мм), обеспечивающих наиболее плотную их укладку при формовании. Ступенчатое формование сырца с определенным приложением давления и временем выдержки позволяет получить более плотный и прочный сырец без дефектов, что и является основной задачей предполагаемого изобретения. Спекание изделий на основе окиси хрома при наличии в обжиговой среде кислорода не происходит. Присутствие в обжиговой среде углеродсодержащего материала приводит к связыванию свободного кислорода в течение обжига. В связи с тем, что кислород выделяется из массы огнеупора в течение всего обжига, углеродсодержащий материал должен быть в достаточном количестве. Хорошее спекание огнеупорных изделий на основе окиси хрома происходит при соотношении углеродсодержащего материала и обжигаемых хромокисных огнеупоров от 0,15:1,0 до 0,5:1,0. При повышенной зольности реакционная способность углеродсодержащего материала в течение обжига снижается из-за того, что он покрывается слоем золы, препятствующей ре акционному газообмену. Достаточно высокая степень восстановительности обжиговой среды обеспечивается при низкой зольности углеродсодержащего материала - не более 0,3-0,5%. За счет механической обработки изделий до определенной шероховатости поверхности (1,250,63 мкм) обеспечивается также высокая коррозионная стойкость изделий, что приводит к улучшению качества стекла, т.е. снижается содержание окиси хрома в стекле. Применение этих огнеупоров позволит в 2,5-3 раза удлинить срок службы стекловаренных печей, ПОВЫСИТЬ температуру варки стекла, что приведет к улучшению качества стекла при одновременном увеличении удельного съема стекломассы до 10%. В лаборатории УкрНИИО и на опытном производстве были изготовлены образцы и изделия в виде блоков по предполагаемому способу и по прототипу, что иллюстрируется примерами, приведенными в таблице. Способ осуществляется следующим образом: исходный порошок окиси хрома, измельченный с добавкой 0,5% ТiО 2 до содержания зерен 75% менее 10 мкм, смачивают 5% суспензии, состоящей из окиси хрома фракции 3-5 мкм, раствора поливинилового спирта и глицерина в соотношении 1:1:4 соответственно, после чего массу гранулируют до получения гранул 1,5-2,5 мм. Из полученных гранул формуют изделия при ступенчатом приложении давления: первая ступень при давлении 50 Н/мм2 и выдержке 20-30 сек, вторая ступень при давлении 70 Н/мм2 - выдержка 40-60 сек. Обжиг изделий осуществляют в восстановительной среде в присутствии углеродсодержащего материала с зольностью 0,3%, причем соотношение объема углеродсодержащего материала и изделий составляет 0,15:1,0. После обжига изделия подвергают механической обработке путем шлифования алмазным кругом до шероховатости поверхности, равной 1,25 мкм при глубине резания 0,05 мм. Как следует из таблицы, огнеупорные изделия на основе окиси хрома, изготовленные по предлагаемому способу, имеют более высокую плотность (3,56-3,58 г/см3) и в 2,5-3 раза превышающую величину предела прочности при сжатии сырца. Коррозионная стойкость образцов после 125-часовых испытаний увеличивается на 30%, при этом значительно уменьшается содержание Сr2О3 в стекле, что повышает его качество. Кроме того, повышение температуры службы на 150°С стабилизирует процесс выработки стекловолокна, что также повышает его качество. Внедрение разработанного способа планируется на опытном производстве УкрНИИО в 1997 г. 2 37209 Способ изготовления огнеупорных изделий на основе окиси хрома и их свойства Примеры Прототип а.с. 876609 Наименование 1 2 3 + – – – – + + + + – – – – – – + – + + – + – + – – + + + + – – – – 1. Измельчение исходного сырья 2. Измельчение исходного сырья с добавкой 0,5-6,0% ТiO2 до содержания 75% зерен менее 10 мкм 3. Смачивание порошка суспензией перед формованием 4. Смачивание порошка осуществляют 5-10% суспензии, состоящей из окиси хрома фракции 3-5 мкм в растворе поливинилового спирта и глицерина в соотношении: 1:1:4 1 : 1,5 : 5 1:3:6 5. Гранулирование до получения гранул 1,5-2,5 мм 6. Формование сырца 7. Формование сырца осуществляют ступенчато. На первой ступени при давлении 50 Н/ММ2 выдержка составляет 20-30 сек, на второй ступени при конечном давлении 70 . Н/мм2 - выдержка 40-60 сек 8. Обжиг в восстановительной среде 9. Обжиг в восстановительной среде в присутствии углеродсодержащего материала с зольностью,% 0,3 0,4 0,5 10. Соотношение объема углеродсодержащего материала и изделий от 0,15:1 до 0,5:1,0 0,15 : 1 0,3 : 1 0,5 : 1 11. Механическая обработка до шероховатости поверхности, мкм 1,25 1,00 0,63 3 12. Плотность сырца, г/см Предел прочности при сжатии сырца, Н/мм2 Температура службы, оС Коррозионная стойкость, потеря объема образцов после 125 часов испытаний Содержание Cr2O3 в стекле, % + + + + + – + + + – + + 3,0 8 1500 3,50 22 1650 3,58 22 1650 + 3,58 24 1650 30 0,5 20 0,013 22 0,02 20 0,015 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3 37209 4