Високовогнетривка маса

Високовогнетривка маса, що містить вогнетривкий заповнювач із зернистого діоксиду цирконію, стабілізованого 8-25 мас. % оксиду ітрію, тонкомелену складову - нестабілізований діоксид цирконію, в якому вміст часточок розміром менш ніж 0,004 мм, більше 90 % і діоксид цирконію, стабілізований 8-25 мас. % оксиду ітрію, фосфатне зв'язуюче - ортофосфорну кислоту, яка відрізня C2 2 (19) 1 3 92808 4 призначений для експлуатації в умовах впливу оксидом ітрію, переважний розмір часточок є менвисокої (2100°С) температури, вуглеводневої сишим за 0,063мм, а також використання, як фосфаровини і змінного (від окислюваного до відновлютного зв'язуючого ортофосфорної кислоти щільнісваного) газового середовища. тю 1,6-1,7г/см3 забезпечує підвищення термічної Однією з основних вимог, які поставлені до востійкості і межі міцності при стисненні, що в свою гнетривких матеріалів, що працюють у високотемчергу приводить до виключення розтріскування пературному устаткуванні або агрегаті з темперафутерівки, а отже підвищує строк служби футерівтурою служби до 2100°С, як футерівка, є стійкість ки високотемпературних агрегатів і устаткувань, до розтріскування, особливо при подачі вуглеводособливо тих, які працюють в умовах впливу висоневої сировини (відновника) через систему форсукої (аж до 2100°С) температури, вуглеводневої нок до реактора на межі зони горіння і змішування сировини і змінного (від окислюваного до відновв умовах агресивного впливу високої температури люваного) газового середовища та забезпечує і змінного (від окиснюваного до відновлюваного) економію матеріальних ресурсів. газового середовища. Крім того, заміна частини дорогого матеріалу Відома суміш для виготовлення вогнетривких (діоксиду цирконію, стабілізованого оксидом ітрію), виробів, яка включає, мас.%: вогнетривкий заповна дешевший (глинозем) приводить до зниження нювач із стабілізованого діоксиду цирконію - 80,0вартості футерувального матеріалу, а отже еко85,0; тонкомелену складову із нестабілізованого номічно доцільно. діоксиду цирконію з розміром зерен менше 0,06мм Поставлена задача вирішується тим, що: - 10,0-12,0; і фосфатне зв'язне - 5,0-8,0 [А.с. Високовогнетривка маса, що містить вогнет№753832, МПК С04В35/48, 80p.]. Недоліком цієї ривкий заповнювач із зернистого діоксиду циркосуміші є те, що вона не забезпечує одержання нію, стабілізованого 8-25мас.% оксиду ітрію, тонвисоковогнетривкого матеріалу, який характеризукомелену складову - нестабілізований діоксид ється високою термічною стійкістю, хоча і має досцирконію з вмістом часточок розміром, меншим від татньо високу міцність при стисненні. Крім того, 0,004мм, більшим за 90% і діоксид цирконію, ставраховуючи те, що в цій суміші використовується білізований 8-25мас.% оксиду ітрію, фосфатне діоксид цирконію, стабілізований оксидом кальцію, зв'язуюче - ортофосфорну кислоту, яка відрізняце обумовлює максимальну температуру застосується тим, що як вогнетривкий заповнювач вона вання цієї суміші ~ 2000°С, тому, що кубічний твемістить зернистий діоксид цирконію, стабілізовардий розчин СаО в ZrO2, характеризується менний 8-25мас.% оксиду ітрію, з граничним розміром шою вогнетривкістю і стабільністю властивостей в зерен меншим від 5мм, тонкомелена складова області низьких і високих температур в порівнянні містить діоксид цирконію, стабілізований 8з кубічним твердим розчином Y2O3 в ZrO2. 25мас.% оксиду ітрію, з переважним розміром часНайбільш близькою до винаходу за технічною точок, меншим за 0,063мм і додатково - глинозем з суттю і результатом, що досягається, є високовогмасовою часткою -АІ2О3, більшим за 85%, з вміснетривка маса, що містить, мас.%: 50-70 вогнетритом часточок розміром 0,008-0,010мм, більшим за вкого заповнювача із зернистого діоксиду цирко92%, а як фосфатне зв'язуюче вона містить ортонію, стабілізованого 8-25мас.% оксиду ітрію, фосфорну кислоту щільністю 1,6-1,7г/см3 при татонкомелену складову - 2,5-10,5 нестабілізованого кому співвідношенні компонентів, мас.%: діоксиду цирконію з вмістом часток розміром, вогнетривкий заповнювач - зернистий меншим від 0,004мм, більшим за 90% і 19,5-47,5 діоксид цирконію, стабілізований 8діоксиду цирконію, стабілізованого 8-25мас.% ок25мас.% оксиду ітрію, з граничним росиду ітрію, 2,5-3,0 фосфатного зв'язуючого - ортозміром зерен, меншим від 5мм 50-70 фосфорної кислоти (понад 100% по Р2О5) [Пат. тонкомелена складова - нестабілізоУкраїни №74643, МПК С04В35/48, 2006]. ваний діоксид цирконію з вмістом часВ даному технічному рішенні, хоча і створюточок розміром, меншим від 0,004мм, ється можливість виготовлення високовогнетривбільшим за 90% 5-15 кої маси, зразки якої характеризуються достатньо діоксид цирконію, стабілізований 8високою уявною щільністю і межею міцності при 25мас.% оксиду ітрію, з переважним стисненні, високою вогнетривкістю, але термічна розміром часточок, меншим за стійкість їх недостатньо висока особливо в умовах 0,063мм 5-25 агресивної дії розпорошувальної вуглеводневої глинозем з масовою часткою -АІ2О3, сировини, високої температури, змінного (від окибільшим за 85%, з вмістом часточок слюваного до відновлюваного) газового середорозміром 0,008-0,010мм, більшим за вища. 92% 10-20 В основу винаходу поставлена задача ствоортофосфорна кислота щільністю 1,6рення високовогнетривкої маси для виготовлення 1,7г/см3 (понад 100% по Р2О5) 2,5-3,5. неформованих і формованих вогнетривів, в якому Особливістю запропонованої високовогнетривикористання як вогнетривкого заповнювача зервкої маси для виготовлення неформованих і форнистого діоксиду цирконію, стабілізованого 8мованих вогнетривів є те, що використання як вог25мас.% оксиду ітрію, з граничним розміром зерен, нетривкого заповнювача зернистого діоксиду меншим від 5мм, і додаткове введення в тонкомецирконію, стабілізованого оксидом ітрію (8лену складову глинозему з масовою часткою 25мас.%), з граничним розміром зерен, меншим АІ2О3, більшим за 85%, в якому вміст часточок від 5мм і додаткове введення в тонкомелену скларозміром 0,008-0,010мм складає більше за 92%, а дову глинозему з масовою часткою -АІ2О3, більв діоксиді цирконію, стабілізованому 8-25мас.% шим за 85%, з вмістом часточок розміром 0,008 5 92808 6 0,010мм, який складає більше за 92%, а в діоксиді У лабораторії ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережцирконію, стабілізованому 8-25мас.% оксидом ітного" були виготовлені натурні зразки виробів за рію, переважний розмір часточок є меншим за запропонованим винаходом і прототипом за тра0,063мм, а також використання, як фосфатного диційною технологією, яка прийнята у вогнетривкій зв'язуючого ортофосфорної кислоти щільністю 1,6промисловості при виготовленні зернистих вогнет3 1,7г/см забезпечує формування міцної структури ривів. матеріалу внаслідок досягнення оптимальної упаЗапропонований винахід ілюструється приклаковки часточок, особливо дрібних, здатних заповдами, наведеними в таблиці. нювати всі порожнини між крупними зернами з Аналіз даних, які приведені в таблиці, свідчить граничним розміром, меншим ніж 5 мм, забезпепро те, що натурні зразки виробів, які виготовлені чуючи більш щільну укладку зерен, а також підвиіз високовогнетривкої маси запропонованого склащенням їх активності до спікання. Крім того, введу, в порівнянні з прототипом, характеризуються ~ дення глинозему ефективно уповільнює зростання в 3 рази більшою термічною стійкістю і в ~ в 1,6 зерен ZrО2, забезпечуючи формування дрібнокрирази більшою межею міцності при стисненні невисталічної структури. А наявність в тонкодисперсній палюваних та ~ в 1,2 рази більшою межею міцносчастині вогнетрива трьох кристалічних фаз (кубічті при стисненні випалюваних при 1750°С зразків. Заявлене технічне рішення намічається до ної та моноклінної модифікації ZrО2, корунду - впровадження на дослідному виробництві ВАТ АІ2О3) з різними коефіцієнтами термічного розши"УкрНДІВ імені А.С. Бережного" в 2009 - 2010 рорення створює мікротріщинувату структуру, стійку ках. до термічних ударів. Таблиця Склади високовогнетривких мас для виготовлення неформованих і формованих вогнетривів і їх властивості Приклади Найменування компонентів, №1 про- №2 пропону- №3 оптима- №4 пропону- №5 позаме- №6 позамепоказники властивостей тотип ємий льний ємий жний жний Склад маси: 1. Вогнетривкий заповнювач: - зернистий діоксид цирконію, стабілізований 8-25мас.% 50,0 оксиду ітрію; - зернистий діоксид цирконію, стабілізований 8-25мас.% 50,0 60,0 70,0 48,0 72,0 оксиду ітрію, з граничним розміром зерен, меншим від 5мм. 2. Тонкомелена складова: - нестабілізований діоксид цирконію з вмістом часточок розміром, меншим від 2,5 15,0 10,0 5,0 17,0 3,0 0,004мм, більшим за 90%; - діоксид цирконію, стабілізований 8-25мас.% оксиду іт47,5 рію; - діоксид цирконію стабілізований 8-25мас.% оксиду ітрію з переважаючим розміром 25,0 15,0 5,0 27,0 3,0 часточок, меншим за 0,063мм; - глинозем з масовою част10,0 15,0 20,0 8,0 22,0 кою -АІ2О3, більшим за 95%, з вмістом часточок розміром 0,008-0,010мм, більшим за 92%. 7 92808 8 Продовження таблиці 1 3. Фосфатне зв'язуюче: - ортофосфорна кислота (понад 100% по Р2О5); - ортофосфорна кислота щільністю 1,6-1,7г/см3 (понад 100% по Р2О5); Властивості зразків: 1. Термічна стійкість, теплозмін, 1300°С - вода. 2. Межа міцності при стисненні, МПа: - невипалюваних зразків після термообробки при 200°С; - випалюваних при температурі 1750°С зразків. Комп’ютерна верстка А. Рябко 2 3 4 5 6 7 2,5 2,5 3,0 3,5 2,0 4,0 2 5 6 7 3 4 40 63 65 66 52 59 98 118 120 123 99 103 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601