Шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів

Реферат: Винахід належить до виробництва вогнетривів 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. Шихта містить зерна твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, оксиду хрому і двооксиду титану при співвідношенні від 10,0 : 86,4 : 3,6 до 90,0 : 9,6 : 0,4 з вмістом 85-95 мас. % часток розміром менше 10 мкм, дисперсне залізо, органічну зв'язку. UA 100023 C2 (12) UA 100023 C2 UA 100023 C2 5 10 15 20 25 30 35 Винахід належить до виробництва вогнетривів 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 двооксид титану 4 % (Ферворнер О., Берндт К. 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 даного винаходу є шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить в мас. %: суміш оксиду хрому з вмістом 90-95 % 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 ТiО2 у Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм - 15,0-45,0; двооксид 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. В основу винаходу поставлено задачу створення шихти для виготовлення хромоксидних вогнетривів, в якій використання твердого розчину ТіО 2 у Сr2O3 у вигляді зерен та у складі суміші, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТiO2 у Сr2О3, оксиду хрому і двооксиду титану у співвідношенні від 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 та містить 85-95 % часток розміром менше 10 мкм, дисперсного заліза, а також 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, діоксид титану, дисперсне залізо і органічну зв'язку, згідно з винаходом твердий розчин ТiO2 у Сr2О3 містить у вигляді зерен та у складі суміші, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану у співвідношенні від 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 та містить 85-95 % часток розміром менше 10 мкм, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: зерна твердого розчину ТіО2 у Сr2О3 20,0-80,0 суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТiO2 у Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану у співвідношенні від 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 з вмістом 85-95 % часток розміром менше 10 мкм 16,0-70,0 дисперсне залізо 0,1-0,5 органічна зв'язка 3,9-9,5. 40 1 UA 100023 C2 Таблиця Приклади складів шихт і властивості вогнетривів Найменування компонентів шихти і властивості вогнетривів Компоненти шихти: 1. Суміш оксиду хрому з вмістом 90-95 % часток менше 4 мкм та оксиду хрому з вмістом 80-85 % часток менше 10 мкм у співвідношенні від 1:9 до 9:1 Порошок твердого розчину ТіО2 в Сr2О3 з вмістом 85-95 % часток менше 10 мкм 2. Зерна твердого розчину ТіО2 в Сr2О3 Суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО2 в Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану у співвідношенні від 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 з вмістом 85-95 % часток розміром менше 10 мкм 3. Діоксид титану 4. Дисперсне залізо 5. Органічна зв'язка Властивості вогнетривів: 1. Межа міцності при стисканні сирцю, МПа 2. Лінійна усадка, % 3. Термостійкість (1300 °C - вода), теплозмін 5 За прототипом патент України 69462 Приклади Позамежні 1 2 3 30,0 20,0 80,0 4 5 50,0 18,0 82,0 61,0 (1:4,5) 70,0 16,0 43,0 72,0 14,0 (10,0:86,4:3,6) (90,0:9,6:0,4) (50,0:48,0:2,0) (8.0:87.4:4,6) (92,0:7,8:0,2) 3,0 0,2 0,5 0,1 0,3 0,05 0,6 5,8 9,5 3,9 6,7 9,95 3,4 4,9 8,8 13,7 11,7 5,1 5,3 8,0 3,5 2,5 3,0 6,5 2,5 5,0 6,0 8,0 7,0 руйнування 2,0 Відмінністю даного винаходу є використання у шихті твердого розчину ТіО 2 у Сr2О3 у вигляді зерен та у складі суміші, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТiO 2 у Сr2O3, оксиду хрому і діоксиду титану у співвідношенні від 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 та містить 85-95 % часток розміром менше 10 мкм, що забезпечує створення щільної упаковки зерен під час формування та підвищення міцності сирцю, а також сприяє зменшенню усадки під час випалу. Крім того, зерниста та багатофазна структура вогнетривів, яка утворюється внаслідок 2 UA 100023 C2 5 10 15 20 застосування твердого розчину ТiO2 у Сr2О3 та дисперсного заліза забезпечує підвищення 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. Даний винахід ілюструється прикладами, наведеними у таблиці. Як видно з таблиці, зразки, виготовлені за даним винаходом, мають у 1,8-2,8 разу більшу межу міцності при стисканні сирцю, у 2,3-3,2 меншу лінійну усадку при випалі і на 20-60 % більшу термостійкість, у порівнянні з прототипом. Використання хромоксидних вогнетривів, які мають високі міцність, термічну та корозійну стійкість, дозволить збільшити термін служби скловарних печей до 5-7 років, тобто у два рази. Впровадження розробленої шихти планується на дослідному виробництві ВАТ "УкрНДІВ імені А.С. Бережного" у 2010 році. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить оксид хрому, твердий розчин ТіО2 у Сr2О3, діоксид титану, дисперсне залізо і органічну зв'язку, яка відрізняється тим, що твердий розчин TiO2 у Сr2O3 вона містить у вигляді зерен та у складі суміші, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану при співвідношенні від 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6; 0,4 та містить 85-95 мас. % часток розміром менше 10 мкм, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: зерна твердого розчину ТіО2 у Сr2О3 20,0-80,0 суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТiO2 у Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану 16,0-70,0 дисперсне залізо 0,1-0,5 органічна зв'язка 3,9-9,5. 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 3