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 використовуються в установках виробництва скловолокна. Шихта містить, мас. %: зерна твердого розчину ТіО2 у Сr2О3 - 1,0-5,0; суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО 2 у Сr2О3, оксиду хрому і двооксиду 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 - 5,0-75,0; зерна оксиду хрому розміром менше 5 мм - 20,0-80,0; дисперсне залізо - 0,1-0,5; органічне зв'язуюче - 3,5-9,9. Винахід забезпечує створення виробів, які мають високі уявну щільність сирцю, корозійну стійкість та низьку усадку при випалі. UA 110721 C2 (12) UA 110721 C2 UA 110721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Винахід належить до галузі виробництва вогнетривів і може бути використаний для виготовлення вогнетривких виробів на основі оксиду хрому, які мають високу уявну щільність сирцю, незначну усадку при випалі та підвищену корозійну стійкість і використовуються в установках виробництва скловолокна. Відомий склад шихти для одержання хромоксидних вогнетривів, який містить оксид хрому 95 % і діксид титану 4 % (Ферворнер О., Берндт К. Вогнетривкі матеріали для скловарних печей - М.: Стройиздат, 1984. - С. 95). Однак такі вогнетриви характеризуються низькою уявною щільністю сирцю, під час випалу внаслідок спікання вогнетриви з цієї шихти зазнають значної усадки. Найбільш близькою за технічною суттю та досягнутим результатом до гаданого винаходу є шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить в мас. %: зерна твердого розчину ТіO2 у Сr2О3 - 20,0-80,0; суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіO2 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 мас. % часток розміром менше 10 мкм - 16,0-70,0; дисперсне залізо - 0,1-0,5 та органічне зв'язуюче - 3,9-9,5 (патент України 100023 МПК С 04 В 35/12 (2006.01), С 04 В 35/01 (2006.01) від 12.11.12). Однак уявна щільність сирцю вогнетривів з наведеної шихти 3 становить менше 3,55 г/см , усадка при випалі - більше 2,5 %, корозійна стійкість більше 5 % втрачання об'єму зразків після 5 годин випробувань. Виготовлення вогнетривів з такими характеристиками потребує додаткових заходів для запобігання руйнуванню сирцю під час транспортування і завантаження у піч, а також можливої деформації виробів при випалі. Крім того, ці вогнетриви мають обмежене застосування в умовах безпосереднього контакту з розплавом скла «Е». В основу винаходу поставлено задачу створення шихти для виготовлення хромоксидних вогнетривів, в якій використання зерен твердого розчину ТіО 2 у Сr2О3, 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, зерен оксиду хрому розміром менше 5 мм, дисперсного заліза, а також органічного зв'язуючого забезпечують збільшення уявної щільності сирцю, зниження усадки при випалі, підвищення корозійної стійкості 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 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 мас. % часток розміром менше 10 мкм, дисперсне залізо і органічне зв'язуюче, згідно з винаходом, додатково містить оксид хрому у вигляді зерен розміром менше 5 мм при такому співвідношенні компонентів, мас. %: зерна твердого розчину ТіО2 1,0-5,0 у Сr2О3 суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану у співвідношенні від 5,0-75,0 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 та містить 85-95 мас. % часток розміром менше 10 мкм зерна оксиду хрому розміром 20,0-80,0 менше 5 мм дисперсне залізо 0,1-0,5 органічне зв'язуюче 3,5-9,9. Відмітною ознакою гаданого винаходу є використання у шихті зерен оксиду хрому розміром менше 5 мм, що забезпечує наявність у вогнетриві компоненту з високою уявною щільністю і водночас з використанням інших компонентів шихти створює щільну упаковку зерен під час формування та сприяє підвищенню уявної щільності сирцю, а також зменшенню усадки під час випалу. Крім того, додаткове введення до складу шихти зерен оксиду хрому розміром менше 5 мм, які є матеріалом з високим вмістом Сr2О3, забезпечує підвищення корозійної стійкості вогнетривів. 1 UA 110721 C2 5 10 У лабораторії та на дослідному виробництві ПАТ «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. Гаданий винахід ілюструється прикладами, наведеними у таблиці. Як видно з таблиці, зразки, виготовлені за гаданим винаходом, мають на 7-13,5 % більшу уявну щільність сирцю, у 2,3-30 разів меншу лінійну усадку при випалі у 2,1-2,5 разу більшу корозійну стійкість у порівнянні з прототипом. Використання хромоксидних вогнетривів, які мають високі щільність та корозійну стійкість, дозволить збільшити термін служби скловарних печей до 7 років. Впровадження розробленої шихти планується на дослідному виробництві ПАТ «УКРНДІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО» у 2014 році. Таблиця Приклади складів шихт і властивості вогнетривів Найменування компонентів шихти і властивості вогнетривів За протот ипом патент України 100023 Приклади Позамежні 1 2 3 4 5 Компоненти шихти: 1. Зерна твердого розчину ТіО2 в Cr2Oj 50,0 1,0 5,0 3,0 0,5 0,0 2. Суміш, яка одержана шляхом сумісного 43,0 75,0 5,0 40,0 77,0 3,0 помелу твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, оксиду хрому і двооксиду титану у співвідношенні від (50,0:4 (90,0:9 (10,0:8 (50,0:4 (8,0:87, (92,0:7, 10,0:86,4:3,6 до 90,0:9,6:0,4 з вмістом 85-95 % 8,0:2,0) ,6:0,4) 6,4:3,6) 8,0:2,0) 4:4,6) 8 0,2) часток розміром менше 10 мкм 3. Зерна оксиду хрому розміром менше 5 мм 20,0 80,0 50,0 18,0 81,0 4. Дисперсне залізо 0,3 0,5 0,1 0,3 0,6 0,05 5. Органічне зв'язуюче 6,7 3,5 9,9 6,7 3,9 9,95 Властивості вогнетривів: 3 1. Уявна щільність сирцю, г/см 3,55 3,80 4,03 3,92 3,65 3,67 2. Лінійна усадка, % 3,0 1,3 0,1 0,7 1,9 1,6 3. Корозійна стійкість, втрачання об'єму 5,0 2,4 2,0 2,1 2,9 2,7 зразків після 5 годин випробувань, % ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Шихта для виготовлення хромоксидних вогнетривів, що містить оксид хрому, твердий розчин ТіО2 у Сr2О3 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 мас. % часток розміром менше 10 мкм, дисперсне залізо і органічне зв'язуюче, яка відрізняється тим, що вона додатково містить оксид хрому у вигляді зерен розміром менше 5 мм при такому співвідношенні компонентів, мас. %: зерна твердого розчину ТіО2 у 1,0-5,0 Сr2О3 суміш, яка одержана шляхом сумісного помелу твердого розчину ТіО2 у Сr2О3, оксиду хрому і діоксиду титану у 5,0-75,0 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 зерна оксиду хрому розміром 20,0-80,0 менше 5 мм дисперсне залізо 0,1-0,5 органічне зв'язуюче 3,5-9,9. 2 UA 110721 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3