Високовогнетривка суміш

Реферат: Винахід належить до хімічної галузі промисловості та стосується складів мас для монолітних футерівок теплових агрегатів, зокрема індукційних тигельних печей при виплавці сталі високотемпературного складу і жароміцних сплавів. Високовогнетривка суміш містить, мас. %: плавлений корунд 79-87; дисперсний глинозем з вмістом -Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % 10-14; високоглиноземистий цемент з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм у кількості 5060 % 3-7. Винахід забезпечує одержання стійких до дії розплаву шлаку високовогнетривких сумішей. UA 112332 C2 (12) UA 112332 C2 UA 112332 C2 5 10 15 20 25 Винахід належить до хімічної галузі промисловості та стосується складів мас для монолітних футерівок теплових агрегатів, які виготовляються методом сухого ущільнення, зокрема, індукційних тигельних печей при виплавці сталі високотемпературного складу і жароміцних сплавів. Відомо вогнетривкий матеріал для індукційних печей, який включає окис магнію різної зернистості (Заявка № 57-20268 (Японія), МКІ С04В35/10, 1982 р.). Недоліком указаного вогнетривкого матеріалу є зсідання під час випалу і понижена стійкість до дії шлако-металевого розплаву. Найбільш близькою до пропонованого винаходу по технічній суті та досягуваному результату є високовогнетривка суміш на основі плавленого корунду різної зернистості. (Высокоогнеупорная смесь для футеровки тиглей индукционных печей при выплавке стали высокотемпературного сортамента / Л.А. Бабкина, Л.Н. Солошенко, Л.М. Щербак и др. // Огнеупоры и техническая керамика - 1997 - № 9 - С. 31-32). Проте і ця суміш характеризується незначним зсіданням під час випалу (- 0,29 %) і недостатньою стійкістю до дії шлако-металевого розплаву (площа просочення шлаку складає 2 1018 мм ). У основу винаходу поставлена задача створення високовогнетривкої суміші, в якій додаткове використання дисперсного глинозему з вмістом α-Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % та високоглиноземистого цементу з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм у кількості 50-60 % забезпечує її невелике зростання під час високотемпературної обробки і підвищення стійкості до дії шлако-металевого розплаву, що в свою чергу підвищує стійкість футерівок теплових агрегатів. Поставлена задача вирішується тим, що: Високовогнетривка суміш, яка містить плавлений корунд відрізняється тим, що вона додатково містить дисперсний глинозем з вмістом α-Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % та високоглиноземистий цемент з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм у кількості 50-60 % при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 30 плавлений корунд дисперсний глинозем з вмістом α-Аl2О3 97-98 % і розміром частинок меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % 79,0-87,0 10,0-14,0 високоглиноземистий цемент з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і розміром частинок меншим від 10 мкм у кількості 50-60 % 3,0-7,0. 35 40 45 Особливістю пропонованого винаходу є те, що додаткове використання дисперсного глинозему з вмістом α-Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % та високоглиноземистого цементу з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм у кількості 50-60 % забезпечує невелике зростання і ущільнення футерівки за рахунок утворення гексаалюмінату кальцію, утворення якого супроводжується збільшенням об'єму унаслідок взаємодії діалюмінату кальцію з дисперсним глиноземом з вмістом α-Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 50 %. Утворення гексаалюмінату кальцію, який характеризується низьким змочуванням розплавами металу і шлаку, також сприяє зниженню площі просочення шлако-металевим розчином футерівок. Окрім того, пластинчаті кристали гексаалюмінату кальцію, які утворюються, армують високовогнетривкий матеріал та ущільнюють робочий шар футерівки з утворенням щільної, непроникної для шлако-металевого розплаву структури контактного шару. Ущільнення контактного шару зменшує дифузію шлако-металевого розплаву в товщу нагрітих стінок футерівки, тим самим, зменшуючи глибину 1 UA 112332 C2 Таблиця 1 Склади високовогнетривких сумішей та їх властивості. Приклади Найменування №2 компонентів, №1 №3 №4 №5 №6 оптимапоказники властивостей прототип пропонований пропонований позамежний позамежний льний Найменування компонентів: - плавлений корунд 100 83 76 86 87 74 - дисперсний глинозем з вмістом α-Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, 12 14 10 8 16 меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % - високоглиноземистий цемент з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і 5 7 3 2 8 розміром частинок, меншим від 10 мкм у кількості 50-60 % Показники властивостей: - зміна лінійних розмірів, -0,29 +0,53 +0,60 +0,42 +0,32 +0,66 % (+) - зростання, (-) зсідання - площа просочення 1018 640 670 685 770 725 2 розплавом шлаку, мм 5 10 15 20 25 спікання з утворенням малоспеченої зони зі сторони водоохолоджуваного індуктора. Окрім того, наявність гексаалюмінату кальцію, який характеризується низьким змочуванням розплавами металу і шлаку, у складі плавленого алюмінаткальцієвого матеріалу також сприяє зниженню площі просочення шлако-металевим розчином футерівок, і, підвищуючи тим самим, її стійкість у службі. Винахід пояснюється прикладами, наведеними в таблиці. У лабораторії ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" була виготовлена високовогнетривка суміш за заявленим складом і прототипом по типовій технології виготовлення вогнетривких сумішей. З високовогнетривкої суміші з використанням тимчасової зв'язки методом пресування було виготовлено такі зразки: циліндри розміром 36×36 мм і 36×50 мм та куби зі стороною ребра 40 мм. Стійкість до дії розплаву шлаку оцінювали тигельним методом при температурі 1580 °C (8 г) на попередньо термооброблених при 1450 °C (2 г) зразках з циліндричним заглибленням діаметром 15 мм та глибиною 20 мм. Склад використаного шлаку, за даними хімічного аналізу, наступний, мас. %: SiO2-39,3; Аl2О3-11,3; ТіО2-1,56; Fe2O3-6,30; СаО - 15,4; MgO-4,46; МnО - 1,00; Сr2О3-9,80; Na2O+K2O-10,88. Зміну лінійних розмірів під час випалу (зростання або зсідання) визначали шляхом заміру зразків до і після випалу. Як видно з таблиці, високовогнетривка суміш пропонованого складу, у порівнянні з прототипом, характеризується незначним зростанням (+0,53 і -0,29 % відповідно) і підвищеною 2 2 стійкістю до дії розплаву шлаку (площа просочення 640 мм і 1018 мм відповідно). Винахід планується до впровадження на дослідному виробництві ПАТ "УКРНДІВ ІМЕНІ А.С. БЕРЕЖНОГО" у 2014-2015 роках. 2 UA 112332 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Високовогнетривка суміш, яка містить плавлений корунд, яка відрізняється тим, що вона додатково містить дисперсний глинозем з вмістом -Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 50 % та високоглиноземистий цемент з вмістом діалюмінату кальцію у кількості 85-90 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм у кількості 50-60 % при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: плавлений корунд 79,0-87,0 дисперсний глинозем з вмістом Аl2О3 97-98 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм не менше ніж 10,0-14,0 50 % високоглиноземистий цемент з вмістом діалюмінату кальцію в кількості 85-90 % і розміром частинок, меншим від 10 мкм у 3,0-7,0. кількості 50-60 % Комп’ютерна верстка О. Рябко 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