Вогнетривка маса для виготовлення безвипалювальних виробів

1. Вогнетривка маса для виготовлення безвипалювальних виробів, що містить глиноземовмісний заповнювач і алюмохромофосфатне зв'язуюче, яка відрізняється тим, що додатково містить поліфосфат натрію, оксидмагнієвмісний компонент і лігносульфонат технічний при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: поліфосфат натрію 5-12 3 19325 4 на суміш, що включає шамот, сульфат магнію й ми в'яжучими властивостями, що підвищують міцалюмохромофосфатне зв'язуюче [Авт.св. СССР ність сирцю і показники якості готових виробів. №1.413089, С04В28/34, бюл. №28, 1988г.]. Швидкість взаємодії заповнювачів з фосфатНедоліком суміші є низька міцність відпресоними зв’язуючими й активність виділення тепла ваного сирцю, повільне і незначне наростання регулюється добавкою в масу лігносульфонату міцності в часі, що приводить до підвищеного витехнічного, що утворює плівку на частках сировиходу браку формування від механічних ушкоджень ни, пасивуючи їхню реакційну здатність. сирцю при зніманні з пресформи, укладанні й траВ умовах знижених температур регульованим нспортуванні. виділенням тепла здійснюється підігрів маси, чим Крім того, наявність сульфату магнію в суміші забезпечується її гарне пресування. знижує волого і водостійкість виробів. Шиберні Добавки оксидмагнєвмістного компонента і ліплити, наприклад, виготовлені з такої маси, розгносульфоната технічного підвищують міцність миваються при мокрому шліфуванні і стають несвіжовиробленого сирцю, запобігають налипанню придатними по зовнішньому вигляді. маси до пластин пресформи. Задача, що стоїть перед авторами, полягає в Вогнетривку масу готують у такий спосіб. Розпідвищенні міцності свіжовиробленого сирцю, зничиняють у воді поліфосфат натрію до щільності женні виходу браку при формуванні, підвищенні розчину 1,50-1,55г/см, алюмохромофосфатне міцності і зниженні пористості готових виробів. зв’язуюче доводять до щільності розчину 1,30Для досягнення зазначеного технічного ре1,50г/см3. Завантажують у змішувач зернисті фразультату вогнетривка маса для виготовлення безкції глиноземвмісного заповнювача, перемішують випалювальних виробів, що містить глиноземовмі1-2хв. Далі інші компоненти вводять у такій послісний заповнювач і алюмохромфосфатне довності: 2/3 частини розчину поліфосфату натрію зв'язуюче, відповідно до корисної моделі, додатковід його загальної кількості, тонкомолотий глиново містить поліфосфат натрію, оксидмагнієвмісноземовмісний заповнювач, алюмохромофосфатне го компонента та лігносульфонат технічний (водзв'язуюче, 1/2 частини лігносульфоната технічноний розчин або порошкоподібнийй) при го, оксидмагнієвмісний компонент, що залишився, наступному співвідношенні компонентів, мас % частину лігносульфонату технічного, що залишиПоліфосфат натрію 5-12 лася, 1/3 частина розчину поліфосфату натрію. Оксид магнієвмісний компонент 3-6 Доведення маси до необхідної вологості здійснюАлюмохромфосфатне сполучне 0,7-5 ється добавкою розчину поліфосфату натрію. Лігносульфонат технічний (у пеПри бурхливій реакції, появі грудок від вверерахуванні на суху речовину) 0,5-1,2 дення алюмохромфосфатного зв’язуючого перед Глиноземвмісний заповнювач інше ним уводиться частина лігносульфоната технічноЯк оксидмагнієвмісний компонент використого. Для запобігання перегріву маси оксид магнію, вують магнезит каустичний або магнезію відпалещо містить компонент, уводиться частинами. ну, або периклаз випеченої фракції менше Після введення кожного з компонентів масу 0,063мм, що вводиться в масу частинами. перемішують 5-7 хвилин. Фосфатні зв’язуючі використовують у вигляді Послідовність уведення компонентів визначаводяних розчинів щільністю: поліфосфат натрію ється необхідністю створення оптимальних умов 1,50-1,55г/см3, алюмохромофосфатні зв'язуючі для реакцій взаємодії мінеральних фаз заповню1,35-1,50г/см3, що вводяться в масу роздільно. вача з фосфатними сполучними, забезпечення Лігносульфонат технічний застосовують у виконтрольованої швидкості цих реакцій, поступовогляді розчину щільністю 1,24-1,30г/см3 або у сухого рівномірного виділення тепла, що виключає му порошкоподібному вигляді. перегрів маси. Сутність пропонованої корисної моделі поляПриклади. гає в розробці складу маси, при підготовці якої Практична ефективність реалізації пропоновареакції взаємодії між фосфатними зв'язуючим і ної корисної моделі підтверджується прикладами глиноземовмісним заповнювачем протікає з контвиготовлення мулітокорундових (Аl2О3 88.1%) і рольованою швидкістю. Це досягається введенмулітових (Аl2О3 72,0%) зразків (табл. 1, 2, 3). ням у масу додаткових компонентів, кожний з яких Вироби з пропонованої маси і за найближчим виконує визначені функції. Оскільки глиноземовміаналогом одержували у виробничих умовах Кондсний заповнювач містить різні мінеральні з'єднанратієвського вогнетривкого заводу. Використовуня, для оптимальної реакції взаємодії з ними вивали порошки мулітокорунда і муліта фракцій 3-1, магаються різні фосфатні зв’язуючі, що реагують 1-0 і менш 0,063мм зі співвідношенням у масі відвибірково. Тому в пропонованій корисній моделі повідно 30,45 і 25%. застосовують два фосфатних зв’язуючих, подаваВироби формують на гідравлічних пресах звиних у масу роздільно. Спочатку вводять поліфосчайним напівсухим методом; після пров'ялювання фат натрію, активно взаємодіючий з мінеральними в плині 2-4 годин сирець термооброблюють при фазами, що містять оксиди кальцію, магнію і крем200-230 С. нію; з основними мінералами наповнювача - муліУ таблиці 1 приведені склади мулітокорундотом і корундом поліфосфат натрію реагує поміркових (Аl2О3 88.1%) мас за найближчим аналогом і вано, але не досить. Для посилення реакції з ними пропонованої корисної моделі, отримані в промисв масу вводяться алюмохромофосфатні зв'язуючі. лових умовах. У таблиці 2 приведені результати Добавка компонентів - оксидів магнію, активно формування, властивостей сирцю і готових вировзаємодіючих з поліфосфатом натрію, утворить у бів. При цьому з мас складів №№ 5, 11, 13 зразки масі кислі фосфати магнію, що володіють високисформовані у вигляді безвипалювальної підстави 5 19325 6 для складеної шиберної плити з корундовим вкланої реакції з заповнювачами, підвищеним виділендишем. ням тепла, підсиханням маси, утрати нею формуАналіз отриманих даних (таблиці 1, 2) показує вальних властивостей. переваги результатів формування і властивостей При нижньому (менш 3% мас.) позамежній кіготових виробів, виготовлених із пропонованих лькості оксид магнієвмісного компонента знижумас відповідно до корисної моделі в порівнянні з ється міцність сирцю і відповідно підвищується найближчим аналогом: міцність сирцю підвищувихід браку формування, відзначається прилипанється в 2-3 рази, відповідно знижується вихід браням маси до пластин прес форми, знижуються ку формування; міцність готових виробів при стиспоказники властивостей готової продукції, що вику підвищується в 3-4 рази, відкрита пористість кликано недостатньою кількістю в'язких продуктів знижується в 1,5-2 рази. реакції - фосфатів магнію. З мас складів за найближчим аналогом і склаПри верхньому (більш 6% мас.) позамежній кідів 3, 5, 11, 13, таблиця 1, відповідно до пропонолькості магнієвмісного компонента показники фованої корисної моделі виготовлені мулітові (Аl2О3 рмування і готової продукції знижуються внаслідок 72,0%) склянки-колектори для розливання сталі; надмірного тепловиділення, підсихання маси, властивості мас і готових виробів приведені в табутрати нею формувальних властивостей. лиці 3. При нижньому позамежному змісті в масі алюАналіз отриманих результатів показує перевамохромфосфатного зв’язуючого утворюється неги умов формування, властивостей, сирцю і готодостатня кількість продуктів взаємодії зв'язування вих виробів, отриманих із пропонованих мас у поз основними глиноземовмісними мінералами зарівнянні з найближчим аналогом: міцність сирцю повнювача - мулітом і корундом, унаслідок чого підвищується в 2-3 рази, відповідно знижується погіршуються показники властивостей сирцю і говихід браку формування; у 2-3 рази підвищується тових виробів; при верхньому позамежному змісті міцність готових виробів, у 1,5-2 рази знижується в масі алюмохромфосфатного зв'язувачого видіїхня відкрита пористість. ляється надлишкова кількість тепла, маса грудкуЗразкові шиберні плити і склянки-колектори, ється, погіршуються її формувальні властивості. виготовлені з пропонованих мас і мас найближчого При нижньому (менше 0,5% мас.) позамежноаналогу, випробувані в промислових умовах при му змісті в масі лігносульфоната технічного знижурозливанні сталі з ковшів ємністю 150т. Шиберниється міцність сирцю, підвищується вихід браку ми плитами з пропонованих мас розливалося не формування, маса прилипає до пластин пресформенш 2-х плавок, з мас за найближчим аналогом ми, знижуються показники властивостей готових плити витримували не більш однієї плавки при виробів. При верхньому (більше 1,2% мас.) позацьому знос зливального каналу їхній був у 1,5-2 межному змісті лігносульфоната технічного маса рази великим. Склянка-колектор, виготовлений з перезволожується, одержувані вироби стають гігмас за найближчим аналогом, витримував розлироскопічними, підстави шиберних плит розмивавання однієї плавки, із пропонованих мас - не ються при мокрому шліфуванні. менш двох плавок. Необхідна щільність розчинів фосфатних Пропонована корисна модель реалізується зв’язуючих визначена досвідченим шляхом. Поліпри використанні які глиноземовмісного заповнюфосфат натрію з щільністю нижче 1,50г/см3 недовача - шамоту, муліта, мулітокорунда, алюмомагстатньо активний; при щільності вище 1,55г/см3 нізиальної шпінелі; як фосфатних зв’язуючих має високу в'язкість, що ускладнює змішування. водяного розчину поліфосфату натрію щільністю Щільність водяного розчину алюмохромфос1,50-1,55г/см3, водяного розчину алюмохромфосфатного зв’язуючого нижче 1,30г/см3 не забезпефатного зв’язуючого щільністю 1,30-1,50г/см3; окчує достатньої активності хімічних реакцій із глисидмагнієвмісного компонента - каустичного, або ноземовмісним заповнювачем, а при щільності магнезиту відпаленної магнезії, або тонкомолотого вище 1,50г/см3 з'являється грудкованість маси при периклаза фракції менш 0,063мм; лігносульфонаїї підготовці; маса швидко сохне, губляться її форта технічного рідкого щільністю 1,24-1,30г/см3, або мувальні властивості. порошкоподібного. Пропонована вогнетривка маса для виготовОбґрунтування меж змісту компонентів прополення безвипалювальних виробів у порівнянні з нованої маси випливає з таблиць 1, 2. найближчим аналогом забезпечує: При нижньому (менш 5% мас.) позамежному - підвищення міцності сирцю в 2-3 рази; змісті поліфосфату натрію властивості маси, сир- зменшення кількості браку формування в 3-4 цю і показники виробів знижуються внаслідок нерази; достатньої кількості новостворених в'язких продук- підвищення міцності готових виробів у 3-4 тів взаємодії фосфатного зв’язуючого із Са-, Mg-, рази; Si- з'єднаннями. - зниження відкритої пористості готових вироПри верхньому (більш 12% мас.) позамежному бів у 1,5-2 рази; змісті в масі поліфосфату натрію показники влас- зниження собівартості виробів на 15-25% тивостей маси і виробів погіршуються внаслідок внаслідок економії енергоресурсів і зниження виперезволоження маси, бурхливої неконтрольоваходу браку в порівнянні з обпаленими виробами. 7 19325 8 Таблиця 1 №№ мас 1 2 3ХХ) 4 5 6 7 8 9 10 11 12ХХ) 13 14 Компонентих), мас. % ПФН М. АХФЗ ЛСТ ГЗ За найближчим аналогом 5 87 12,5 81 Приклади, що обґрунтовують переробки складів пропонованих мас 4 2 6 0,4 87,6 12 3 0,6ХХ) 1,3ХХ) 83,1 9 5 0,7 0,6 84,7 8,5 6 1,5 1,2 82,8 12 7ХХ) 6 0,8 74,2 12 5 5 0,5 77,5 10 4 3 0,7 82,3 13ХХ) 6 0,7 1,0 79,3 11 4 0,8 0,6 83,6 13 7 6 1,3 72,7 10 5 1,0 0,8 83,2 9 3 4 1,1 82,9 CM 8 6,5 X) ПФН - поліфосфат натрію, М - магнієвмісний компонент, АХФЗ - алюмохромофосфатне зв'язуюче, ГЗ - глиноземовмісний заповнювач, CM - сульфат магнію, ЛСТ - лігносульфонат технічний. ХХ) Обозначені склади, що виходять за межі, показані в формулі корисної моделі. Таблиця 2 №№ мас 1 2 3xx) 4хх) 5 6 7хх) 8 9 10ХХ) 11 12xx) 13 14 Показники властивостейх) Сирець Готові вироби ПР, МПа Вихід браку,% ПР, МПа П,% За найближчим аналогом 1,9 17,4 22 23,1 2,3 19,2 27 20,9 Приклади, що обґрунтовують переробки складів пропонованих мас 2,6 25,0 18,6 24,8 2,5 17,1 29,4 21,8 11,5 2,1 125,4 16,1 8,4 3,1 85,1 17,2 4,1 10,2 43,3 20,2 6,5 1,9 75,4 14,5 7,8 2,0 86,7 15,1 4,1 14,3 36,2 28,3 10,3 2,0 115,2 15,1 09 24,0 20,4 29,1 9,4 2,5 138,4 15,8 7,1 3,9 76,4 16,8 X) ПР - межа міцності при стисканні, П - пористість відкрита, Р - руйнування формовки при зйомі, ПМ - прилипання маси к пластинам пресформи. XX) Обозначені склади, що виходять за межі, показані в формулі корисної моделі Особливості процесу формовки Р Р Р ПМ Р ПМ Р 9 19325 10 Таблица 3 №№ мас ПР, МПа 1 1,9 3ХХ) 5 11 13 1,9 7,5 6,9 7,0 Показники властивостей х) Сирець Готові вироби Вихід браку, % ПР, МПа За найближчим аналогом 17,4 22 Маси пропонованих складів 17,4 18,6 3,6 48,1 4,0 84,6 3,9 107,4 П,% Особливості процесу формовки 23,1 Р 24,8 10,0 15,8 16,1 Р Х), ХХ) - Позначення - як на таблицях 1, 2. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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