[go: up one dir, main page]

RU2054394C1 - Mass for production of basic refractory articles - Google Patents

Mass for production of basic refractory articles Download PDF

Info

Publication number
RU2054394C1
RU2054394C1 RU95110349A RU95110349A RU2054394C1 RU 2054394 C1 RU2054394 C1 RU 2054394C1 RU 95110349 A RU95110349 A RU 95110349A RU 95110349 A RU95110349 A RU 95110349A RU 2054394 C1 RU2054394 C1 RU 2054394C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
mass
fraction
magnesium spinel
spinel
Prior art date
Application number
RU95110349A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95110349A (en
Inventor
В.П. Семянников
В.Е. Гельфенбейн
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Композит-Урал"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Композит-Урал" filed Critical Закрытое акционерное общество "Композит-Урал"
Priority to RU95110349A priority Critical patent/RU2054394C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2054394C1 publication Critical patent/RU2054394C1/en
Publication of RU95110349A publication Critical patent/RU95110349A/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: cement industry. SUBSTANCE: mass composition, wt.-%: magnesite powder, 70-95; melted alumomanganese spinel, fraction 3-0 mm, activity degree 0.05-0.55 with content of < 0.1 mm fraction therein not over 25%, 5-30. EFFECT: increased compression strength, reduced open porosity and retarded high-temperature ageing of refractories during thermocycling. 3 tbl

Description

Изобретение относится к массам для изготовления периклазошпинельных огнеупоров и масс и может быть использовано для футеровок плавильных агрегатов и вращающихся печей цементной промышленности. The invention relates to masses for the manufacture of periclase-spinel refractories and masses and can be used for linings of melting units and rotary kilns of the cement industry.

Известна масса для изготовления основных огнеупорных изделий [1] включающая магнезитовый порошок и добавку плавленой алюмомагниевой шпинели при следующем соотношении,
Магнезитовый пресс- порошок 70-92
Алюмомагнезиальная шпинель фракции 0-5 мм 8-30 при содержании фракции ниже 0,5 мм не более 40% от веса шпинели.
Known mass for the manufacture of basic refractory products [1] including magnesite powder and the addition of fused aluminum-magnesium spinel in the following ratio,
Magnesite Press Powder 70-92
Aluminum magnesia spinel fraction 0-5 mm 8-30 when the content of the fraction below 0.5 mm is not more than 40% by weight of the spinel.

Основным недостатком данной массы является невысокая прочность изделий из нее, невысокая стойкость футеровок в службе. The main disadvantage of this mass is the low strength of products from it, the low resistance of the linings in the service.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является огнеупорный состав [2] включающий 10-30 мас.ч. шпинели на основе Al2O3·MgO, содержащей 40-70% Al2O3, 25-60% MgO и < 10% загрязнений и 90-70 мас.ч. материала на основе оксида магния, содержащего > 90% МgO. Состав содержит 10-25% Al2O3 и 90-75% МgO.Closest to the proposed invention is a refractory composition [2] including 10-30 parts by weight spinels based on Al 2 O 3 · MgO, containing 40-70% Al 2 O 3 , 25-60% MgO and <10% impurities and 90-70 parts by weight magnesium oxide based material containing> 90% MgO. The composition contains 10-25% Al 2 O 3 and 90-75% MgO.

Изделия из этого угнеупорного состава имеют прочность после обжига 64,0 Н/мм2, пористость открытую 17,3% Огнеупоры выдерживают в среднем 5 циклических термонагружений, но потеря прочности при этом составляет 89%
Цель изобретения улучшение физико-керамических свойств готовых изделий, в частности, увеличение прочности при сжатии, снижение открытой пористости, замедление высокотемпературного старения огнеупоров при термоциклировании.
Products from this refractory composition have a strength after firing of 64.0 N / mm 2 , open porosity of 17.3%. Refractories withstand an average of 5 cyclic thermal loads, but the loss of strength is 89%
The purpose of the invention is the improvement of the physico-ceramic properties of the finished products, in particular, an increase in compressive strength, a decrease in open porosity, and a slowdown in the high-temperature aging of refractories during thermal cycling.

Это достигается тем, что масса для изготовления основных огнеупорных изделий, включающая магнезитовый порошок с содержанием МgO > 90% алюмомагниевую шпинель, содержащую 50-70% Al2O3, 25-40% МgO и < 10% кислородсодержащих примесей, в качестве алюмомагниевой шпинели содержит плавленую алюмомагниевую шпинель фр. 3-0 мм со степенью активности 0,05-0,55 при содержании фракции < 0,1 мм не более 25% при следующем соотношении компонентов, мас.This is achieved by the fact that the mass for the manufacture of basic refractory products, including magnesite powder with MgO content> 90% aluminum-magnesium spinel, containing 50-70% Al 2 O 3 , 25-40% MgO and <10% oxygen-containing impurities, as aluminum-magnesium spinel contains fused aluminum-magnesium spinel fr. 3-0 mm with a degree of activity of 0.05-0.55 with a fraction content <0.1 mm of not more than 25% in the following ratio of components, wt.

Магнезитовый порошок 70-95
Плавленая алюмо-
магниевая шпинель
фр. 3-0 мм со степенью активности 0,05-0,55 5-30
Степень активности алюмомагниевой шпинели к спеканию выражается относительным сокращением объема пор в обжиге, рассчитывается по формуле: (см. Стрелов К.К. и др. Технология огнеупоров, М. Металлургия, 1978, с. 66)
К (П0 П)/П0,
где П0 общая пористость образца до обжига,
П общая пористость образца после обжига, где П (1 рк/р)100,
рк кажущаяся плотность образца, г/см;
р истинная плотность образца, г/см, характеризует реакционную способность материала при высоких температурах.
Magnesite Powder 70-95
Fused aluminum
magnesium spinel
fr. 3-0 mm with a degree of activity of 0.05-0.55 5-30
The degree of activity of aluminum-magnesium spinel to sintering is expressed by the relative reduction in pore volume in firing, calculated by the formula: (see Strelov K.K. et al. Technology of refractories, M. Metallurgy, 1978, p. 66)
K (P 0 P) / P 0 ,
where P 0 the total porosity of the sample before firing,
P the total porosity of the sample after firing, where P (1 p to / p) 100,
p to the apparent density of the sample, g / cm;
p the true density of the sample, g / cm, characterizes the reactivity of the material at high temperatures.

Вероятно, что при скорости нагрева 50оС/ч до температуры 1700оС в слабоокислительной среде не происходит отжига дефектов кристаллической решетки алюмомагниевой шпинели, и они участвуют в спекании огнеупора. В процессе обжига при температурах 1580-1750оС термодинамическая система, по всей вероятности, стабилизиpуется, во-первых, путем заполнения вакансий кристаллической решетки кислородом, во-вторых, за счет протекания твердофазовых реакций с образованием тугоплавких композиций типа форстерита, магнезиоферрита, сложных шпинелей и др. которые образуют высокопрочную связку с закрытыми порами между зернами периклаза и алюмомагниевой шпинели, позволяющую значительно замедлить процесс высокотемпературного старения при термоциклировании огнеупоров и одновременно сохранить их высокую термическую стойкость.It is likely that at a heating rate of 50 C / h up to a temperature of 1700 C in a weak oxidizing environment occurs anneal crystal defects aluminum-magnesium spinel, and they participate in the sintering of the refractory. During the firing at temperatures 1580-1750 ° C thermodynamic system, in all likelihood, stabilizipuetsya, firstly, by filling the lattice oxygen vacancy, secondly, due to the flow of solid phase reaction to form forsterite type refractory compositions, magnesioferrite, complex spinels etc., which form a high-strength binder with closed pores between the grains of periclase and magnesium spinel, which can significantly slow down the process of high-temperature aging during thermal cycling of fire Hur and simultaneously retain their high thermal stability.

При использовании алюмомагниевой шпинели со степенью активности < 0,05 огнеупор характеризуется высокой прочностью при сжатии и малой скоростью высокотемпературного старения при термоциклировании, но при этом снижается температура начала деформации под нагрузкой (с 1680оС до 1480оС).When using the aluminum-magnesium spinel with the degree of activity of <0.05 refractory characterized by high compressive strength and low-speed high-temperature aging during thermocycling, but reduces deformation starting temperature under load (from 1680 C to 1480 C).

При использовании алюмомагниевой шпинели со степенью активности > 0,55 происходит разрыхление структуры огнеупора с увеличением объема. Изделия характеризуются низкой механической прочностью и, как следствие, большой скоростью высокотемпературного старения при термоциклировании. When using aluminum-magnesium spinel with a degree of activity> 0.55, the refractory structure loosens with increasing volume. Products are characterized by low mechanical strength and, as a consequence, a high rate of high-temperature aging during thermal cycling.

Использование алюмомагниевой шпинели в виде фракции 3-0 мм при содержании фракции < 0,1 мм в ней не более 25% способствует формированию структуры с кольцевыми порами, затрудняющими образование и транспортирование силикатов в интервале температур 1500-1750оС. При этом зона трансформационных переходов, вероятно, выражена недостаточно четко и при циклических температурных нагружениях испытывает меньшие напряжения, что не приводит к заметным изменениям структуры огнеупора с образованием трещин. Это делает возможной многократную регенерацию изделий для получения высокостойких огнеупорных футеровок.The use of aluminum-magnesium spinel in the form of 3-0 mm fraction at a content of fractions <0.1 mm, it is not more than 25% promotes the formation of structures with annular pores that prevent the formation and transport of silicates in the temperature range 1500-1750 ° C. This zone transitions transformational It is probably not expressed clearly enough and under cyclic temperature loads it experiences lower stresses, which does not lead to noticeable changes in the structure of the refractory with the formation of cracks. This makes it possible to repeatedly regenerate products to obtain highly resistant refractory linings.

При использовании алюмомагниевой шпинели с содержанием фракции < 0,1 мм более 25% в указанном интервале температур, образования структуры с кольцевыми порами вокруг зерен шпинели не происходит. Прочная керамическая связка на основе тугоплавких композиций распределяется более равномерно и при циклических термонагружениях не создается препятствий распространению зоны трансформационных переходов с образованием трещин. При достаточно высокой прочности при сжатии изделия характеризуются высокой скоростью высокотемпературного старения при термоциклировании. When using aluminum-magnesium spinel with a fraction content of <0.1 mm more than 25% in the indicated temperature range, the formation of a structure with annular pores around the spinel grains does not occur. A durable ceramic bond based on refractory compositions is distributed more evenly and during cyclic thermal loading there are no obstacles to the spread of the zone of transformation transitions with the formation of cracks. With a sufficiently high compressive strength, the products are characterized by a high rate of high temperature aging during thermal cycling.

Обязательным является соблюдение указанного соотношения компонентов шихты, т. к. даже при незначительном отклонении от него физико-керамические свойства огнеупора меняются: при введении алюмомагниевой шпинели < 5% изделия при достаточно высокой механической прочности характеризуются высокой скоростью высокотемпературного старения при термоциклировании, при введении алюмомагниевой шпинели > 30% наряду с высокими скоростью высокотемпературного старения при термоциклировании и термостойкостью изделия обладают низкой прочностью при сжатии. It is mandatory to comply with the specified ratio of the components of the charge, because even with a slight deviation from it, the physico-ceramic properties of the refractory change: with the introduction of aluminum-magnesium spinel <5% of the product with a sufficiently high mechanical strength are characterized by a high rate of high-temperature aging during thermal cycling, with the introduction of aluminum-magnesium spinel > 30%, along with high rates of high-temperature aging during thermal cycling and heat resistance, the products have low compressive strength atii.

Примеры изготовления массы состава, приведены в табл. 1. В табл. 2 приведен вещественный состав исходных материалов. Examples of the manufacture of the mass of the composition are given in table. 1. In the table. 2 shows the material composition of the starting materials.

Для определения степени активности алюмомагниевую шпинель дробили, рассеивали на классы и прессовали образцы при удельном давлении 200 Н/мм2, определяли кажущуюся плотность образцов до и после обжига при температуре 1600оС.To determine the degree of activity, aluminum-magnesium spinel was crushed, scattered into classes and pressed samples at a specific pressure of 200 N / mm 2 , the apparent density of samples was determined before and after firing at a temperature of 1600 о С.

Алюмомагниевую шпинель со степенью активности 0,05-0,55 получали в электродуговой печи плавкой на слив при фиксированных скоростях разливки расплава в изложницы и последующей его кристаллизации. Magnesium-magnesium spinel with a degree of activity of 0.05-0.55 was obtained in an electric arc furnace by melting to drain at fixed speeds for casting the melt into molds and its subsequent crystallization.

Приготовление масс осуществляли в смесительных бегунах. Изделия прессовали при давлении 130 Н/мм2 и обжигали при температуре 1650оС. У обожженных образцов определяли скорость высокотемпературного старения при термоциклировании. Для чего образцы при статической нагрузке на сжатие < 0,035 Н/мм2 нагревали до 1600оС, выдерживали при данной температуре 6-8 ч и охлаждали до комнатной температуры. После каждого цикла у образцов определяли их физико-керамические показатели. Свойства изделий приведены в табл. 3.Mass preparation was carried out in mixing runners. Products were pressed at a pressure of 130 N / mm 2 and calcined at 1650 C. At the fired samples was determined by high-temperature aging rate during thermocycling. For the samples were under a static load compression <0,035 N / mm 2 was heated to 1600 C, held at this temperature 6-8 h and cooled to room temperature. After each cycle, their physical and ceramic indices were determined for the samples. The properties of the products are given in table. 3.

Из табл. 3 видно, что изделия, изготовленные из предлагаемой массы, обладают рядом преимуществ по сравнению с прототипом: характеризуются высокой прочностью при сжатии и более низкой скоростью высокотемпературного старения при термоциклировании. From the table. Figure 3 shows that products made from the proposed mass have several advantages compared to the prototype: they are characterized by high compressive strength and lower high-temperature aging rate during thermal cycling.

Приготовление массы из известной шихты и испытание образцов осуществляли аналогично. Preparation of the mass from a known charge and testing of samples was carried out similarly.

Из предлагаемой массы (шихта 3) изготовлена опытно-промышленная партия изделий с целью испытания их в службе. Промышленные испытания проводили в футеровке зоны обжига вращающейся печи по производству магнезитового клинкера. Износ огнеупоров после 4-х месяцев эксплуатации печи практически отсутствовал. A pilot batch of products was made from the proposed mass (charge 3) in order to test them in the service. Industrial tests were carried out in the lining of the firing zone of a rotary kiln for the production of magnesite clinker. Refractory wear after 4 months of operation of the furnace was practically absent.

Claims (1)

МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая периклазовый порошок и плавленую алюмомагниевую шпинель, отличающаяся тем, что она содержит алюмомагниевую шпинель фракции 0 - 3 мм при содержании в ней фракции менее 0,1 мм не более 25%, полученную плавкой на слив при скорости разливки, обеспечивающей степень спекания 0,05 - 0,55, которую определяют по формуле:
Figure 00000001

где Пo - общая пористость образца до обжига, %;
П - общая пористость образца после обжига, %,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Периклазовый порошок - 70 - 95
Указанная алюмомагниевая шпинель - 5 - 30
MASS FOR MAKING BASIC REFRIGERATIVE PRODUCTS, including periclase powder and melted aluminum-magnesium spinel, characterized in that it contains aluminum-magnesium spinel fraction 0 - 3 mm when the fraction contains less than 0.1 mm of not more than 25%, obtained by melting at the pouring speed providing a degree of sintering of 0.05 - 0.55, which is determined by the formula:
Figure 00000001

where P o - the total porosity of the sample before firing,%;
P - total porosity of the sample after firing,%,
in the following ratio of components, wt.%:
Periclase Powder - 70 - 95
Specified aluminum-magnesium spinel - 5 - 30
RU95110349A 1995-07-03 1995-07-03 Mass for production of basic refractory articles RU2054394C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110349A RU2054394C1 (en) 1995-07-03 1995-07-03 Mass for production of basic refractory articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110349A RU2054394C1 (en) 1995-07-03 1995-07-03 Mass for production of basic refractory articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2054394C1 true RU2054394C1 (en) 1996-02-20
RU95110349A RU95110349A (en) 1996-03-10

Family

ID=20169102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95110349A RU2054394C1 (en) 1995-07-03 1995-07-03 Mass for production of basic refractory articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2054394C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110583C1 (en) * 1997-07-14 1998-05-10 Петренев Владимир Вениаминович Mass for manufacturing refractory materials
RU2124487C1 (en) * 1998-04-06 1999-01-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Уралбетон" Periclase-spinel refractory
RU2148048C1 (en) * 1997-08-07 2000-04-27 Открытое акционерное общество "Комбинат Магнезит" Compound for manufacturing periclase-spinle refractories
RU2486160C1 (en) * 2011-12-14 2013-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of producing ceramics based on aluminium-magnesium spinel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SU авторское свидетельство N 292926, кл. C 04B 35/06, 1971. 2. DE патент N 3532228, кл. C 04B 35/04, 1986. 3. SU авторское свидетельство N 554251, кл. C 04B 35/04, 1975. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110583C1 (en) * 1997-07-14 1998-05-10 Петренев Владимир Вениаминович Mass for manufacturing refractory materials
RU2148048C1 (en) * 1997-08-07 2000-04-27 Открытое акционерное общество "Комбинат Магнезит" Compound for manufacturing periclase-spinle refractories
RU2124487C1 (en) * 1998-04-06 1999-01-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Уралбетон" Periclase-spinel refractory
RU2486160C1 (en) * 2011-12-14 2013-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of producing ceramics based on aluminium-magnesium spinel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103601507B (en) A kind of complex sintered refractory material of low porosity magnesium aluminate spinel-zirconia corundum zirconia and production technology thereof
US6274525B1 (en) Process for making a high temperature-resistant ceramic material with an adjustable thermal expansion coefficient and method of use of same
CN105645977A (en) Air brick for special steel refining and preparation method thereof
RU2054394C1 (en) Mass for production of basic refractory articles
US4117055A (en) Low mass, high alumina-silica refractories
US3972722A (en) Alumina-zircon bond for refractory grains
Ewais et al. Effect of hercynite spinel on the technological properties of MCZ products used for lining cement rotary kilns
RU2085539C1 (en) Mass for the basic refractory article making
JPH09301766A (en) Porous spinel clinker and its production
JP4960541B2 (en) Magnesia-alumina-titania brick
US3765914A (en) Siliceous bonded refractory
KR970009984B1 (en) Spinel-containing magnesia clinker with large pores and preparation method thereof
SU1058940A1 (en) Batch for making refractories
SU1085961A1 (en) Refractory composition
Eminov et al. HIGH-TEMPERATURE PHASE TRANSFORMATIONS IN THE COMPOSITION “KAOLIN-DOLOMITE-ALUMINA”
JPH0794343B2 (en) Magnesia clinker and method for producing the same
SU1054330A1 (en) Batch for making refractories
RU2124487C1 (en) Periclase-spinel refractory
JPH07315913A (en) Magnesia refractory brick
RU2779829C1 (en) Composition for manufacturing periclase-spinel refractories
JP2582443B2 (en) Cordierite refractories
RU76336U1 (en) PERICLASOSPINELIDE FIRE RESISTANCE FROM MIXTURE
RU1794072C (en) Charge for refractory materials preparation
JP2568825B2 (en) Zirconia-containing magnesia clinker and method for producing the same
RU2579092C1 (en) Refractory concrete mixture