[go: up one dir, main page]

RU2151127C1 - Refractory mass - Google Patents

Refractory mass Download PDF

Info

Publication number
RU2151127C1
RU2151127C1 RU98103668/03A RU98103668A RU2151127C1 RU 2151127 C1 RU2151127 C1 RU 2151127C1 RU 98103668/03 A RU98103668/03 A RU 98103668/03A RU 98103668 A RU98103668 A RU 98103668A RU 2151127 C1 RU2151127 C1 RU 2151127C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory
mass
refractory mass
composition
products
Prior art date
Application number
RU98103668/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98103668A (en
Inventor
И.Г. Сапченко
В.А. Ломов
Original Assignee
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
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 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority to RU98103668/03A priority Critical patent/RU2151127C1/en
Publication of RU98103668A publication Critical patent/RU98103668A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2151127C1 publication Critical patent/RU2151127C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, metallurgy. SUBSTANCE: invention relates to refractory mass for foundry production. Refractory mass has the following components, wt.-%: refractory clay, 99.98; boric acid, 0.02. Mineralographic composition of the main elements of calcined refractory articles is the following, wt.-%: Al2O3, 25; SiO2, 48.58; B2O3, 0.0113. Refractory articles made of proposed refractory mass are caked at lower temperatures, they have increased (by 1.5-2-fold) resistance to slag effect, high mechanical indices. EFFECT: improved quality and properties of mass. 1 tbl

Description

Изобретение относится к составам огнеупорных масс для литейного производства и производства огнеупоров и может бать использовано в машиностроении и металлургической отраслях народного хозяйства. The invention relates to compositions of refractory masses for foundry and refractory production and can be used in mechanical engineering and metallurgical industries.

Известен состав (1) огнеупорной массы, содержащей, мас.% : глина огнеупорная 1- 11, магний сернокислый 4 - 10, порошок обожженного магнезита 15 - 35, шамот - остальное. Данная огнеупорная масса имеет сложный многокомпонентный состав с высокой температурой (согласно (2) - 1575oC) образования жидкой фазы системы MgO-Al2O3-SiO2, что обуславливает высокую стоимость получаемых огнеупорных изделий. Последнее ограничивает диапазон применения огнеупорных изделий из данной массы, например для футеровки туннельных обжиговых печей.The known composition (1) of the refractory mass, containing, wt.%: Refractory clay 1-11, magnesium sulfate 4-10, burnt magnesite powder 15 - 35, fireclay - the rest. This refractory mass has a complex multicomponent composition with a high temperature (according to (2) - 1575 o C) the formation of the liquid phase of the MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 system , which leads to the high cost of the obtained refractory products. The latter limits the range of application of refractory products from a given mass, for example, for lining tunnel kilns.

Разработан состав огнеупорной массы системы каолинит - Al2O3-SiO2- B2O3 (3), который также содержит дорогостоящие компоненты, в частности каолинит. При этом температура термической обработки изделий из данной огнеупорной массы достаточно высока (1400 - 1450oC), а физико-механические характеристики - низкие.The composition of the refractory mass of the kaolinite - Al 2 O 3 -SiO 2 - B 2 O 3 (3) system has been developed, which also contains expensive components, in particular kaolinite. The temperature of the heat treatment of products from this refractory mass is quite high (1400 - 1450 o C), and the physical and mechanical characteristics are low.

Известна также огнеупорная масса систем Al2O3-SiO2, содержащая, мас.% шамот - 48%, глина огнеупорная - 52%. Фракционный состав шамот при пластическом формовании изделий влажности 16 - 19% составлял фракции > 3 мм - 0,8%, фракции < 0,54 мм - 49,0%. Минералогический состав отожженных огнеупорных изделий составлял, мас.% : Al2O3 - 28; SiO2 - 48,63.Also known is the refractory mass of Al 2 O 3 -SiO 2 systems, containing, by weight, fireclay - 48%, refractory clay - 52%. The fractional composition of chamotte during plastic molding of moisture products 16 - 19% was fractions> 3 mm - 0.8%, fractions <0.54 mm - 49.0%. The mineralogical composition of the annealed refractory products was, wt.%: Al 2 O 3 - 28; SiO 2 48.63.

Однако рассматриваемый состав огнеупорной массы содержит ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата. However, the composition of the refractory mass under consideration contains a number of disadvantages that impede the achievement of the required technical result.

Состав огнеупорной массы обладает высокой степенью растрескивания изделия - сырца при высокой скорости сушки (введение изделия-сырца в пространство сушки с температурой среды 350-400oC), что влияет на продолжительность данной операции, обуславливая постепенное удаление влаги и предотвращает растрескивание последнего. В противном случае в изделии образуются крупные магистральные трещины, приводящие к его разрушению. Изделия, получаемые из рассматриваемой огнеупорной массы, подвергаются высокотемпературной (1300-1550oC) обработке, что повышает энергоемкость процесса. При этом изделия имеют недостаточно высокие физико-механические свойства и химическую стойкость к воздействию агрессивных сред (например, шлаков хромокобальтовых сплавов).The composition of the refractory mass has a high degree of cracking of the raw product at a high drying speed (introduction of the raw product into the drying space with a medium temperature of 350-400 o C), which affects the duration of this operation, causing the gradual removal of moisture and prevents cracking of the latter. Otherwise, large trunk cracks are formed in the product, leading to its destruction. Products obtained from the refractory mass under consideration are subjected to high-temperature (1300-1550 o C) processing, which increases the energy intensity of the process. At the same time, the products have insufficiently high physical and mechanical properties and chemical resistance to aggressive environments (for example, slag of chromocobalt alloys).

Наиболее близким техническим решением является огнеупорная масса, в состав которой входит огнеупорная глина, другие огнеупорные компоненты и 1 - 1,5 мас.% борной кислоты (5). The closest technical solution is a refractory mass, which includes refractory clay, other refractory components and 1 - 1.5 wt.% Boric acid (5).

Состав-прототип относится к разряду алюминосиликатных огнеупоров, и борная кислота в указанном процентном содержании является катализатором реакции образования муллита, что является известным и подтверждается литературными источниками, представленными в описании изобретения. В известном составе борная кислота не оказывает никакого влияния на физико-механические свойства огнеупора как минерала. The prototype composition relates to the category of aluminosilicate refractories, and boric acid in the specified percentage is a catalyst for the formation of mullite, which is known and confirmed by the literature presented in the description of the invention. In the known composition, boric acid has no effect on the physicomechanical properties of the refractory as a mineral.

Эти и другие недостатки устраняются предлагаемым техническим решением. These and other disadvantages are eliminated by the proposed technical solution.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается состав огнеупорной массы состоящий, мас.% : огнеупорная глина - 99,98, борная кислота (H3BO3) - 0,02 при влажности композиции 16 - 19%. Минералогический состав отожженных огнеупорных изделий составлял мас.%: Al2O3 - 25; SiO2 - 48,58; B2O3 - 0,0113.The essence of the invention lies in the fact that the proposed composition of the refractory mass consisting, wt.%: Refractory clay - 99.98, boric acid (H 3 BO 3 ) - 0.02 at a moisture content of 16-19%. The mineralogical composition of the annealed refractory products was wt.%: Al 2 O 3 - 25; SiO 2 48.58; B 2 O 3 - 0.0113.

Задача, решаемая заявленным составом огнеупорной массы, заключается в повышении физико-механических свойств алюмосиликатных огнеупоров за счет структурных преобразований, происходящих при обжиге в присутствии катализатора. The problem solved by the claimed composition of the refractory mass is to increase the physico-mechanical properties of aluminosilicate refractories due to structural transformations that occur during firing in the presence of a catalyst.

Введение в состав огнеупорной массы минерализирующей добавки H3BO3 в заданном количестве позволяет значительно (в 1,5 - 2 раза) сократить цикл сушки изделия сырца. Изготавливаемые из заявляемого состава изделия подвергались сушке размещением последних в разогретом до 350 - 400oC сушилке. При этом растрескивание изделий из заявляемой огнеупорной массы не наблюдалось, в то время как изделия, выполненные из состава-прототипа, растрескиваются.The introduction of the mineralizing additive H 3 BO 3 into the refractory mass in a predetermined amount allows a significant (1.5 - 2 times) reduction in the drying cycle of the raw product. Products made from the claimed composition were dried by placing the latter in a dryer heated to 350 - 400 o C. In this case, cracking of products from the inventive refractory mass was not observed, while products made from the composition of the prototype crack.

При обжиге огнеупоров системы Al2O3-SiO2 B2O3 играет роль активной минерализующей добавки, которая активирует процесс образования муллита (3). Первые зародыши кристаллов муллита образуют уже при 900oC. При дальнейшем росте температуры процесс муллитообразования интенсифицируется. Таким образом, реализуется возможность снижения температуры обжига огнеупорных изделий до 900 - 950oC при повышении физико-механических свойств (таблица).When firing refractories of the Al 2 O 3 -SiO 2 B 2 O 3 system, it plays the role of an active mineralizing additive that activates the process of mullite formation (3). The first nuclei of mullite crystals form already at 900 o C. With a further increase in temperature, the process of mullite formation intensifies. Thus, it is possible to reduce the temperature of firing of refractory products to 900 - 950 o C with increasing physical and mechanical properties (table).

Из таблицы видно, что изменение концентрации H3BO3 в огнеупорной массе приводит к снижению физико-механических свойств изделий.The table shows that a change in the concentration of H 3 BO 3 in the refractory mass leads to a decrease in the physical and mechanical properties of the products.

Примечание: показатель термостойкости огнеупорной массы (4) взят из (6). Note: the heat resistance index of the refractory mass (4) is taken from (6).

Огнеупорная масса содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: глина огнеупорная 99,98, борная кислота 0,02. The refractory mass contains the following ratio of components, wt.%: Refractory clay 99.98, boric acid 0.02.

Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим решением осуществляется посредством способности H3BO3 или образующимися в процессе обжига огнеупорных изделий B2O3 образовывать жидкую фазу при более низких температурах обжига, способствуя интенсивному взаимодействию элементов системы Al2O3-SiO2 с образованием муллита 3Al2O3 • 2SiO2 и более полному спеканию структуры огнеупорного изделия. В совокупности действия полиморфных превращений и физико-химических процессов повышаются физико-механические свойства получаемых огнеупорных изделий.A causal relationship between the essential features and the technical solution achieved is achieved through the ability of H 3 BO 3 or the formation of refractory products B 2 O 3 formed during the firing process at a lower firing temperature, contributing to the intense interaction of elements of the Al 2 O 3 -SiO 2 system with the formation of mullite 3Al 2 O 3 • 2SiO 2 and more complete sintering of the structure of the refractory product. The combined effects of polymorphic transformations and physicochemical processes increase the physicomechanical properties of the resulting refractory products.

Промышленная применимость разработанного состава огнеупорной массы обуславливается: доступностью и невысокой стоимостью компонентов огнеупорной массы; сокращением длительности операции сушки сырца - огнеупора и брака последнего по трещинам; снижение энергозатрат и длительности операций обжина огнеупорных изделий за счет снижения температуры процесса до 900 - 950oC; повышение физико-механических свойств огнеупорных изделий и, как следствие, их стойкости, что сокращает количество ремонтов печного оборудования. Кроме перечисленного, была определена повышенная стойкость к действию шлаков при плавке хромокобальтовых сплавов предлагаемых составов в 1,5 - 2 раза по сравнению с составами-прототипами.The industrial applicability of the developed composition of the refractory mass is determined by: the availability and low cost of the components of the refractory mass; reducing the duration of the drying operation of the raw material - refractory and the marriage of the latter along the cracks; reduction of energy costs and the duration of the operations of the burning of refractory products by reducing the process temperature to 900 - 950 o C; improving the physical and mechanical properties of refractory products and, as a consequence, their resistance, which reduces the number of repairs of furnace equipment. In addition to the above, an increased resistance to slag during melting of chromocobalt alloys of the proposed compositions was determined by 1.5 - 2 times in comparison with the prototype compositions.

Повышенная термостойкость разработанных огнеупорных масс, их низкая температура обжига реализовала возможность использования последних для изготовления многоразовых литейных форм для заливки сталей и чугунов. Стойкость литейных форм из огнеупорной массы составляет: 20 заливок расплава сталей; 40 заливок чугуна; на менее 50 заливок алюминиевых сплавов. The increased heat resistance of the developed refractory masses, their low firing temperature, made it possible to use the latter for the manufacture of reusable foundry molds for pouring steels and cast irons. The resistance of casting molds from refractory mass is: 20 castings of molten steel; 40 castings of cast iron; for less than 50 fillings of aluminum alloys.

Литература
1. Огнеупорная масса. Кабанов В.С., Суворов С.А., Власов В.В., Редько Г. С., Ленингр. технол. ин-т А.с. 963975, СССР, Заявл. 07.07.80, N 2954516/29-33, опубл. в Б.И., 1982, N 37, МКИ C 04 B 33/22.
Literature
1. Refractory mass. Kabanov V.S., Suvorov S.A., Vlasov V.V., Redko G.S., Leningrad. technol. Institute A.S. 963975, USSR, Decl. 07.07.80, N 2954516 / 29-33, publ. in B.I., 1982, No. 37, MKI C 04 B 33/22.

2. Стрелов К. К. Теоретические основы технологии огнеупорных. М.: Металлургия, 1985, с. 234. 2. Strelov KK Theoretical foundations of refractory technology. M .: Metallurgy, 1985, p. 234.

3. Гончаров Ю. И. Терсенова Л.А. Альеов Ю.Н. Двухслойный теплоизоляционный огнеупор// Огнеупоры, 1993, N 6, c. 33 - 34. 3. Goncharov Yu. I. Tersenova L.A. Aleev Yu.N. Two-layer heat-insulating refractory // Refractories, 1993, N 6, c. 33 - 34.

4. Мамыкин П. С., Стрелов К.К. Технология огнеупоров, М.: Металлургия, 1970, с. 275 - 302. 4. Mamykin P.S., Strelov K.K. Technology of refractories, Moscow: Metallurgy, 1970, p. 275 - 302.

5. Авторское свидетельство СССР SU 658117 A, C 04 B 35/66, опубл. 25.04. 1979. 5. USSR author's certificate SU 658117 A, C 04 B 35/66, publ. 04/25. 1979.

6. Долотов Г. П., Кондаков Е.А. Печи и сушилка литейного производства: Учебник для техникумов, 2-е изд. , перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984, с. 232. 6. Dolotov G.P., Kondakov E.A. Foundry Furnaces and Dryers: Textbook for Technical Schools, 2nd ed. , reslave. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1984, p. 232.

Claims (1)

Огнеупорная масса, включающая огнеупорную глину и борную кислоту, отличающаяся тем, что содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Глина огнеупорная - 99,98
Борная кислота - 0,02-
Refractory mass, including refractory clay and boric acid, characterized in that it contains these components in the following ratio, wt.%:
Refractory clay - 99.98
Boric acid - 0.02-
RU98103668/03A 1998-03-02 1998-03-02 Refractory mass RU2151127C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103668/03A RU2151127C1 (en) 1998-03-02 1998-03-02 Refractory mass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103668/03A RU2151127C1 (en) 1998-03-02 1998-03-02 Refractory mass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98103668A RU98103668A (en) 1999-12-27
RU2151127C1 true RU2151127C1 (en) 2000-06-20

Family

ID=20202815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98103668/03A RU2151127C1 (en) 1998-03-02 1998-03-02 Refractory mass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151127C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562752C2 (en) * 2013-02-22 2015-09-10 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Mis-transistor based power switch

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1646421A1 (en) * 1967-09-21 1971-09-30 Bbc Brown Boveri & Cie Sintering agent for ceramic linings of metallurgical furnaces
GB1531342A (en) * 1975-02-12 1978-11-08 Wegener H Method of manufacturing ceramic materials
DE2857083A1 (en) * 1977-10-14 1981-01-29 Norton Co Refractory ramming mix containing aluminum powder for metal melting furnaces
EP0033243A1 (en) * 1980-01-24 1981-08-05 United States Borax & Chemical Corporation Method of making clayware
SU1523549A1 (en) * 1987-05-13 1989-11-23 Уфимский Филиал Специализированной Проектно-Конструкторской И Наладочной Организации "Росоргтехстром" Gunite compound for high-temperature heat insulation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1646421A1 (en) * 1967-09-21 1971-09-30 Bbc Brown Boveri & Cie Sintering agent for ceramic linings of metallurgical furnaces
GB1531342A (en) * 1975-02-12 1978-11-08 Wegener H Method of manufacturing ceramic materials
DE2857083A1 (en) * 1977-10-14 1981-01-29 Norton Co Refractory ramming mix containing aluminum powder for metal melting furnaces
EP0033243A1 (en) * 1980-01-24 1981-08-05 United States Borax & Chemical Corporation Method of making clayware
SU1523549A1 (en) * 1987-05-13 1989-11-23 Уфимский Филиал Специализированной Проектно-Конструкторской И Наладочной Организации "Росоргтехстром" Gunite compound for high-temperature heat insulation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СТРЕЛОВ К.К. и др. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия, 1988, с.266 - 275. ТАРАСЕВИЧ Б.П. и др. Борсодержащая строительная керамика, предохраняющая от нейтронного излучения. Стекло и керамика. - 1990, N 5, c.17 - 19. ГОНЧАРОВ Ю.И. и др. Двухслойный теплоизоляционный огнеупор. Огнеупоры. - 1993, N 6, с.33 и 34. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562752C2 (en) * 2013-02-22 2015-09-10 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Mis-transistor based power switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3304187A (en) Basic refractory compositions
RU2151127C1 (en) Refractory mass
RU2159750C2 (en) Refractory mass
US2567088A (en) Refractory material and method of making
RU2159751C2 (en) Refractory mass
RU2151128C1 (en) Refractory mass
RU2079472C1 (en) Raw blend for manufacturing refractory articles
RU2155734C2 (en) Refractory body
US1374910A (en) Method of making clay and graphite crucibles
US2845360A (en) Explosion resistant refractory castable
JPS5828231B2 (en) Fluid cast refractories
RU2135432C1 (en) Gunned compound for hot repair of refractory brickwork of chamber furnaces
RU2151129C1 (en) Refractory mass
US3463648A (en) Ladle brick
JPH0243701B2 (en)
JP4323732B2 (en) Insulating castable refractory
US218336A (en) Sidney g
US3425674A (en) Rotary kiln construction
SU607822A1 (en) Charge for manufacturing refractories
RU2133719C1 (en) Ramming mixture for induction furnace lining
SU1109366A1 (en) Refractory composition
RU2052421C1 (en) Raw mixture for refractory article producing
RU2001035C1 (en) Refractory mixture for the manufacture of refractory products
Zhenjie et al. High-Alumina Bricks, Types of
SU334801A1 (en) RAW MIXTURE FOR THE MANUFACTURE OF THE HEAT-RESISTANT CONCRETE