RU2151127C1 - Огнеупорная масса - Google Patents
Огнеупорная масса Download PDFInfo
- 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
Links
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing 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
- C04B35/6303—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3463—Alumino-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
Огнеупорная масса для литейного производства и изготовления огнеупоров может быть использована в машиностроительной и металлургической отраслях народного хозяйства. Огнеупорная масса содержит, мас.%: огнеупорная глина - 99,98; борная кислота - 0,02. Минералогический состав основных элементов отожженных огнеупорных изделий, мас. %: Al2O3 - 25; SiO2 - 48,58; B2O3 - 0,0113. Огнеупорные изделия из предлагаемой огнеупорной массы спекаются при более низких температурах, имеют повышенную (в 1,5-2 раза) стойкость к воздействию шлаков, высокие механические характеристики. 1 табл.
Description
Изобретение относится к составам огнеупорных масс для литейного производства и производства огнеупоров и может бать использовано в машиностроении и металлургической отраслях народного хозяйства.
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.
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.
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.
Однако рассматриваемый состав огнеупорной массы содержит ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата.
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).
Наиболее близким техническим решением является огнеупорная масса, в состав которой входит огнеупорная глина, другие огнеупорные компоненты и 1 - 1,5 мас.% борной кислоты (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.
Эти и другие недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.
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.
Задача, решаемая заявленным составом огнеупорной массы, заключается в повышении физико-механических свойств алюмосиликатных огнеупоров за счет структурных преобразований, происходящих при обжиге в присутствии катализатора.
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.
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).
Из таблицы видно, что изменение концентрации H3BO3 в огнеупорной массе приводит к снижению физико-механических свойств изделий.
Примечание: показатель термостойкости огнеупорной массы (4) взят из (6).
Огнеупорная масса содержит следующее соотношение компонентов, мас.%: глина огнеупорная 99,98, борная кислота 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.
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.
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.
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.
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.
2. Стрелов К. К. Теоретические основы технологии огнеупорных. М.: Металлургия, 1985, с. 234.
3. Гончаров Ю. И. Терсенова Л.А. Альеов Ю.Н. Двухслойный теплоизоляционный огнеупор// Огнеупоры, 1993, N 6, c. 33 - 34.
4. Мамыкин П. С., Стрелов К.К. Технология огнеупоров, М.: Металлургия, 1970, с. 275 - 302.
5. Авторское свидетельство СССР SU 658117 A, C 04 B 35/66, опубл. 25.04. 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.
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-
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98103668/03A RU2151127C1 (ru) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | Огнеупорная масса |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98103668/03A RU2151127C1 (ru) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | Огнеупорная масса |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98103668A RU98103668A (ru) | 1999-12-27 |
| RU2151127C1 true RU2151127C1 (ru) | 2000-06-20 |
Family
ID=20202815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98103668/03A RU2151127C1 (ru) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | Огнеупорная масса |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2151127C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562752C2 (ru) * | 2013-02-22 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Силовой ключ на мдп-транзисторе |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1646421A1 (de) * | 1967-09-21 | 1971-09-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Sintermittel fuer keramische Auskleidungen von metallurgischen Schmelzoefen |
| 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 (ru) * | 1987-05-13 | 1989-11-23 | Уфимский Филиал Специализированной Проектно-Конструкторской И Наладочной Организации "Росоргтехстром" | Торкретна масса дл высокотемпературной теплоизол ции |
-
1998
- 1998-03-02 RU RU98103668/03A patent/RU2151127C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1646421A1 (de) * | 1967-09-21 | 1971-09-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Sintermittel fuer keramische Auskleidungen von metallurgischen Schmelzoefen |
| 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 (ru) * | 1987-05-13 | 1989-11-23 | Уфимский Филиал Специализированной Проектно-Конструкторской И Наладочной Организации "Росоргтехстром" | Торкретна масса дл высокотемпературной теплоизол ции |
Non-Patent Citations (1)
| 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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562752C2 (ru) * | 2013-02-22 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Силовой ключ на мдп-транзисторе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3304187A (en) | Basic refractory compositions | |
| RU2151127C1 (ru) | Огнеупорная масса | |
| RU2159750C2 (ru) | Огнеупорная масса | |
| RU2159751C2 (ru) | Огнеупорная масса | |
| RU2151128C1 (ru) | Огнеупорная масса | |
| RU2079472C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий | |
| RU2155734C2 (ru) | Огнеупорная масса | |
| US1374910A (en) | Method of making clay and graphite crucibles | |
| US2845360A (en) | Explosion resistant refractory castable | |
| JPS5828231B2 (ja) | 流動鋳込耐火物 | |
| RU2135432C1 (ru) | Торкрет-масса для горячего ремонта огнеупорной кладки камерных печей | |
| RU2151129C1 (ru) | Огнеупорная масса | |
| JPH0243701B2 (ru) | ||
| US218336A (en) | Sidney g | |
| US3125454A (en) | Insulating compositions | |
| US3425674A (en) | Rotary kiln construction | |
| SU996064A1 (ru) | Способ изготовлени отливок в неразъемных литейных керамических формах по удал емым модел м | |
| JP2003002754A (ja) | 断熱性キャスタブル耐火物 | |
| SU551117A1 (ru) | Экзотермическа шлакообразующа смесь дл разливки металла | |
| SU607822A1 (ru) | Шихта дл изготовлени огнеупорных изделий | |
| RU2133719C1 (ru) | Огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей | |
| SU1109366A1 (ru) | Огнеупорна масса | |
| RU2052421C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий | |
| RU2001035C1 (ru) | Огнеупорна масса дл изготовлени огнеупорных изделий | |
| Zhenjie et al. | High-Alumina Bricks, Types of |