RU2111934C1 - Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов - Google Patents
Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111934C1 RU2111934C1 RU97108642/03A RU97108642A RU2111934C1 RU 2111934 C1 RU2111934 C1 RU 2111934C1 RU 97108642/03 A RU97108642/03 A RU 97108642/03A RU 97108642 A RU97108642 A RU 97108642A RU 2111934 C1 RU2111934 C1 RU 2111934C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- refractory materials
- additive
- grinding
- oxide
- Prior art date
Links
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000003832 thermite Substances 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 14
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 241000256602 Isoptera Species 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum oxychloride Chemical compound 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 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 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium 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
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления огнеупорного сырья - заполнителей, порошков, масс, цементов. Техническая задача - получение оксидных высокоогнеупорных материалов заданного фазового состава и ускорение процесса измельчения конечного продукта за счет получения пористых гранул. Способ включает смешение исходных компонентов, в состав которых входит термитная добавка - элемент оксида основного исходного компонента, зажигание и термообработку шихты, которую ведут послойным плавлением, например, в аглочашах при продувании слоя шихты окислителем (воздухом, кислородом), охлаждение и измельчение. Термитная добавка обеспечивает необходимую температуру плавления шихты до образования огнеупорных материалов требуемого фазового состава.
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления огнеупорного сырья - заполнителей, порошков, масс, цементов.
Известен способ получения огнеупорных материалов (Дектярев Э.В. и Кайнарский И. С. Магнезиально-силикатные и шпинельные огнеупоры. М., 1977), включающий смешение исходных компонентов, их термообработку в пламенных или электрических печах, последующее охлаждение и измельчение.
Недостатком известного способа является то, что невозможно достичь температуры плавления конечного материала, вследствие быстрого износа футеровки, а твердофазные процессы не проходят до конца, что затрудняет получение материала требуемого фазового состава.
Известен также способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов, включающий смешение исходных компонентов, их плавление в пламенных или электрических печах, охлаждение и измельчение (Стрелов К.К., Сумин В.И. Плинер С. Ю. и др. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Трансформационное упрочнение огнеупорных материалов. Уч. пособие, Свердловск, УПИ, 1989, с. 12 - 16).
Недостатком этого способа является длительность процесса измельчения, связанная с тем, что получаемый продукт представляет собой монолитный материал. Кроме того, недостатком способа (как и предыдущего) являются его высокие энергозатраты в связи с тем, что тепло расходуется как на нагрев материала, так и на нагрев футеровки, огнеприпаса. Обжиговые и плавильные агрегаты дороги и сложны в управлении, поэтому амортизационные затраты на передел очень высоки.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ получения высокоогнеупорных материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС - процесс). Способ включает в себя смешение исходных компонентов, в состав которых входит термитная добавка, зажигание и термообработку шихты, а также охлаждение и измельчение материала. В качестве термитной добавки берут элемент (один или несколько) основного оксида, входящего в состав смеси (Стрелов К.К., Сумин В.И. Плинер С.Ю. и др. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Трансформационное упрочнение огнеупорных материалов. Уч. пособие, Свердловск, УПИ, 1989, с. 8 - 13, 16-21).
Недостатком известного способа является невозможность получения оксидных высокоогнеупорных материалов заданного фазового состава без введения в состав шихты компонента, являющегося источником кислорода и его отдающего при взаимодействии с термитной добавкой. Удаление данного компонента из конечного продукта довольно сложная задача, а в ряде случаев невозможная. Загрязнение же оксидных высокоогнеупорных материалов приводит к изменению фазового состава и снижению их эксплуатационных свойств. Кроме того, полное оплавление шихты затрудняет ее измельчение.
Техническая задача - получение оксидных высокоогнеупорных материалов заданного фазового состава и ускорение процесса измельчения конечного продукта за счет получения пористых гранул.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном способе, включающем смешение исходных компонентов, в состав которых входит термитная добавка из элемента оксида основного компонента, а также зажигание, термообработку шихты, охлаждение и измельчение, термообработку ведут послойным плавлением при продувании слоя шихты окислителем (воздухом, кислородом) в аппаратах кипящего слоя или аглочашах.
Термитная добавка, состоящая из элемента основного оксида и входящая в состав смеси, обеспечивает необходимую температуру плавления шихты до образования огнеупорных материалов требуемого фазового состава.
За счет того, что горение происходит послойно, а поверхность гранул шихты быстро охлаждается продуваемым воздухом, получаемый "пирог" в целом не расплавляется, а лишь оседает за счет оплавления гранул. Полученные пористые гранулы легко измельчаются.
Осуществление способа подтверждается приведенными ниже примерами.
Пример 1. Исходные компоненты - технический глинозем (70%), кварцит (20%), коксовую мелочь (5%) и алюминиевую пудру (5%) (термитная добавка) смешивали и окомковывали на воде в грануляторе до размера гранул 3 - 10 мм. Смесь (шихту) загружали в аглочащу диаметром 400 мм. Высота слоя составляла 190 мм, а толщина постели 100 мм. Зажигание шихты осуществляли газогорелочным устройством при продувании слоя шихты окислителем (воздухом, обогащенным кислородом до 35%). Максимальная скорость горения шихты составляла 12 мм/мин. Максимальная температура в слое составляла 1810oC, а в центре гранул 1880oC. Охлажденный спек измельчали и получали высокоогнеупорный материал с температурой применения 1700oC (насыпной вес 1,1 г/см3, состоящий из муллита 88% и корунда 12%, остаточное содержание углерода 0,09%).
Пример 2. Исходные компоненты - кварцевый песок (90%), коксовую мелочь - коксик (2%), кристаллический кремний (8%) (термитная добавка) смешивали, окомковывали на воде в грануляторе до размера гранул 3 - 10 мм. Шихту загружали в аглочащу диаметром 400 мм. Высота слоя составляла 190 мм, а толщина постели 100 мм. Зажигание шихты осуществляли газогорелочным устройством. Максимальная скорость горения шихты составляла 12,5 мм/мин. Максимальная температура в слое составляла 1840oC, а в центре гранул 1900oC. При этом слой шихты продували воздухом. Охлажденный спек измельчали и получали высокоогнеупорный материал с температурой применения до 1700oC (насыпной вес 0,85 г/см3, состоящий из кварцевого стекла 97%).
Пример 3. Исходные компоненты: отработанный катализатор нефтехимического производства (78% Al2O3, 12% Cr2O3, 10% SiO2) в количестве 85% смешивали и окомковывали на водном 3%-ном растворе оксихлорида алюминия с 15% гранул металлического алюминия размером 0,2 - 1,0 мм до образования комков размером 3 - 5 мм, загружали в аппарат кипящего слоя диаметром 400 мм. Зажигание шихты снизу осуществляли газогорелочным устройством, а затем продували слой шихты воздухом, обогащенным кислородом до 40%. Высота слоя шихты 250 мм, псевдоожиженного слоя 400 мм. Скорость горения шихты составляла 48 мм/мин. Максимальная температура в зоне горения 1800oC, в центре комков 1860oC. Охлажденный продукт в виде спекшихся гранул размером 1 - 3 мм измельчали и получали высокоогнеупорный материал с температурой применения до 1700oC. Микротвердость полученного материала составила 2289 кг/мм2. Гранулы измельчали до размера частиц 0,1 - 0,5 мм, рассеивали, проводили магнитную сепарацию и полученные порошки, содержащие 82% твердого раствора Cr2O3 в Al2O3, использовали для изготовления абразивного инструмента.
Пример 4. Исходные компоненты (природный магнезит (70%), дробленая стружка магния (14%) и алюминиевая пудра (1%) - термитная добавка, коксик (15%)) смешивали, окомковывали. Шихту загружали в аглочашу диаметром 400 мм. Зажигание шихты снизу осуществляли газогорелочным устройством, а затем продували слой шихты воздухом, обогащенным кислородом до 40%. Высота слоя шихты 250 мм, псевдосжиженного слоя 400 мм. Максимальная температура газов в слое выше 2200oC. После охлаждения материал дробили и получали огнеупорные гранулы с насыпным весом 1,6 г/см3, состоящие на 93%, из периклаза, 6% стекла и 1% металлического железа. Максимальная температура применения полученных гранул (после отделения железа магнитной сепарацией) 1900oC.
Пример 5. Исходные компоненты (технический диоксид циркония (70%), каустический магнезит (6%), коксовая мелочь (7%) и порошок металлического циркония (17%) - термитная добавка) смешивали и окомковывали на воде в гранулы до размера 5-15 мм, загружали в аппарат кипящего слоя диаметром 400 мм. Зажигание шихты снизу осуществляли газогорелочным устройством, а затем продували слой шихты воздухом, обогащенным кислородом до 40%. Максимальная температура в слое составляла более 2200oC. По фазовому составу материал состоял на 90% из кубического твердого раствора MgO в ZrO2. Насыпной вес материала с размером частиц 0,5 - 1 мм составил 2,19 г/см3.
Известными способами столь высокого содержания кубического твердого раствора MgO в ZrO2 не удается достичь вследствие его распада при охлаждении.
Во всех приведенных примерах измельчение готового материала проводили на щековых и валковых дробилках, при этом скорость измельчения до размера частиц менее 1 мм была в 5 - 10 раз выше, чем при измельчении плавленного материала того же состава, при измельчении до размера частиц менее 0,1 мм скорость измельчения оксидного высокоогнеупорного материала, полученного известным и предлагаемым способами, уравнивались.
Таким образом, по результатам примеров можно сделать вывод, что предлагаемый способ позволяет получить оксидный высокоогнеупорный материал заданного фазового состава в аппаратах кипящего слоя или аглочашах и ускорить процесс измельчения конечного продукта.
Claims (1)
- Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов, включающий смешение исходных компонентов, в состав которых входит термитная добавка, в качестве которой используют элемент оксида основного компонента из расчета достижения температуры плавления конечного материала, зажигание и термообработку шихты, охлаждение и измельчение, отличающийся тем, что термообработку ведут при продувании слоя шихты окислителем в аппаратах кипящего слоя или аглочашах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108642/03A RU2111934C1 (ru) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108642/03A RU2111934C1 (ru) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2111934C1 true RU2111934C1 (ru) | 1998-05-27 |
| RU97108642A RU97108642A (ru) | 1998-09-10 |
Family
ID=20193346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97108642/03A RU2111934C1 (ru) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2111934C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263648C2 (ru) * | 2003-12-17 | 2005-11-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-производственно-Коммерческая фирма "МаВР" (ЗАО НПКФ "МаВР") | Огнеупорный вспененный углеродсодержащий материал |
| RU2263647C2 (ru) * | 2003-12-17 | 2005-11-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-производственно-Коммерческая фирма "МаВР" (ЗАО НПКФ "МаВР") | Теплоизоляционный вспененный углеродсодержащий материал |
| RU2463277C2 (ru) * | 2008-03-13 | 2012-10-10 | Кросаки Харима Корпорейшн | Огнеупор, содержащий двуокись циркония и углерод, и способ его изготовления |
-
1997
- 1997-06-09 RU RU97108642/03A patent/RU2111934C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Стрелов К.К., Сумин В.И., Плинер С.Ю. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Трансформационное упрочнение огнеупорных материалов. - Свердловск, УПИ, 1980, с. 8-13, 16-21. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263648C2 (ru) * | 2003-12-17 | 2005-11-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-производственно-Коммерческая фирма "МаВР" (ЗАО НПКФ "МаВР") | Огнеупорный вспененный углеродсодержащий материал |
| RU2263647C2 (ru) * | 2003-12-17 | 2005-11-10 | Закрытое Акционерное Общество Научно-производственно-Коммерческая фирма "МаВР" (ЗАО НПКФ "МаВР") | Теплоизоляционный вспененный углеродсодержащий материал |
| RU2463277C2 (ru) * | 2008-03-13 | 2012-10-10 | Кросаки Харима Корпорейшн | Огнеупор, содержащий двуокись циркония и углерод, и способ его изготовления |
| RU2463277C9 (ru) * | 2008-03-13 | 2013-01-27 | Кросаки Харима Корпорейшн | Огнеупор, содержащий двуокись циркония и углерод, и способ его изготовления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6413295B2 (en) | Iron production method of operation in a rotary hearth furnace and improved furnace apparatus | |
| JP7366095B2 (ja) | 非鉄金属製造の際に生じる改質スラグ | |
| CA2175624A1 (en) | Process for treatment of reactive fines | |
| ES2835810T3 (es) | Procedimiento de fabricación de aluminatos de calcio | |
| JPH07309618A (ja) | 酸化アルミニウム粒子の製造方法，この方法により製造される酸化アルミニウム粉末及びその使用 | |
| JPH0575685B2 (ru) | ||
| RU2111934C1 (ru) | Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов | |
| JP4554217B2 (ja) | 水硬性鉄鉱セメントクリンカの製造方法 | |
| JPH0733249B2 (ja) | 非晶質シリカ微粉末の製造方法及び非晶質シリカ微粉末混入のコンクリート製品 | |
| JPS63219534A (ja) | 自溶性ペレットの製造方法 | |
| RU2082688C1 (ru) | Способ получения легкого заполнителя для бетона | |
| US3076716A (en) | Production of granular zirconia products | |
| US2684296A (en) | Reduction of iron ores | |
| US3473916A (en) | Process for beneficiating chrome ores | |
| JPH08253364A (ja) | サイアロンの製造方法 | |
| US1373854A (en) | Refractory brick | |
| US2036221A (en) | Method of purifying zirconium silicates | |
| US1662739A (en) | Method of heat treatment of alumina and other materials | |
| JPH03503399A (ja) | ＳｉＣ、ＭｎＣ及び合金鉄の製造 | |
| JPS5997527A (ja) | 高純度アルミナ粒子の製造方法 | |
| JPS63128127A (ja) | 焼結鉱製造方法 | |
| RU2602137C1 (ru) | Способ получения оксида магния | |
| JP2002274906A (ja) | 人工骨材原料の調整方法 | |
| JPS5815021A (ja) | β−ＳｉＣとＺｒＯ↓２を同時に製造する方法 | |
| RU2524585C2 (ru) | Способ получения пеносиликата |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060610 |