RU2260573C2 - Spinel refractory material - Google Patents
Spinel refractory material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260573C2 RU2260573C2 RU2003131592/03A RU2003131592A RU2260573C2 RU 2260573 C2 RU2260573 C2 RU 2260573C2 RU 2003131592/03 A RU2003131592/03 A RU 2003131592/03A RU 2003131592 A RU2003131592 A RU 2003131592A RU 2260573 C2 RU2260573 C2 RU 2260573C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spinel
- refractory material
- mass
- refractory
- production
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупорных изделий для футеровки плавильных печей, например плавки алюминиевых сплавов.The invention relates to the refractory industry, in particular to the production of refractory products for the lining of melting furnaces, such as melting aluminum alloys.
Известны огнеупоры на основе плавленой алюмомагниевой шпинели, например изобретение по патенту РФ №2068824, С 04 В 35/443, 1996 [1], а.с. СССР №421668, С 04 В 35/04, 1974 [2]; опубликованной заявке РФ №98120869, С 04 В 35/043, 2000 [3].Known refractories based on fused aluminum-magnesium spinel, for example, the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2068824, C 04 B 35/443, 1996 [1], and.with. USSR No. 421668, C 04 B 35/04, 1974 [2]; published application of the Russian Federation No. 98120869, C 04 B 35/043, 2000 [3].
По совокупности общих существенных признаков наиболее близким к патентуемому можно отнести шпинельный огнеупор, полученный из огнеупорной массы по патенту РФ №2068824, С 04 В 35/443, 1996 [1].By the set of common essential features, the closest to the patentable one can be attributed spinel refractory obtained from the refractory mass according to the RF patent No. 2068824, C 04 B 35/443, 1996 [1].
Он содержит в качестве огнеупорного заполнителя плавленую алюмомагниевую шпинель 77-93 мас.%, корунд 5-15 мас.% и спекающие добавки в виде борной кислоты 1-4 мас.% и сложного боросодержащего оксида или огнеупорной глины 1-4 мас.%.It contains fused alumomagnesium spinel 77-93 wt.%, Corundum 5-15 wt.% And sintering additives in the form of boric acid 1-4 wt.% And complex boron-containing oxide or refractory clay 1-4 wt.% As a refractory filler.
Основными недостатками данного огнеупора являются высокая открытая пористость, что в службе ведет к повышенной пропитке металлом и потере металла с футеровкой, и недостаточная механическая прочность.The main disadvantages of this refractory are high open porosity, which in service leads to increased metal impregnation and loss of metal with lining, and insufficient mechanical strength.
Задачей настоящего изобретения является создание стойкого огнеупора на основе плавленой алюмомагниевой шпинели для футеровки плавильных печей, в частности, плавки алюминиевых сплавов.An object of the present invention is to provide a stable refractory based on fused aluminum-magnesium spinel for lining melting furnaces, in particular, melting aluminum alloys.
Технический результат состоит в снижении открытой пористости, повышении плотности и механической прочности шпинельного огнеупора.The technical result consists in reducing open porosity, increasing the density and mechanical strength of spinel refractory.
Для достижения этого, согласно формуле изобретения, шпинельный огнеупор получен из огнеупорной массы, включающей плавленую алюмомагниевую шпинель, огнеупорную глину, спекающую добавку в виде смеси борной кислоты и триполифосфата натрия в соотношении от 1:9 до 9:1 и временное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve this, according to the claims, the spinel refractory is obtained from a refractory mass, including fused aluminum-magnesium spinel, refractory clay, a sintering additive in the form of a mixture of boric acid and sodium tripolyphosphate in a ratio of 1: 9 to 9: 1 and a temporary binder in the following ratio of components , wt.%:
Сущность изобретения состоит в том, что введение в огнеупорную массу спекающей добавки в виде смеси борной кислоты и триполифосфата натрия обеспечивает ей высокие формовочные свойства и хорошее спекание при относительно низких температурах. Это достигается за счет придания триполифосфатом натрия эффекта \текучести\ тонкой фракции плавленой алюмомагнезиальной шпинели и максимального заполнения ею пустот между крупными зернами, а также физико-химическим взаимодействием компонентов в процессе обжига сформованных изделий. Борная кислота и триполифосфат натрия в начальной стадии обжига образуют расплав в системе Na2O-B2O3-P2O5, который при температуре 1000-1100°С интенсивно взаимодействует с продуктом перерождения глины (метакаолинитом Al2O3·2SiO2), образуя поликомпонентный расплав в системе Na2O-В2O3-Р2O5-Al2О3-SiO3. При повышении температуры обжига до 1100-1270°С в этом расплаве растворяется наиболее дисперсная часть шихты, обуславливая жидкостное спекание массы с образованием силиката 2MgO·SiO2+CaO·MgO·SiO2 и стеклофазы сложного состава.The essence of the invention lies in the fact that the introduction into the refractory mass of a sintering additive in the form of a mixture of boric acid and sodium tripolyphosphate provides it with high molding properties and good sintering at relatively low temperatures. This is achieved by giving sodium tripolyphosphate the effect of \ fluidity \ of a fine fraction of fused alumino-magnesian spinel and its maximum filling of voids between large grains, as well as by the physicochemical interaction of the components during the firing of the molded products. Boric acid and sodium tripolyphosphate in the initial stage of firing form a melt in the Na 2 OB 2 O 3 -P 2 O 5 system , which intensively interacts with the clay degeneration product (metakaolinite Al 2 O 3 · 2SiO 2 at a temperature of 1000-1100 ° С) forming a multicomponent melt in the system Na 2 O-B 2 O 3 -P 2 O 5 -Al 2 O 3 -SiO 3 . With increasing firing temperature to 1100-1270 ° C, the most dispersed part of the mixture dissolves in this melt, causing liquid sintering of the mass with the formation of silicate 2MgO · SiO 2 + CaO · MgO · SiO 2 and a glass phase of complex composition.
При введении указанной спекающей добавки менее 3 мас.% или содержании триполифосфата натрия в смеси менее 1 по отношению к борной кислоте снижается плотность укладки зерен в массе и образуется недостаточное количество первичного расплава, что не обеспечивает хорошего спекания массы и низкой пористости изделий. Содержание в смеси триполифосфата натрия более 9 по отношению к борной кислоте или введение спекающей добавки более 8 мас.% приводит к сыпучести сырца изделий и образованию излишка легкоплавкой стеклофазы, что снижает стойкость огнеупора.With the introduction of the specified sintering additive of less than 3 wt.% Or the content of sodium tripolyphosphate in the mixture of less than 1 with respect to boric acid, the grain packing density in the mass decreases and an insufficient amount of primary melt is formed, which does not provide good sintering of the mass and low porosity of the products. A content of sodium tripolyphosphate in the mixture of more than 9 with respect to boric acid or the introduction of a sintering additive of more than 8 wt.% Leads to the flowability of the raw products and the formation of excess low-melting glass phase, which reduces the resistance of the refractory.
В соответствии с п.2 формулы, плавленая алюмомагниевая шпинель имеет зерновой состав с содержанием фракции менее 0,063 мм в пределах 30-40 мас.%. Установленное количество тонкомолотой фракции позволяет получить при спекании массы плотную, мелкопористую структуру огнеупора, преимущественно с закрытыми порами.In accordance with claim 2 of the formula, fused aluminum-magnesium spinel has a grain composition with a fraction content of less than 0.063 mm in the range of 30-40 wt.%. The established amount of the finely ground fraction makes it possible to obtain a dense, finely porous refractory structure during sintering of the mass, mainly with closed pores.
Укрупнение зернового состава повышает открытую пористость изделий и пропитку огнеупора металлом.The enlargement of the grain composition increases the open porosity of the products and the impregnation of the refractory metal.
В качестве временного связующего может использоваться лигносульфонат технический, фенолформальдегидная смола марки ВРБ, жидкий бакелит марки БЖ-3, ненасыщенная полиэфирная смола ПН-1.As a temporary binder, technical lignosulfonate, phenol-formaldehyde resin of the VRB brand, liquid bakelite of the BZh-3 brand, and unsaturated polyester resin PN-1 can be used.
Шпинельные огнеупоры изготавливаются следующим образом. Spinel refractories are made as follows.
Применяемые материалы: плавленая алюмомагнезиальная шпинель утоненного зернового состава с содержанием фракций: менее 0,063 мм 38 мас.%, фракции 3-2 мм 12 мас.% и фракции 2-0 мм 50 мас.% производства ОАО \Первоуральский динасовый завод\ (ТР 202-0-5-2002), огнеупорная глина марки НУ-2 (ТУ 14-8-336-80), борная кислота (ГОСТ 18704-78), триполифосфат натрия (ТУ 48-0328-25-94), лигносульфонат технический жидкий (ТУ 54-028-00279580-97).Applicable materials: fused aluminomagnesia spinel of a thinned grain composition with a content of fractions: less than 0.063 mm 38 wt.%, Fractions 3-2 mm 12 wt.% And fractions 2-0 mm 50 wt.% Produced by OJSC \ Pervouralsky Dinas Plant \ (TP 202 -0-5-2002), refractory clay, grade NU-2 (TU 14-8-336-80), boric acid (GOST 18704-78), sodium tripolyphosphate (TU 48-0328-25-94), technical liquid lignosulfonate (TU 54-028-00279580-97).
Для получения огнеупорной формовочной массы использовали указанные компоненты в количествах, приведенных в формуле изобретения.To obtain a refractory molding composition, these components were used in the amounts given in the claims.
Компоненты дозируются, загружаются в смеситель, перемешиваются в сухом состоянии, затем добавляется лигносульфонат технический жидкий и вода до влажности массы 3,7-4,2 мас.%, и масса снова перемешивается.The components are dosed, loaded into the mixer, mixed in a dry state, then technical liquid lignosulfonate and water are added to a moisture content of 3.7-4.2 wt.%, And the mass is mixed again.
Готовая масса выгружается из смесителя и подается на пресс для формования изделий. Сформованные изделия сушатся и обжигаются при температуре до 1300°С.The finished mass is unloaded from the mixer and fed to the press for molding products. The molded products are dried and fired at temperatures up to 1300 ° C.
Примеры составов огнеупорной массы для изготовления шпинельного огнеупора указаны в таблице 1, пример 4 относится к прототипу. Свойства шпинельного огнеупора приведены в таблице 2. Определение показателей свойств проводили:Examples of compositions of the refractory mass for the manufacture of spinel refractory are shown in table 1, example 4 relates to a prototype. The properties of spinel refractory are shown in table 2. The definition of property indicators was carried out:
- открытую пористость и кажущуюся плотность по ГОСТ 2409-95;- open porosity and apparent density according to GOST 2409-95;
- предел прочности при сжатии по ГОСТ 4071.1-94;- compressive strength according to GOST 4071.1-94;
- линейный рост по ГОСТ 5402.1-2000.- linear growth according to GOST 5402.1-2000.
Как видно из таблицы, патентуемый шпинельный огнеупор имеет плотность не менее 2,70 г/см3, пористость не более 20% и механическую прочность на сжатие более 60 Н/мм2, что выше показателей прототипа.As can be seen from the table, patented spinel refractory has a density of at least 2.70 g / cm 3 , porosity of not more than 20% and mechanical compressive strength of more than 60 N / mm 2 , which is higher than the prototype.
Результаты промышленных испытаний в газоотражательной печи плавки алюминия показали хорошую стойкость футеровки. После года эксплуатации печи футеровка из шпинельных огнеупоров не имеет трещин или размывов, легко очищается от настылей металла, отсутствуют пропитка и взаимодействие расплава металла с огнеупором, что обеспечивает чистоту выплавляемого металла и ликвидирует потери металла с футеровкой.The results of industrial tests in a gas reflective aluminum smelting furnace showed good lining resistance. After a year of operation of the furnace, the spinel refractory lining has no cracks or erosion, is easily cleaned of metal deposits, there is no impregnation and interaction of the molten metal with the refractory, which ensures the purity of the melted metal and eliminates metal loss with the lining.
Таким образом, создан стойкий шпинельный огнеупор для футеровки плавильных печей, в частности плавки алюминиевых сплавов, что подтвердили результаты промышленных испытаний.Thus, a stable spinel refractory was created for lining of melting furnaces, in particular, melting of aluminum alloys, which was confirmed by the results of industrial tests.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ №2068824, С 04 В 35/443, 1996.1. RF patent No. 2068824, C 04 B 35/443, 1996.
2. А.с. СССР №421668, С 04 В 35/04, 1974.2. A.S. USSR No. 421668, C 04 V 35/04, 1974.
Опубликованная заявка РФ №98120869, С 04 В 35/043, 2000.Published application of the Russian Federation No. 98120869, C 04 B 35/043, 2000.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131592/03A RU2260573C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Spinel refractory material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131592/03A RU2260573C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Spinel refractory material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003131592A RU2003131592A (en) | 2005-04-27 |
| RU2260573C2 true RU2260573C2 (en) | 2005-09-20 |
Family
ID=35635665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003131592/03A RU2260573C2 (en) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | Spinel refractory material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2260573C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3514302A (en) * | 1967-04-27 | 1970-05-26 | Amsted Ind Inc | Refractory compositions |
| GB2098198A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-17 | Flogates Ltd | Zircon-containing refractories |
| RU2068824C1 (en) * | 1992-06-02 | 1996-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Восточный институт огнеупоров" | Refractory mass for rammed lining of induction furnaces |
-
2003
- 2003-10-27 RU RU2003131592/03A patent/RU2260573C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3514302A (en) * | 1967-04-27 | 1970-05-26 | Amsted Ind Inc | Refractory compositions |
| GB2098198A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-17 | Flogates Ltd | Zircon-containing refractories |
| RU2068824C1 (en) * | 1992-06-02 | 1996-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Восточный институт огнеупоров" | Refractory mass for rammed lining of induction furnaces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003131592A (en) | 2005-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2201906C2 (en) | Zirconium dioxide-base sintered material and method of its making | |
| KR101595021B1 (en) | Sintered product produced from a zircon-based charge | |
| JP5879414B2 (en) | Sintered refractories with improved thermal shock resistance | |
| US4126474A (en) | Refractory for aluminum-melting furnaces | |
| JP2010513208A (en) | Doped sintered products based on zircon and zirconia | |
| US2842447A (en) | Method of making a refractory body and article made thereby | |
| US3652307A (en) | Alumina refractories | |
| JP4944610B2 (en) | Green component for manufacturing sintered refractory products with improved bubble generation behavior | |
| KR20120022960A (en) | Sintered product based on chromium oxide | |
| EA029189B1 (en) | Batch composition for producing an unshaped refractory ceramic product, method for producing a fired refractory ceramic product, fired refractory ceramic product, and use of an unshaped refractory ceramic product | |
| KR20140043140A (en) | Refractory block and glass-melting furnace | |
| RU2140407C1 (en) | Refractory concrete mix | |
| US3959002A (en) | Method of manufacturing white furnace boats for firing ceramic articles and novel furnace boats | |
| RU2260573C2 (en) | Spinel refractory material | |
| KR100681863B1 (en) | Indeterminate Refractory | |
| JP2020502024A (en) | Zircon-based sintered concrete | |
| US3216837A (en) | Ceramic refractory and method | |
| CA2379883A1 (en) | Refractory mixture and elastifier for the same and method for its production | |
| DE1240772B (en) | Process for the production of refractory cast materials | |
| RU2226450C1 (en) | Builtup refractory product | |
| GB2147287A (en) | Alkali-resistant refractory compositions | |
| US1682250A (en) | op deteoit | |
| JPH0624839A (en) | Zircon-based refractory | |
| JP7383103B1 (en) | Castable dry sprayed material and its construction method | |
| CN119822822B (en) | Refractory materials and their preparation methods, applications, refractory bricks and glass melting furnaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101028 |