[go: up one dir, main page]

RU2211200C1 - Огнеупорная смесь и способ ее затворения - Google Patents

Огнеупорная смесь и способ ее затворения Download PDF

Info

Publication number
RU2211200C1
RU2211200C1 RU2002104347/03A RU2002104347A RU2211200C1 RU 2211200 C1 RU2211200 C1 RU 2211200C1 RU 2002104347/03 A RU2002104347/03 A RU 2002104347/03A RU 2002104347 A RU2002104347 A RU 2002104347A RU 2211200 C1 RU2211200 C1 RU 2211200C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
refractory
aluminum
silicon dioxide
lining
Prior art date
Application number
RU2002104347/03A
Other languages
English (en)
Inventor
В.С. Владимиров
С.Е. Мойзис
И.А. Карпухин
С.Д. Корсун
В.И. Долгов
Original Assignee
Владимиров Владимир Сергеевич
Мойзис Сергей Евгеньевич
Карпухин Игорь Алексеевич
Корсун Сергей Дмитриевич
Долгов Вячеслав Иванович
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 Владимиров Владимир Сергеевич, Мойзис Сергей Евгеньевич, Карпухин Игорь Алексеевич, Корсун Сергей Дмитриевич, Долгов Вячеслав Иванович filed Critical Владимиров Владимир Сергеевич
Priority to RU2002104347/03A priority Critical patent/RU2211200C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2211200C1 publication Critical patent/RU2211200C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству высокоогнеупорных материалов и может быть использовано при производстве футеровочных и ремонтных работ в высокотемпературных тепловых агрегатах в черной и цветной металлургии, химической и коксохимической промышленности, строительной индустрии. Огнеупорная смесь содержит, мас.%: диоксид кремния 32-45, алюминий 29-35, цемент марки ВГЦ 10-20, золу-унос 0-16, оксид алюминия 0-10, шамотный порошок 0-18. Способ затворения огнеупорной смеси осуществляется путем перемешивания компонентов смеси в присутствии воды с жидким стеклом при массовом соотношении (1-1,5): 1. Изобретение позволяет создать огнеупорную смесь многоцелевого назначения и повысить адгезионное сцепление огнеупорной смеси с обрабатываемыми поверхностями алюмосиликатных огнеупоров. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение относится к области создания высокоогнеупорных смесей, которые могут быть использованы в виде растворов для кладки и обмазки при производстве футеровочных и ремонтных работ в высокотемпературных тепловых агрегатах (печах, котлах, реакторах и т.п.), в черной и цветной металлургии, в химической и коксохимической промышленности, теплоэнергетике и строительной индустрии.
Главное назначение огнеупорных смесей - футеровка рабочих поверхностей конструкций на основе алюмосиликатных изделий, бетонов и других композиционных материалов.
Известные футеровочные смеси компонуются, как правило, из соображений схожести химического состава смеси и базового огнеупора (см. например RU 2074152, кл. С 04 В 35/65, 35/66, 1997). Это способствует совместимости и адгезионному сцеплению наносимого футеровочного материала и базового, на который он наносится. Однако даже при такой химической совместимости могут возникнуть проблемы с обеспечением адгезионного сцепления футеровочной или ремонтной смеси с основой, особенно в тех случаях, когда необходимо обеспечить надежное адгезионное сцепление в течение продолжительного периода эксплуатации в условиях высокотемпературных воздействий статического или динамического (в том числе циклического) характера. Часто под воздействием указанных факторов происходит отслоение футеровки, ее выкрашивание или образование раковин и прогаров, что сокращает ресурс эксплуатации высокотемпературного теплового агрегата.
Известна огнеупорная смесь "ГАММА-3ХП", которая предназначается для защиты поверхностей высокотемпературных печей, выполненных из хромитовых и хромитопериклазовых огнеупоров, и способ ее затворения (см. патент РФ 2138464, кл. С 04 В 35/12, 35/65, 35/66 от 1999). Известная огнеупорная смесь имеет следующий состав, мас.%:
Хромитовая руда - 40-65
Оксид железа - 9-22
Сульфат магния - 8-14
Алюминий или сплав алюминия и кремния - 10-14
Суперпластификатор С-3 - 0,0-11,9
Инициатор (NH4Cl или смесь аммонийсодержащего компонента с галогенидами Са, Mg, Al) - 0,1-0,9
Модификатор (кианит, силлиманит или их смесь) - 2,0-20,0
Способ затворения этой смеси заключается в перемешивании порошкообразных компонентов с требуемым количеством воды.
Полученный таким образом кладочный раствор используют при футеровке цементных печей, печей спекания, кальцинации и др. с рабочей температурой 900-1800oС. При достижении температуры разогрева печи порядка 900oС в швах кладки происходит самовозгорание и начинается процесс СВС-горения (самораспространяющийся высокотемпературный синтез). Расплав материалов, образующихся в волне СВС, пропитывает поверхностные слои рядом лежащих хромитовых или хромитопериклазовых огнеупоров на глубину 0,1-0,5 мм и сваривает их в монолит. Огнеупорность мертеля после обжига в волне СВС составляет 1780oС, а термостойкость - до 60 воздушных теплосмен.
К недостаткам известной огнеупорной смеси следует отнести ограниченное применение этих смесей только для хромитовых или хромитопериклазовых огнеупоров, отсутствие химической стойкости к воздействию расплавов металлов и шлаков при прямом их контакте, а также довольно высокую сложность композиции (многокомпонентность), что создает определенные трудности для широкого ее практического применения.
Наиболее близкими к заявленным изобретениям по технической сущности и достигаемому результату являются огнеупорная композиция (смесь) и способ ее затворения, описанные в патенте 876353, 1961. Смесь включает порошкообразный алюминий - восстановитель и окислитель, например диоксид кремния, а также (в качестве связующего) глиноземистый цемент в количестве 25-50% от массы композиции. Способ затворения данной известной смеси заключается в перемешивании компонентов с водой, содержащей 1,5 мас.ч. гуммиарабика и 0,5 мас.ч. дубильной кислоты.
Недостатками данной известной огнеупорной смеси являются невысокая активность в экзотермическом синтезе и низкая адгезия к обрабатываемым этой смесью поверхностям огнеупорных материалов.
Задачей изобретения является создание простой и недорогой смеси для ее использования применительно к алюмосиликатным огнеупорам, способной к высокотемпературному синтезу (СВС) при нагревании до 750-850oС и обеспечивающей материалу после окончания процесса СВС высокие эксплуатационные характеристики: химическая и эрозионная стойкость при прямом контакте с агрессивными высокотемпературными средами, износоустойчивость при механических (особенно абразивной природы) воздействиях.
Задачей изобретения является также создание огнеупорной смеси многоцелевого назначения, что позволяет использовать смесь как для проведения кладочных, футеровочных и ремонтных работ, так и в качестве защитно-упрочняющего покрытия на рабочие поверхности футеровок высокотемпературных агрегатов или отдельных штучных и фасонных огнеупорных изделий с алюмосиликатной основой.
Задачей изобретения является также разработка способа затворения огнеупорной смеси, который позволяет повысить адгезионное сцепление огнеупорной смеси с обрабатываемыми поверхностями алюмосиликатных огнеупоров.
Решение поставленной задачи достигается тем, что предлагаемая огнеупорная смесь, включающая окислитель - диоксид кремния, восстановитель - порошкообразный алюминий, а также глиноземистый цемент, в качестве глиноземистого цемента содержит высокоглиноземистый цемент марки ВГЦ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Диоксид кремния - 32-45
Алюминий - 29-35
Цемент марки ВГЦ - 10-20
Предлагаемая огнеупорная смесь может дополнительно содержать золу-унос в количестве 0-16 мас.ч., оксид алюминия в количестве 0-10 мас.ч. и шамотный порошок в количестве 0-18 мас.ч.
Решение поставленной задачи достигается также предлагаемым способом затворения огнеупорной смеси, включающей окислитель - диоксид кремния, восстановитель - порошкообразный алюминий, а также глиноземистый цемент, путем ее перемешивания в присутствии воды, в котором предлагаемую огнеупорную смесь перемешивают с жидким стеклом при массовом соотношении (1-1,5):1.
В предлагаемом способе используют промышленное жидкое стекло (ГОСТ РФ 13078-81) с плотностью 1,45-1,47 г/см3 и составом по массе: SiO2 - 29,6-30,5%, Na2O - 10,6-11,0%, остальное - вода.
В предлагаемой огнеупорной смеси (шихте) использовались вещества со следующими характеристиками:
1. Диоксид кремния - тонкодисперсный песок (менее 100 мкм) марки С-070-1 с содержанием SiO2 98,3%. Можно использовать и другие марки молотого песка.
2. Алюминиевый порошок с размером частиц менее 50 мкм.
3. Цемент марки ВГЦ с содержанием Аl2О3 от 70 до 75%.
4. Зола-унос со сверхтонкой дисперсностью (≤10 мкм) и с составом: SiO2 - 56,5%, Аl2О3 - 26,63%, Fе2O3 - 10,47%, CaO - 2,5%, MgO - 1,4% и др. В нашем случае использовалась зола-унос с ТЭЦ-22 (г. Москва).
5. Окись алюминия (Аl2О3) любой марки с дисперсностью не более 100 мкм.
6. Шамотный порошок (алюмосиликат с содержанием Аl2О3 от 28 до 45%).
Полученная при затворении смеси жидковязкая шликерная композиция наносится тонким слоем (порядка 1,5-3,0 мм) на рабочую поверхность основы. При естественном высыхании (порядка 1-2 часов) еще до низкотемпературного обжига в режиме СВС-процесса используемый раствор получает достаточную конструкционную прочность. Окончательные эксплуатационные свойства материал футеровочного покрытия либо шва кладки приобретает при прогреве теплового агрегата в процессе его технологической сушки. При достижении температуры разогрева футеровки теплового агрегата порядка 750-850oС в материале покрытия и/или в швах кладки инициируется процесс безгазового горения (СВС-процесс), который распространяется в виде волны направленного горения по слою нанесенной огнеупорной смеси. Синтез новых оксидно-керамических структур муллитового типа (3Аl2О3•2SiO2) происходит в зоне волны горения при температурах 1600-1700oС за времена порядка 10-3 с. Синтез сопровождается плавлением мелкодисперсного порошка алюминия, так, что некоторая часть расплава проникает в поверхностные слои материала основы, особенно при наличии в нем открытой пористости. За счет этого эффекта происходит сваривание слоя покрытия или кладочного шва с алюмосиликатным материалом основы, что обеспечивает сцепление их в монолит. Немаловажное значение при этом имеет факт практически полного совпадения коэффициентов линейного и объемного расширения материалов огнеупорной основы и образующегося в волне СВС оксидно-керамического покрытия, что обеспечивает долговременное их сцепление без возникновения напряжений в процессе функционирования теплового агрегата.
Полученные экспериментально результаты показали, что добавление в шихту оксида алюминия способствует образованию муллитовых структур в материале в процессе СВС и снижает температуру инициирования этого процесса.
Добавление в состав смеси золы-уноса также снижает температуру инициирования волны СВС за счет содержащихся в составе золы окислов металлов: Аl2O3, Fе2O3, MgO и др. (вплоть до температуры плавления частиц алюминия (660oС)).
Помимо описанного процесса самообразования защитно-упрочняющего покрытия или керамического материала шва футеровки в ходе начала эксплуатации тепловых агрегатов широкое применение может найти предварительное нанесение покрытий на штучные и фасонные огнеупорные изделия в процессе их заводского изготовления или при проведении подготовительного этапа футеровочных работ в самом теплоагрегате. В этом случае СВС-процесс в наносимом на изделие материале обеспечивается при низкотемпературном обжиге в любых нагревательных печах с контролируемым режимом нагрева (скорость нагрева 5-10oС/мин).
Техническим результатом данного изобретения является существенное увеличение (в несколько раз) ресурса работы футеровок тепловых агрегатов, работающих в условиях воздействия статических и динамических высокотемпературных нагрузок. Для штучных и фасонных огнеупорных изделий нанесение из заявленной смеси защитно-упрочняющих покрытий позволяет перевести их по своим свойствам в класс высокоогнеупорных материалов.
Возможность реализации предлагаемого изобретения иллюстрируется примерами их конкретного практического применения, которые приведены в табл. 1, 2 и 3.
В дополнение к этим примерам можно указать, что образцы из ячеистого СВС-бетона, покрытые снаружи слоем толщиной 2-3 мм из предлагаемой огнеупорной смеси (состав 4 в табл.1), помещенные в агрессивную химическую среду (кислотно-щелочная природа), не изменили свои физико-механические характеристики, несмотря на круглосуточное трехмесячное пребывание в условиях активного химического воздействия на них.
Приведенные примеры достаточно убедительно демонстрируют высокие эксплуатационные качества футеровок и покрытий, изготовленных из предлагаемой огнеупорной смеси. Сама композиция огнеупорной смеси проста в изготовлении и абсолютно доступна для любого потребителя по ассортименту предлагаемых компонентов.

Claims (2)

1. Огнеупорная смесь, включающая окислитель - диоксид кремния, восстановитель - порошкообразный алюминий, а также глиноземистый цемент, отличающаяся тем, что в качестве глиноземистого цемента она содержит высокоглиноземистый цемент марки ВГЦ при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Диоксид кремния - 32-45
Алюминий - 29-35
Цемент марки ВГЦ - 10-20
2. Огнеупорная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золу-унос 0-16 мас. ч. , оксид алюминия 0-10 мас. ч. и шамотный порошок 0-18 мас. ч.
3. Способ затворения огнеупорной смеси, включающей окислитель - диоксид кремния, восстановитель - порошкообразный алюминий, а также глиноземистый цемент, путем перемешивания смеси в присутствии воды, отличающийся тем, что огнеупорную смесь по п. 1 или 2 перемешивают с жидким стеклом при массовом соотношении (1-1,5): 1.
RU2002104347/03A 2002-02-20 2002-02-20 Огнеупорная смесь и способ ее затворения RU2211200C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104347/03A RU2211200C1 (ru) 2002-02-20 2002-02-20 Огнеупорная смесь и способ ее затворения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104347/03A RU2211200C1 (ru) 2002-02-20 2002-02-20 Огнеупорная смесь и способ ее затворения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2211200C1 true RU2211200C1 (ru) 2003-08-27

Family

ID=29246408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002104347/03A RU2211200C1 (ru) 2002-02-20 2002-02-20 Огнеупорная смесь и способ ее затворения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2211200C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2303582C2 (ru) * 2005-07-20 2007-07-27 Закрытое акционерное общество "Союзтеплострой" Способ получения сухой огнеупорной керамобетонной массы для футеровки тепловых агрегатов, преимущественно, в цветной металлургии
RU2303581C2 (ru) * 2005-07-20 2007-07-27 Закрытое акционерное общество "Союзтеплострой" Способ получения кладочного раствора для футеровки тепловых агрегатов, преимущественно, в цветной металлургии

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB876353A (en) * 1959-03-19 1961-08-30 Foundry Services Int Ltd Improvements in or relating to exothermic compositions
US3473987A (en) * 1965-07-13 1969-10-21 Du Pont Method of making thin-walled refractory structures
GB1298702A (en) * 1969-11-12 1972-12-06 Foseco Int Exothermic antipiping compositions
US4028122A (en) * 1973-06-18 1977-06-07 Greenewald Jr Herbert Porous refractory shapes
RU2101263C1 (ru) * 1996-02-29 1998-01-10 Акционерное общество закрытого типа "Диагностика аварийных ситуаций" Муллитовый материал для производства огнеупорных изделий, способ изготовления муллитового материала для производства огнеупорных изделий и огнеупорное слоистое изделие
RU2137733C1 (ru) * 1997-01-15 1999-09-20 Акционерное общество закрытого типа "Диагностика аварийных ситуаций" Способ получения упрочняющего покрытия на огнеупорных материалах

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB876353A (en) * 1959-03-19 1961-08-30 Foundry Services Int Ltd Improvements in or relating to exothermic compositions
US3473987A (en) * 1965-07-13 1969-10-21 Du Pont Method of making thin-walled refractory structures
GB1298702A (en) * 1969-11-12 1972-12-06 Foseco Int Exothermic antipiping compositions
US4028122A (en) * 1973-06-18 1977-06-07 Greenewald Jr Herbert Porous refractory shapes
RU2101263C1 (ru) * 1996-02-29 1998-01-10 Акционерное общество закрытого типа "Диагностика аварийных ситуаций" Муллитовый материал для производства огнеупорных изделий, способ изготовления муллитового материала для производства огнеупорных изделий и огнеупорное слоистое изделие
RU2137733C1 (ru) * 1997-01-15 1999-09-20 Акционерное общество закрытого типа "Диагностика аварийных ситуаций" Способ получения упрочняющего покрытия на огнеупорных материалах

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2303582C2 (ru) * 2005-07-20 2007-07-27 Закрытое акционерное общество "Союзтеплострой" Способ получения сухой огнеупорной керамобетонной массы для футеровки тепловых агрегатов, преимущественно, в цветной металлургии
RU2303581C2 (ru) * 2005-07-20 2007-07-27 Закрытое акционерное общество "Союзтеплострой" Способ получения кладочного раствора для футеровки тепловых агрегатов, преимущественно, в цветной металлургии

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2787508B2 (ja) 多孔質耐火物塊体を形成する方法及びかかる方法に使用するための組成物
JP3212600B2 (ja) シアロン基質により結合された耐火性材料及び調製方法
JPH0413308B2 (ru)
WO1990013526A1 (fr) Materiau refractaire
JP2015044734A (ja) セメントを含まない耐火物
US5686028A (en) Process for forming a coherent refractory mass on a surface
RU2211200C1 (ru) Огнеупорная смесь и способ ее затворения
JP3884425B2 (ja) 耐火性修繕材料及びその製造方法
JP3174179B2 (ja) 溶射材
Mukhopadhyay et al. Effect of MgO Grain Size on Thermal Expansion Behavior of Alumina–Magnesia–Carbon Refractory
JPH10101441A (ja) 流し込み耐火物用組成物及びそれを使用した炉壁の形成方法
RU2135432C1 (ru) Торкрет-масса для горячего ремонта огнеупорной кладки камерных печей
US8501650B2 (en) Dry mix for treating refractory substrates and process using same
JP3009815B2 (ja) チタン酸アルミニウム−アルミナ質溶射材
US5295669A (en) Refractory coated iron-based pipe
JP2000263014A (ja) アルミドロス残灰の利用方法及びアルミナマグネシア質キャスタブル耐火物
US265962A (en) James henderson
JPS60161379A (ja) 火炎溶射用耐火材粉末
JP2004168565A (ja) 加熱炉の耐スケール性コーティング材
US271437A (en) Geoege uueyee
JPS6033279A (ja) 耐火性被覆材
JPH0244069A (ja) 塩基性流し込み耐火物
US1042844A (en) Refractory material.
JPS61201674A (ja) 金属精錬炉用溶射材料
JPH0971478A (ja) 流し込み耐火物用組成物及びそれを使用した炉壁の乾燥方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050221