RU2521540C2 - Thermostable ceramic composite - Google Patents
Thermostable ceramic composite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521540C2 RU2521540C2 RU2012144706/02A RU2012144706A RU2521540C2 RU 2521540 C2 RU2521540 C2 RU 2521540C2 RU 2012144706/02 A RU2012144706/02 A RU 2012144706/02A RU 2012144706 A RU2012144706 A RU 2012144706A RU 2521540 C2 RU2521540 C2 RU 2521540C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- ceramic composite
- resistant ceramic
- sol
- refractory
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 37
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052851 sillimanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001536374 Indicator indicator Species 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 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
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008131 herbal destillate Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 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
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области составов огнеупорных материалов, в частности к производству термостойких керамических композитов (огнеупорных масс) для использования в металлургической промышленности в качестве:The invention relates to the field of compositions of refractory materials, in particular to the production of heat-resistant ceramic composites (refractory masses) for use in the metallurgical industry as:
- материала для обработки рабочей поверхности изложниц для разливки стали и поддонов для изложниц;- material for processing the working surface of the molds for casting steel and pallets for the molds;
- облицовочных защитных покрытий для литейных форм, в том числе металлических, в производстве чугунного и стального литья, а также для литейных форм в машиностроительном металлургическом производстве.- facing protective coatings for foundry molds, including metal, in the production of iron and steel castings, as well as for foundry molds in machine-building metallurgical production.
В технике известны композиции, обладающие защитными свойствами в металлургическом производстве от температурного воздействия жидкой стали, чугуна и цветных металлов (аналоги).Compositions are known in the art that have protective properties in the metallurgical industry against the temperature effects of liquid steel, cast iron and non-ferrous metals (analogues).
1. Огнеупорная защитная обмазка для керамических материалов, включающая красный шлам переработки бокситов и затворяющую жидкость, отличающаяся тем, что, с целью повышения адгезии защитной обмазки к поверхности керамических материалов и повышения стойкости к прочности керамических материалов путем снижения их пористости, она дополнительно содержит алюминий и флюсующую добавку при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: алюминий 8,4-15,6, флюсующая добавка 12,0-18,0, затворяющая жидкость 10,0-20,0, красный шлам переработки бокситов - остальное [1].1. Refractory protective coating for ceramic materials, including red bauxite sludge and mixing fluid, characterized in that, in order to increase the adhesion of the protective coating to the surface of ceramic materials and increase the resistance to strength of ceramic materials by reducing their porosity, it additionally contains aluminum and fluxing additive in the following ratio of ingredients, wt.%: aluminum 8.4-15.6, fluxing additive 12.0-18.0, mixing liquid 10.0-20.0, red mud of bauxite processing - the rest [1].
2. Термостойкая паста, включающая хромомагнезитовый порошок, жидкое стекло, едкий натр и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости форм и увеличения срока живучести пасты, она дополнительно содержит глину огнеупорную при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: хромомагнезитовый порошок 72-76, глина огнеупорная 8-10, жидкое стекло (М=2,61-3,0, γ=1,48-1,5 г/см3) 7-10, едкий натр (γ=1,43-1,45 г/см3) 2-3, вода - остальное [2].2. Heat-resistant paste, including chromomagnesite powder, liquid glass, caustic soda and water, characterized in that, in order to increase the stability of forms and increase the shelf life of the paste, it additionally contains refractory clay in the following ratio of ingredients, wt.%: Chromomagnesite powder 72 -76, refractory clay 8-10, liquid glass (M = 2.61-3.0, γ = 1.48-1.5 g / cm 3 ) 7-10, sodium hydroxide (γ = 1.43-1 , 45 g / cm 3 ) 2-3, water - the rest [2].
3. Защитное покрытие, включающее огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и бентонит, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости поддонов и изложниц, оно содержит в качестве огнеупорного наполнителя дистен-силлиманитовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: дистен-силлиманитовый концентрат 32-37, жидкое стекло 43-58, бентонит 10-20 [3].3. A protective coating comprising a refractory filler, liquid glass and bentonite, characterized in that, in order to increase the resistance of pallets and molds, it contains disten-sillimanite concentrate as a refractory filler in the following ratio of ingredients, wt.%: Disten-sillimanite concentrate 32-37, water glass 43-58, bentonite 10-20 [3].
4. Огнеупорное покрытие преимущественно для поддонов и изложниц, содержащее огнеупорный наполнитель, связующую, стабилизирующую и углеродсодержащую добавку, оно содержит в качестве углеродсодержащей добавки лигнин при следующем соотношении компонентов, вес.%: огнеупорный наполнитель 5-20, связующая добавка 0,1-1,0, стабилизирующая добавка 8,1-1,0, лигнин 0,1-5,0, вода 68,0-94,7. [4].4. A refractory coating mainly for pallets and molds, containing a refractory filler, a binder, stabilizing and carbon-containing additive, it contains lignin as a carbon-containing additive in the following ratio of components, wt.%: Refractory filler 5-20, binder additive 0.1-1 , 0, stabilizing additive 8.1-1.0, lignin 0.1-5.0, water 68.0-94.7. [four].
Недостатком известных композиций является пониженная термическая стойкость при воздействии цикличной высокой температуры нагретого металла вследствие образования термически неустойчивых стеклообразных составов.A disadvantage of the known compositions is the reduced thermal stability when exposed to cyclic high temperature of a heated metal due to the formation of thermally unstable glassy compositions.
В качестве прототипа принят наиболее близкий к заявляемой керамической композиции по решаемой технической задаче и сущности принят огнеупорный материал.As a prototype adopted the closest to the claimed ceramic composition for the technical problem and the essence adopted refractory material.
5. Огнеупорное покрытие, содержащее в качестве огнеупорного наполнителя кварцедистеновый продукт при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: кварцедистеновый продукт 45-65, кремнезоль 35-55. При этом кварцедистеновый продукт содержит следующие ингредиенты, мас.%: двуокись кремния 85,6-89,8, окись алюминия 7,1-17,1, двуокись циркония 0,07-0,11, двуокись титана 0,42-0,51, окись железа 0,18-1,21 [5].5. Refractory coating containing quartzedistenic product as a refractory filler in the following ratio of ingredients, wt.%: Quartzedistenic product 45-65, silica sol 35-55. The quartzedystenic product contains the following ingredients, wt.%: Silicon dioxide 85.6-89.8, alumina 7.1-17.1, zirconia 0.07-0.11, titanium dioxide 0.42-0, 51, iron oxide 0.18-1.21 [5].
Недостатком прототипа является пониженная термическая стойкость огнеупорной массы, нанесенной на изложницу и поддон вследствие образования термически неустойчивых стеклообразных фазовых составляющих в результате воздействия цикличной, высокой температуры при разливке жидкого металла.The disadvantage of the prototype is the reduced thermal stability of the refractory mass deposited on the mold and the pallet due to the formation of thermally unstable glassy phase components as a result of exposure to cyclic, high temperature during casting of liquid metal.
Задачей изобретения является создание термостойкой керамической композиции, обеспечивающей достижение цели изобретения - повышенная термическая стойкость огнеупорной массы при воздействии цикличной, высокой температуры в процессе разливки жидкого металла путем образования термически устойчивых составов.The objective of the invention is the creation of a heat-resistant ceramic composition that ensures the achievement of the purpose of the invention is the increased thermal stability of the refractory mass when exposed to cyclic, high temperature during the casting of liquid metal by the formation of thermally stable compositions.
Эта цель достигается тем, что термостойкий керамический композит, включающий огнеупорный наполнитель и связующий компонент, в качестве связующего компонента содержит золь-гель продукт, синтезированный с использованием силиката натрия, а в качестве огнеупорного компонента содержит смесь следующих порошкообразных компонентов: электрокорунда, двуокиси титана пигментной, двуокиси циркония, талька и каолина при следующем соотношении компонентов, мас.%:This goal is achieved in that the heat-resistant ceramic composite, including a refractory filler and a binder component, contains a sol-gel product synthesized using sodium silicate as a binder component, and contains a mixture of the following powder components as electrophoresis: electrocorundum, pigment titanium dioxide, zirconium dioxide, talc and kaolin in the following ratio of components, wt.%:
Порошкообразные компоненты это соли и оксиды химических элементов, различного зернового состава. Используются после помола в бисерных мельницах, а также в виде готовых химических соединений.Powdered components are salts and oxides of chemical elements of various grain composition. They are used after grinding in bead mills, as well as in the form of finished chemical compounds.
Термостойкий керамический композит получают смешиванием порошкообразных компонентов в приведенном соотношении с жидким золь-гель продуктом. Термостойкий керамический композит представляет собой многокомпонентную однородную массу светло-бежевого цвета.Heat-resistant ceramic composite is obtained by mixing powdered components in the ratio with a liquid sol-gel product. Heat-resistant ceramic composite is a multicomponent homogeneous mass of light beige color.
Взаимодействие компонентов в приведенном соотношении определяет свойства термостойкого керамического композита.The interaction of the components in the given ratio determines the properties of the heat-resistant ceramic composite.
Первичный каолин - глина белого цвета разных оттенков, состоящая преимущественно из каолинита. Каолинит - основной силикат алюминия. Химическая формула каолинита - Al2[OH]2Si2O5, огнеупорность 1730°C. Цвет отмученного каолина - белый. Электрокорунд имеет формулу Al2O3, Двуокись титана пигментная (диоксид титана - TiO2), двуокись циркония (ZrO2). Тальк минерал подкласса слоистых силикатов, Mg3[Si4O10](OH)2. Обеспечивает высокую укрывистость композита при нанесении на изделие.Primary kaolin - white clay of various shades, consisting mainly of kaolinite. Kaolinite is the main aluminum silicate. The chemical formula of kaolinite is Al 2 [OH] 2 Si 2 O 5 , refractoriness 1730 ° C. The color of the strained kaolin is white. Electrocorundum has the formula Al 2 O 3 , titanium dioxide pigment (titanium dioxide - TiO 2 ), zirconium dioxide (ZrO 2 ). Talc is a mineral of the subclass of layered silicates, Mg 3 [Si 4 O 10 ] (OH) 2 . Provides high hiding power of the composite when applied to the product.
В дисперсном состоянии твердые компоненты в композите образуют структуру в виде каркаса. При взаимодействии всех компонентов коллоидная система переходит в гель. Золь-гель продукт синтезированный с использованием силиката натрия NaSiO4 образуют предельно высокодисперсные коллоидные растворы (гидрозоли).In the dispersed state, the solid components in the composite form a skeleton structure. With the interaction of all components, the colloidal system becomes gel. The sol-gel product synthesized using sodium silicate NaSiO 4 form extremely fine colloidal solutions (hydrosols).
В золь-гель процессе получают материал со структурой, обладающий высокой гомогенностью (вплоть до молекулярного уровня), что характеризует термостойкий керамический композит как материал, полученный по золь-гель технологии.In the sol-gel process, a material with a structure that has high homogeneity (up to the molecular level) is obtained, which characterizes the heat-resistant ceramic composite as a material obtained by the sol-gel technology.
Термостойкий керамический композит, нанесенный на поверхность металлургической разливочной посуды, в процессе нагревания (сушка) при относительно низкой температуре превращается в монолитный композит. Температура плавления монолитного композита в заявленном соотношении компонентов составляет 1800°C.A heat-resistant ceramic composite deposited on the surface of a metallurgical casting ware, during heating (drying) at a relatively low temperature, turns into a monolithic composite. The melting point of the monolithic composite in the claimed ratio of the components is 1800 ° C.
Термостойкий керамический композит в виде минерализованного раствора является самотвердеющей композицией. В процессе формования и сушки усадка материала практически отсутствует. В растворе при увеличении концентрации твердых частиц образуется неразрушающийся, деформируемый под действием теплосмен каркас.Heat-resistant ceramic composite in the form of a mineralized solution is a self-hardening composition. In the process of molding and drying, material shrinkage is practically absent. In solution, with an increase in the concentration of solid particles, a non-destructible, deformed under the influence of heat exchange frame is formed.
Композиционный материал, состоит из нескольких фаз с четкой межфазной границей. Система содержат усиливающие элементы (твердые частицы) с различным отношением длины к сечению (что и создает упрочняющий эффект), погруженные в полимерную матрицу. Удельные механические характеристики композита (нормированные на плотность) заметно выше, чем у исходных компонентов. Именно благодаря усиливающему эффекту композит отличаются высокой механической пластичностью и термостойкостью.Composite material consists of several phases with a clear interphase boundary. The system contains reinforcing elements (solid particles) with a different ratio of length to cross section (which creates a strengthening effect) immersed in a polymer matrix. The specific mechanical characteristics of the composite (normalized to density) are noticeably higher than that of the initial components. Due to the reinforcing effect, the composite is characterized by high mechanical ductility and heat resistance.
Термостойкий керамический композит характеризуется высокими механическими свойствами, термической и химической стабильностью. Алюмосиликат значительно улучшает механические свойства полимера.Heat-resistant ceramic composite is characterized by high mechanical properties, thermal and chemical stability. Aluminosilicate significantly improves the mechanical properties of the polymer.
При диспергировании резко возрастает поверхностная активность вещества в твердом состоянии и скорость физико-химического взаимодействия компонентов. Скорость такого взаимодействия пропорциональна величине поверхности. Чем тоньше структура вещества, тем быстрее оно растворяется или тем быстрее протекают твердотельные реакции.During dispersion, the surface activity of a substance in a solid state and the rate of physicochemical interaction of components sharply increase. The speed of this interaction is proportional to the size of the surface. The finer the structure of a substance, the faster it dissolves or the faster solid-state reactions proceed.
Термостойкий керамический композит как самотвердеющее связующее обеспечивает тонкие клеевые швы между склеиваемыми деталями конструкций того же фазового состава, что и детали или изделия, превращая их в единый монолит, что важно в большинстве технологических процессов, в том числе при ремонте футеровок термических печей, изготовлении большемерных изделий или изделий сложной конфигурации.The heat-resistant ceramic composite as a self-hardening binder provides thin adhesive joints between the glued parts of structures of the same phase composition as the parts or products, turning them into a single monolith, which is important in most technological processes, including when repairing linings of thermal furnaces, manufacturing large-sized products or products of complex configuration.
Использование покрытий и обмазок, изготовленных с использованием термостойкого керамического композита, увеличивает срок службы металлургической технологической разливочной посуды, графитированных электродов, графитсодержащих материалов. Покрытие можно наносить методом окунания, распыления или намазывания. Обжиг покрытия производится в процессе эксплуатации металлургического оборудования.The use of coatings and coatings made using a heat-resistant ceramic composite increases the service life of metallurgical technological casting utensils, graphite electrodes, and graphite-containing materials. The coating can be applied by dipping, spraying or spreading. The coating is fired during the operation of metallurgical equipment.
При обезвоживании в процессе сушки и обжига термостойкий керамический композит образует устойчивую огнеупорную пластичную, термостойкую, монолитную массу с блестящей поверхностью, которая защищает металлическую поверхность или другое изделие от воздействия высокой температуры жидкого металла, газовой и воздушной среды.When dehydrated during drying and firing, the heat-resistant ceramic composite forms a stable refractory plastic, heat-resistant, monolithic mass with a shiny surface that protects the metal surface or other product from the effects of high temperature of liquid metal, gas and air.
Пример осуществления термостойкого керамического композита.An example implementation of a heat-resistant ceramic composite.
В условиях производственного участка ООО «Синтез-Плюс» получен термостойкий керамический композит из следующих материалов, взятых в следующем соотношении, мас.%:In the conditions of the production site of Synthesis-Plus LLC, a heat-resistant ceramic composite was obtained from the following materials, taken in the following ratio, wt.%:
Для приготовления термостойкого керамического композита исходные материалы измельчают в бисерных мельницах или используют в виде готовых химических соединений. Термостойкий керамический композит получен по золь-гель технологии путем смешивания диспергированных порошкообразных компонентов, воды и жидкого связующего (золь-гель продукта, полученного с использованием силиката натрия растворимого). Процесс провели в автоклаве с быстроходным импеллером под давлением 5 атм.To prepare a heat-resistant ceramic composite, the starting materials are ground in bead mills or used in the form of ready-made chemical compounds. Heat-resistant ceramic composite obtained by sol-gel technology by mixing dispersed powdered components, water and a liquid binder (sol-gel product obtained using soluble sodium silicate). The process was carried out in an autoclave with a high-speed impeller under a pressure of 5 atm.
Термостойкий керамический композит представляет собой многокомпонентную, однородную массу (суспензию), терракотового цвета. Обобщенные технические показатели термостойкого керамического композита.Heat-resistant ceramic composite is a multicomponent, homogeneous mass (suspension), terracotta color. Generalized technical indicators of heat-resistant ceramic composite.
Составы термостойкого керамического композита (мас.%), принятые для испытания, и результат испытания в условиях разливки мартеновской стали в изложницы приводятся в таблице.The compositions of the heat-resistant ceramic composite (wt.%), Accepted for testing, and the test result under the conditions of casting open-hearth steel in the molds are given in the table.
Минимальный расход изложниц получен при использовании термостойкого керамического композита по варианту №2. Оптимальный состав термостойкого керамического композита соответствует второму варианту. Как показало опробование, при количестве компонентов меньше или больше, чем в приведенном составе термостойкого керамического композита расход изложниц существенно не снижается.The minimum consumption of molds was obtained using a heat-resistant ceramic composite according to option No. 2. The optimal composition of the heat-resistant ceramic composite corresponds to the second option. As testing showed, when the number of components is less or more than in the above composition of the heat-resistant ceramic composite, the consumption of molds does not significantly decrease.
При использовании запредельных составов с минимальными и максимальными значениями содержания компонентов износ изложниц соответствовал значениям при обычной работе.When using transcendent compositions with minimum and maximum values of the content of components, the wear of the molds corresponded to the values during normal operation.
Применение термостойкого керамического композита в промышленных условиях обеспечивает снижение расхода изложниц и поддонов для разливки стали в 1,6 раза.The use of heat-resistant ceramic composite in industrial conditions reduces the consumption of molds and pallets for casting steel 1.6 times.
В условиях ООО «Синтез-Плюс» в процессе опытно-промышленного опробования обозначение термостойкого керамического композита в технической документации состоит из наименования материала (ТКК), максимальной рабочей температуры и номера технических условий: ТКК-1800 ТУ 1526-003-53847363.In the conditions of Sintez-Plus LLC in the process of pilot testing, the designation of a heat-resistant ceramic composite in the technical documentation consists of the name of the material (TKK), the maximum working temperature and the number of technical conditions: TKK-1800 TU 1526-003-53847363.
Термостойкий керамический композит обеспечивает получение качественной поверхности слитков, защиту разливочной посуды от образования трещин, раковин и увеличивает срок их эксплуатации.Heat-resistant ceramic composite provides a high-quality surface of the ingots, protects the casting dishes from the formation of cracks, sinks and increases their service life.
Термостойкий керамический композит может использоваться в металлургической промышленности в качестве компонента огнеупорных смесей для металлургических агрегатов, керамического клея для периклазохромитовых, шамотных и других огнеупоров при укладке футеровок металлургических агрегатов, а также для защиты металлических конструкций от высокотемпературной коррозии.Heat-resistant ceramic composite can be used in the metallurgical industry as a component of refractory mixtures for metallurgical units, ceramic glue for periclase-chromite, chamotte and other refractories when laying the lining of metallurgical units, as well as to protect metal structures from high-temperature corrosion.
Испытание термостойкого керамического композита, проведенные на металлургических предприятиях, показали на значительный экономический эффект за счет повышения стойкости металлургической технологической посуды по сравнению с известными керамическими огнеупорами.Tests of a heat-resistant ceramic composite, conducted at metallurgical enterprises, showed a significant economic effect by increasing the durability of metallurgical processing utensils in comparison with the known ceramic refractories.
Использование термостойкого керамического композита позволяет:The use of heat-resistant ceramic composite allows you to:
- снизить затраты на производство стальных слитков;- reduce the cost of production of steel ingots;
- сократить эксплуатационные затраты;- reduce operating costs;
- увеличить срок службы металлургической литейной посуды, графитированных электродов и т.д.;- increase the service life of metallurgical foundry, graphite electrodes, etc .;
- увеличить стойкость изделий и архитектурных памятников в неблагоприятных атмосферных условиях.- increase the durability of products and architectural monuments in adverse atmospheric conditions.
Термостойкий керамический композит обеспечивает:Heat-resistant ceramic composite provides:
- снижение затрат в основном металлургическом производстве;- cost reduction in the main metallurgical industry;
- увеличение сроков эксплуатации металлургической технологической посуды и сокращение затрат на ее ремонт и изготовление.- increase the life of metallurgical technological utensils and reduce the cost of its repair and manufacture.
Испытание термостойкого керамического композита, проведенные на металлургических предприятиях, показали на значительный экономический эффект за счет повышения стойкости металлургической посуды по сравнению с известными огнеупорными защитными композитами.Tests of heat-resistant ceramic composite, carried out at metallurgical enterprises, showed a significant economic effect due to the increased resistance of metallurgical utensils in comparison with the known refractory protective composites.
Аналоги изобретенияAnalogs of the invention
1. А.с. №937107, 18.06.80, B22D 41/02. Огнеупорная защитная обмазка.1. A.S. No. 937107, 06/18/80, B22D 41/02. Refractory protective coating.
2. А.с. 937098, 09.04.80, В22С 3/00. Термостойкая паста.2. A.S. 937098, 09.04.80, B22C 3/00. Heat resistant paste.
3. А.с. №850208, 09.08.79, В22С 3/00. Защитное покрытие.3. A.S. No. 850208, 09.08.79, B22C 3/00. Protective covering.
4. А.с. №763033, 21.10.78, B22D 7/0. Огнеупорное покрытие.4. A.S. No. 763033, 10.21.78, B22D 7/0. Refractory coating.
5. А.с. №944731, 13.10.80, В22С 3/00. Защитное покрытие.5. A.S. No. 944731, 13.10.80, B22C 3/00. Protective covering.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012144706/02A RU2521540C2 (en) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Thermostable ceramic composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012144706/02A RU2521540C2 (en) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Thermostable ceramic composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012144706A RU2012144706A (en) | 2014-04-27 |
| RU2521540C2 true RU2521540C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=50515225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012144706/02A RU2521540C2 (en) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Thermostable ceramic composite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2521540C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604163C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Parting coating for casting moulds |
| RU2812422C1 (en) * | 2023-05-03 | 2024-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Release coating for casting moulds |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1740094A1 (en) * | 1989-03-13 | 1992-06-15 | Производственное Объединение "Завод Им.Малышева" | Heat-insulating coat for casting moulds |
| EP0649356B1 (en) * | 1993-05-17 | 1996-11-27 | Hüttenes-Albertus Chemische-Werke GmbH | Black wash for producing mould coatings |
| RU2006134247A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Дробышевский Павел Александрович (RU) | HEAT RESISTANT CERAMIC COMPOSITE |
| RU2453391C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Antipenetration and low-conductivity coating for moulds of centrifugal casting |
-
2012
- 2012-10-19 RU RU2012144706/02A patent/RU2521540C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1740094A1 (en) * | 1989-03-13 | 1992-06-15 | Производственное Объединение "Завод Им.Малышева" | Heat-insulating coat for casting moulds |
| EP0649356B1 (en) * | 1993-05-17 | 1996-11-27 | Hüttenes-Albertus Chemische-Werke GmbH | Black wash for producing mould coatings |
| RU2006134247A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Дробышевский Павел Александрович (RU) | HEAT RESISTANT CERAMIC COMPOSITE |
| RU2453391C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Antipenetration and low-conductivity coating for moulds of centrifugal casting |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604163C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Parting coating for casting moulds |
| RU2812422C1 (en) * | 2023-05-03 | 2024-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Release coating for casting moulds |
| RU2840549C1 (en) * | 2024-11-22 | 2025-05-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет | Parting coating for casting metal moulds |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012144706A (en) | 2014-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2167434B1 (en) | Azs refractory composition | |
| CN102421548B (en) | Dispersion, slurry and method for producing casting molds for precision casting using said slurry | |
| CN103664205B (en) | Thermal shock-resistant low-expansion andalusite castable | |
| CN104496493B (en) | A kind of high temp durable composite aluminum magnesium green brick and preparation method thereof | |
| KR20200014376A (en) | Insulation products for the production of insulating materials or for the refractory industry, the corresponding insulating materials and products and their use | |
| CN108298963A (en) | A kind of high temperature corundum-mullite refractory slab and preparation method thereof | |
| US12104256B2 (en) | Chemical method to decrease oxide scale generation in hot rolling | |
| CN105693289A (en) | Glaze-crawling-proof protection coating for immersion type water gap slag line and preparation method of glaze-crawling-proof protection coating | |
| CN109369196A (en) | A kind of quartz ramming material for induction furnace and preparation method thereof | |
| CN1391540A (en) | Insulating refractory material | |
| CN103819206A (en) | Zirconium mullite red brick and preparation technology thereof | |
| CN100410204C (en) | A tundish breathable brick and its preparation method | |
| RU2521540C2 (en) | Thermostable ceramic composite | |
| RU2515144C1 (en) | Liquid refractory composition | |
| JP7389042B2 (en) | Coating composition and method for producing the same | |
| RU2358827C1 (en) | Suspension for manufacturing of ceramic shell moulds into foundring by dispensable pattern | |
| CN102531641A (en) | Sintered compact aluminium oxide refractory product | |
| EP3464488B1 (en) | Refractory coating material containing low biopersistent fibers and method for making the same | |
| RU2453391C1 (en) | Antipenetration and low-conductivity coating for moulds of centrifugal casting | |
| RU2098220C1 (en) | Mixture and method for manufacturing casting ceramic cores | |
| JP2874831B2 (en) | Refractory for pouring | |
| RU2596233C1 (en) | Fire-resistant gunning mass | |
| CN106631064A (en) | High-strength flue cover board brick and preparation method thereof | |
| CN115286403B (en) | Heated self-flowing quick repair dry powder and preparation method thereof | |
| US20050233084A1 (en) | Method for treating a contact surface for a mullite-based refractory recipient, and a coating made with this method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171020 |