BG65697B1

BG65697B1 - Метод за производство на керамичен огнеупорен материал на основа алуминиев титанат

Info

Publication number: BG65697B1
Application number: BG108735A
Authority: BG
Inventors: Васил ХРИСТОВ
Original assignee: Васил ХРИСТОВ
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2009-07-31
Also published as: BG108735A

Abstract

Методът намира приложение в цветната металургия. Прилага се двустадийна технология на изостатично пресуване и изпичане в камерни газови пещи. Освен основните компоненти в стехиометрично съотношение в материала е включена комбинация от неорганични и органични добавки, която позволява да се получат стабилизиран алуминиев титанат и керамични материали с постоянни технологични свойства, като много добри механични свойства, нисък коефициент на термично разширение, висока термична устойчивост и нисък брак от производството. По метода се синтезира стабилизиран алуминиев титанат с участие на неорганични и органични добавки в количество над 100% от втечнител 0,2-1%, MgO от 0,5 до 6% или шамот (Al2O3 60%, SiO2 40%) от 0,5 до 10%, при температура от 1450 до 1520 градуса С и задръжка при максималната температура от 2 до 6 h. Смила се отново в присъствие на добавки над 100% втечнител 0,2-1%, пластификатор 0,2-1%, поливинилов алкохол 1,0-3%, MgO от 0,5 до 6% и SiO2 от 0,5 до 6% и възврат от 30 до55%. Шликерът се изсушава чрез разпрашително сушене до преспрах 0,4-0,8%, който се насипва в гумени маншони, които се подлагат на вибриране за уплътняване (2,2 kg/m3) и последващо изостатично пресуване при налягане от 700 до 1300 bar на заготовки за леекови тръби, втулки, бушинги. Заготовките се обработват механично на струг до получаване на точни размери на тръбите и керамичните детайли, след което се изпичат във висящо или стоящо състояние при 1480-1550 градуса С със задръжка п

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод за производство на огнеупорен керамичен материал на основата на алуминиев титанат по двустадийната технология на изостатично пресуване и изпичане в камерни газови пещи, който намира приложение за изработването на огнеупори за цветната металургия.

Предшестващо състояние на техниката

Известни са керамични огнеупорни материали на база алуминиев титанат, които съдържат добавки от различни окиси: силициев, магнезиев, манганов, железен, лантанов, итриев и пр., и които се получават по едностадийна или двустадийна технология. Основни недостатъци на тези материали са недобрата възпроизводимост на термичната устойчивост при работни условия на леене на алуминий, както и високата температура на синтез на титаната (1550-1650°С).

Известен е състав на огнеупорен материал на база алуминиев титанат (BG 47563), който освен титанов и алуминиев окис, съдържа още каолин или магнезиев окис или силициев окис, както и лантанов окис и калциев флуорид. Керамиката се получава в два стадия: 1. получаване на титаната чрез мокро хомогенизиране на основните компоненти с добавка на втечнител, магнезиев диоксид или силициев диоксид с последващо изпаряване на шликера в сушилня и накаляване при 1450-1520°С със задържане 2-6 h, и 2. получаване на керамиката чрез мокро смилане на титаната в присъствието на поливинилов алкохол, разпрашаващо сушене, пресуване при налягане 100 МРа и изпичане при температура 1400-1550°С със задръжка 3-5 h. Керамиката се отличава с добри механични, електрически и термични свойства, при което температурите на накаляване и изпичане са понижени.

Техническа същност на изобретението

Проблемът, който се решава с настоящото изобретение е да се създаде метод за производство на огнеупорен керамичен материал на основата на алуминиев титанат, при който керамиката да се отличава с повишен коефициент на термично разширение (КТР), понижена водопоглъщаемост (ВП), повишена механична якост, огнева свиваемост и термоустойчивост.

Методът за производство на огнеупорен керамичен материал на основата на алуминиев титанат, съгласно изобретението, се състои в това, че за синтезирането на алуминиевия титанат, изходните компоненти двуалуминиев триоксид (1,5 micro) и титанов диоксид (1,0 micro) и добавките от втечнител - 0,2-1% и магнезиев оксид - 0,5-6% или шамот - 0,5-10% се хомогенизират мокро в смесител в продължение на 612 h. При тези условия параметрите на масата са: литрово тегло 1600-1800 kg/m³ и вискозитет

1,3-1,8 Е. Шликерът (35-45% W) се прецежда и обезводнява в камерна сушилня до 0,5-2% W, след което се насипва в тигли и се накалява в тунелна пещ при температура 1450-1520°С и задръжка при максималната температура 2-6 h. През втория стадий се получава керамиката, като алуминиевият титанат при участие на магнезиев оксид - 0,5-6% и силициев оксид - 0,5-6% при възврат от механичната обработка 30-55% и добавки от втечнител - 0,2-1%, пластификатор 0,2-1% и поливинилов алкохол (ПВА) -1-3% се смилат в топкова мелница за 45-55 h до среден размер на частиците 2,5 micro. При тези условия параметрите на масата са: литрово тегло 16001800 kg/m³ и вискозитет 1,3-1,8 Е. Шликерът се прецежда и обезводнява в разпрашителна сушилня, при което полученият преспрах (W = 0,3-0,8%) отлежава 48 h, след което се насипва в гумени маншони с метално сърце, уплътнява се чрез вибриране и заготовките се пресуват изостатично на хидравлични преси при налягане 700-1300 bar.

Заготовките се обработват на струг за получаване на точните размери, пробиват се отвори в носещите приставки и се поставят сърцевини от рекристализирал силициев карбид, чрез които заготовките се окачват на вагоните в пещта. Следва изпичане във висящо или стоящо състояние при температура 1480-1550°С със задръжка при максималната температура 2-4 h. Носещите приставки се отделят чрез изрязване с диамантен диск.

Методът съгласно изобретението, позволява получаването на стабилизиран алуминиев титанат и огнеупорен материал с подобрени механични свойства, нисък коефициент на термич2

65697 Bl но разширение, висока термична устойчивост; ниска водопоглъщаемост и нисък брак при работа.

Примери за изпълнение на изобретението

Пример 1. Изходните компоненти двуалуминиев триоксид (56,1 мас. %, 1,5 micro) и титанов диоксид (43,0 мас. % 1,0 micro), заедно с добавките: втечнител (долапикс Р67) - 0,5% и магнезиев оксид - 2,5% се хомогенизират мокро в смесител с бъркачка. Шликерът (36% W) се хомогенизира в продължение на 10 h. Параметрите му са: литрово тегло 1700 kg/m³ и вискозитет 1,8 Е. След прецеждане и сушене в камерна сушилня шликерът (1% W) се насипва в тигли и се накалява при температура 1500°С със задръжка при максималната температура 3 h.

Синтезираният алуминиев титанат при участие на магнезиев оксид - 2,5% и силициев оксид - 2,5% при възврат от механичната обработка 50% и добавки от долапикс Р67, като втечнител - 0,5%, пластификатор (Zusoplast) - 0,4% и поливинилов алкохол (ПВА) (Optipix PAF) 1,5% се смилат в топкова мелница за 48 h до среден размер на частиците 2,5 micro. При тези условия параметрите на масата са: литрово тегло 1700 kg/m³ и вискозитет 1,8 Е. Шликерът се прецежда и обезводнява в разпрашителна сушилня, при което полученият преспрах (W = 0,4%) отлежава 48 h, след което се насипва в гумени маншони с метално сърце, уплътнява се чрез вибриране и заготовките се пресуват изостатично на хидравлична преса модел DIEFENBACHER при налягане 1200 bar.

Заготовките се обработват на струг за получаване на точните размери, пробиват се отвори в носещите приставки и се поставят сърцевини от рекристализирал силициев карбид, чрез ко ито заготовките се окачват на вагоните в пещта. Заготовките се изпичат във висящо състояние при температура 1530°С със задръжка при максималната температура 2 h. Носещите пристав5 ки се отделят чрез изрязване с диамантен диск. Пример 2. По метода от Пример 1 се синтезира алуминиев титанат при добавка в първия стадий на шамот (двуалуминиев триоксид - 60% и силициев диоксид 40 %) - 5%.

о Синтезираният в първия стадий алуминиев титанат при участие на магнезиев оксид - 2,5% и силициев оксид - 2,5% при възврат от механичната обработка 50% и добавки от долапикс Р67, като втечнител - 0,5%, пластификатор 15 (Zusoplast) - 0,4% и поливинилов алкохол (ПВА) (Optipix PAF) -1,5% се смилат в топкова мелница за 48 h до среден размер на частиците 2,5 micro. При тези условия параметрите на масата са: литрово тегло 1700 kg/m³ и вискозитет 1,8 Е. Шли2θ керът се прецежда и обезводнява в разпрашителна сушилня, след което се насипва в гумени маншони с метално сърце, уплътнява се чрез вибриране и заготовките (втулки, бушинги) се пресуват изостатично на хидравлична преса при 25 налягане 1200 bar.

Заготовките се обработват на струг за получаване на точните размери, пробиват се отвори в носещите приставки и се поставят сърцевини от рекристализирал силициев карбид, чрез 2Q които заготовките се окачват на вагоните в пещта. Заготовките се изпичат във висящо състояние при температура 1530°С със задръжка при максималната температура 2 h. Носещите приставки се отделят чрез изрязване с диамантен диск.

В следващата таблица са представени основните свойства на керамичния материал, съгласно примери 1 и 2.

Свойства		Пример 1	Пример 2
Мех.якост-сурово	МРа	4,4	4,5
Мех.якост- изпечено	МРа	25,0	25,0
Огнева свиваемост	%	14	15
водопоглъщаемост	%	1,7	1,8
КТР(25-400°С)	.Ю^град'¹	-0,5	0,2
Термична устойчивост	°C	700	700

Claims

Патентни претенции

1. Метод за производство на керамичен огнеупорен материал от алуминиев титанат по двустадийна технология, при който в първия стадий се синтезира алуминиев титанат от двуалуминиев триоксид и титанов диоксид чрез мокро хомогенизиране с добавяне на втечнител, магнезиев диоксид или силициев диоксид, с последващо изпаряване на шликера в сушилня и накаляване при 1450-1520°С със задържане 2-6 h, а във втория стадий се получава керамиката чрез мокро смилане на титаната в присъствието на поливинилов алкохол, осъществява се разпрашаващо сушене, пресуване и изпичане при температура 1480-1550°С със задръжка 3-5 h, характеризиращ се с това, че при синтеза на титаната се добавя втечнител 0,2-1%, магнезиев ок10 сид 0,5-6% или шамот 0,5-10%, а при получаването на керамиката смилането на титаната е до среден размер на частиците 2,5 микрона, като се добавят втечнител 0,2-1 %, пластификатор 0,25 1% и поливинилов алкохол 1-3%, разпрашаващото сушене е до получаване на преспрах 0,40,8%, който се насипва в гумени маншони, където чрез вибриране се уплътнява до 2,2 kg/m³, след което следва изостатично пресуване на изделията при налягане 700-1300 bar и изпичането е във висящо или стоящо положение.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в носещите приставки на заготовките се пробиват отвори, в които се поставят сърцевини от рекристализирал силициев карбид, с помощта на които заготовките се окачват в пещта за изпичане във висящо положение.