CS219969B1

CS219969B1 - Plastic refractory and method of its preparation

Info

Publication number: CS219969B1
Application number: CS327881A
Authority: CS
Inventors: Dusan Havlin; Josef Krupansky; Oldrich Sramek
Original assignee: Dusan Havlin; Josef Krupansky; Oldrich Sramek
Priority date: 1981-05-04
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Plastická žárovzdorná hmota a způsob její přípravy. Účelem vynálezu je zabezpečení vyzdívek pecních tunelových vozů a výdusků žlabů vysokých pecí, hmotou zajišťující vyšší odolnost při prudkých změnách teploty. Uvedeného účelu se dosáhne plastickou žárovzdornou hmotou, sestávající z 10 až 60 hmotnostních procent lupkového úletu 1 až 20 hmotnostních procent bentonitu s 60 až 95 hmotnostními procenty montmorillonitu, 1 až 20 hmotnostních procent kyseliny fosforečné, 30 až 80 hmotnostních procent žárovzdorného lupku s max. zrnitostí do 5 mm, 1 až 20 hmotnostních procent kaolinu nebo kaolinitického jílu a 5 až 20 hmotnostních procent plastifikační přísadyPlastic refractory material and method of its preparation. The purpose of the invention is to provide linings of furnace tunnel cars and exhausts of blast furnace troughs with a material ensuring higher resistance to sudden temperature changes. The stated purpose is achieved by a plastic refractory material consisting of 10 to 60 weight percent of shale drift, 1 to 20 weight percent of bentonite with 60 to 95 weight percent of montmorillonite, 1 to 20 weight percent of phosphoric acid, 30 to 80 weight percent of refractory shale with a maximum grain size of up to 5 mm, 1 to 20 weight percent of kaolin or kaolinitic clay and 5 to 20 weight percent of a plasticizing additive

Description

Vynález se týká plastické žárovzdorné hmoty a způsobu její přípravy.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic refractory material and to a process for its preparation.

V současné době se vyzdívky pecních tunelových vozů provádí z různých typů šamotových tvarovek. Velkou nevýhodou tohoto způsobu je pracnost vyzdívání. Další nevýhodou je nutnost oprav vyzdívky tunelového vozu po každém průchodu pecí. Při nerovnoměrném zahřívání a chlazení dosud používaných žárovzdorných hmot dochází k pnutí, které vede k tvorbě trhlin, které tyto hmoty postupně znehodnocují. Rovněž dosud prováděné vyzdívky — výdusky žlabů vysokých pecí ať už dosacími hmotami na bázi dehtů a smol, anebo pomocí uhlíkových bloků jsou nevýhodné, a to jednak pro nedostatečnou trvanlivost a jednak pro zvýšené náklady na dovoz a údržbu. Předmětné dusací hmoty jsou nižší pevnosti, a proto méně odolné proti mechanickému poškození.At present, the furnace tunnel lining is made of various types of fireclay fittings. A great disadvantage of this method is the laborious lining. Another disadvantage is the necessity of repairing the lining of the tunnel vehicle after each passage of the furnace. Uneven heating and cooling of the refractory materials used hitherto leads to stress, which leads to the formation of cracks, which gradually destroy the materials. The lining of blast furnace gutters made by tar and pitch based materials or by means of carbon blocks is also disadvantageous, both for insufficient durability and for increased import and maintenance costs. The subject ramming materials are of lower strength and therefore less resistant to mechanical damage.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje plastická žárovzdorná hmota a způsob její výroby podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že sestává z 10 až 60 hmotnostních procent lupkového úletu, 1 až 20· hmotnostních procent bentonitu s 60 až 95 hmotnostními procenty montmorillonitu, 30· až 80 hmotnostních procent žárovzdorného lupku s maximální zrnitostí do 5 mm, 1 až 20' hmotnostních procent kaolinu nebo kaolinitického jílu a 5 až 20 hmotnostních procent plastifikační přísady, případně 10 až 30 hmotnostních procent mletého grafitu a 10 až 30 hmotnostních procent minerálních vláken. Kyselina fosforečná při teplotě 10' až 100 °C rozpouští za přítomnosti plastifikační přísady montmorillonitickou složku bentonitu, načež takto vytvořený fosfátový tmel spolu s kaolinem nebo kaollnitickým jílem, případně s mletým grafitem a minerálními vlákny obalí a spojí žárovzdorný lupek a lupkový úlet.The aforementioned drawbacks are overcome by the plastic refractory mass and the process according to the invention, which consists of 10 to 60% by weight of flaking drift, 1 to 20% by weight of bentonite with 60 to 95% by weight of montmorillonite, 30 to 80% by weight of bentonite. weight percent refractory shale with a maximum grain size of up to 5 mm, 1 to 20 weight percent kaolin or kaolinitic clay and 5 to 20 weight percent plasticizer, optionally 10 to 30 weight percent ground graphite and 10 to 30 weight percent mineral fibers. Phosphoric acid dissolves the montmorillonite component of bentonite in the presence of the plasticizer in the presence of a plasticizer, whereupon the phosphate sealant thus formed together with kaolin or kaolithic clay, optionally with ground graphite and mineral fibers, encapsulates and combines the refractory flake and flak drift.

Výhodou navržené plastické hmoty je téměř nulová dilatace při opakovaných výpalech, a proto v ní, na rozdíl od jiných žárovzdorných hmot nevznikají při nerovnoměrném zahřívání a chlazení pnutí, znehodnocující například vyzdívky pecních tunelových vozů. Další výhodou plastické žárovzdorné hmoty podle vynálezu je její vyšší pevnost zejména v tlaku oproti běžně používaným dusacím hmotám a žárobetonům. Z tohoto důvodu je také odolnější proti mechanickému poškození. Velkou výhodou navržené hmoty je také to, že se v ní využívá dosud nezpracovávaný lupkový úlet. Pro menší teplotní nároky, například pro podlahy pecních cihlářských vozů s provozní teplotou do 1000 °C lze použít lupků s nižším obsahem hliníku a s vyšším obsahem železa a alkálií, to znamená lupků nižší kvality.The advantage of the proposed plastic is almost zero dilatation during repeated firing, and therefore, unlike other refractory materials, it does not arise during uneven heating and cooling of stresses, such as lining of kiln tunnel wagons. Another advantage of the inventive plastic refractory composition is its higher compressive strength, in particular in compressive strength, compared to commonly used ramming materials and refractory concretes. For this reason, it is also more resistant to mechanical damage. A great advantage of the proposed mass is also that it uses unprocessed flak drift. For lower temperature requirements, for example for brick car kiln floors with an operating temperature of up to 1000 ° C, chips with a lower aluminum content and with a higher content of iron and alkali can be used, i.e. chips of lower quality.

Názorné složení plastické žárovzdorné hmoty je uvedeno v příkladu:The illustrative composition of the plastic refractory is given in the example:

Plastická žárovzdorná hmota pro žárovzdornost 34 sestává z 60 hmotnostních procent žárovzdorného lupku o složení — AlzOj > 32 hmotnostních procent, FezO3 < < 3,5 hmotnostního procenta, FeO < 0,9 hmotnostního procenta, NazO < 0,25 hmotnostního· procenta, K2O < 2 hmotnostní procenta, dále z 3i0 hmotnostních procent lupkového úletu, 7,5 hmotnostních procent kaolinu, 2,5 hmotnostních procent bentonitu, 2,8 hmotnostních procent kyseliny fosforečné a 15 hmotnostních procent plastifikaění přísady, například vody.The refractory plastic for refractory 34 consists of 60 weight percent refractory flake having a composition - Al 2 O 3> 32 weight percent, FezO 3 <<3.5 weight percent, FeO <0.9 weight percent, NazO <0.25 weight percent, K 2 O < 2% by weight, further from 30% by weight of flaking drift, 7.5% by weight of kaolin, 2.5% by weight of bentonite, 2.8% by weight of phosphoric acid and 15% by weight of plasticizing the additive, for example water.

Plastická žárovzdorná hmota podle vynálezu je založena na reakci montmorillonitu a lupkového úletu s kyselinou fosforečnou. Montmorillonit pro svoji nepatrnou velikost krystalů a značný povrch snadno reaguje s kyselinou fosforečnou za tvorby fosforečných skel, které dále reagují s lupkovým úletem za vzniku zpevňující hmoty s velmi nepatrnou tepelnou dilatací, která obsahuje lupková zrna větších rozměrů. Výsledná hmota má teplotní dilatací v rozmezí 0,2 až 0,0 % podle formování a směru měření (na výšku a na šířku). Hmota vyžaduje pomalé sušení a pomalý vzestup teploty do 300 °C při prvním výpalu. Při opakovaném výpalu jsou dilatace plně umrtveny. Po prvním výpalu nepřesáhnou hodnotu 0,2 °/o a hmota nese bez poškození opakované zchlazování vodou z 900 °C na 20 °C. Po sušení má hmota už dostatečnou pevnost.The plastic refractory composition according to the invention is based on the reaction of montmorillonite and flake dust with phosphoric acid. Due to its small crystal size and large surface area, Montmorillonite easily reacts with phosphoric acid to form phosphor glasses, which in turn react with the flake drift to form a firming mass with very low thermal expansion, which contains flake grains of larger dimensions. The resulting mass has a temperature dilatation in the range of 0.2 to 0.0% depending on the forming and measurement direction (portrait and landscape). The mass requires slow drying and a slow temperature rise to 300 ° C at first firing. In case of repeated firing the dilatations are fully dead. After the first firing they do not exceed 0.2 ° / o and the mass bears repeated damage from 900 ° C to 20 ° C without damage. After drying, the mass already has sufficient strength.

Způsob přípravy příkladného složení žáíovzdorné hmoty podle vynálezu spočívá v tom, že žárovzdorný lupek, lupkový úlet a kaolin se za sucha promíchávají. Odděleně se připraví suspenze bentonitu, kyseliny fosforečné a plastifikaění přísady, například vody. Po vytvoření suspense se tato vlije do suché směsi a mícháním se dosáhne stejnoměrně zavlhlé směsi. Kyselina fosforečná působí na pevné komponenty již na chladu za vzniku především aluminofosfátů. Jejich vznik se urychlí zvýšením teploty při míchání do 1.010 °C. Hlavní zpevňující reakce ve směsi probíhají v rozmezí teplot 200 °C až 2000 °C.A method for preparing an exemplary refractory composition according to the invention is to dry blend the refractory flake, the flake drift and the kaolin. Separately, a suspension of bentonite, phosphoric acid, and plasticization of an additive such as water are prepared. After the suspension has been formed, it is poured into the dry mixture and stirring results in a uniformly moist mixture. Phosphoric acid acts on the solid components already in the cold to form mainly aluminophosphates. Their formation is accelerated by increasing the temperature while stirring to 1.010 ° C. The main strengthening reactions in the mixture take place in the temperature range of 200 ° C to 2000 ° C.

Zpevňující účinek produktů této reakce je podmíněn odpařením plastifikaění přísady ze směsi. Tato dovoluje skladování hmoty v plastickém stavu po neomezenou dobu za předpokladu zamezení jejího odpařování.The firming effect of the products of this reaction is conditioned by evaporation of the plasticization of the additive from the mixture. This allows storage of the material in a plastic state for an indefinite period of time, provided that its evaporation is prevented.

Claims

Subject

Claims 1. A plastic refractory containing phosphoric acid, characterized in that it consists of 10 to 00% by weight of flaking drift, 1 to 20% by weight of bentonite with 00 to 95% by weight of montmorillonite, 30 to 80% by weight of refractory shale with a maximum grain size of 5 mm 1 to 20 weight percent of kaolin or kaolinitic clay and 5 to 20 weight percent of plasticizer.

2. A refractory plastics material as claimed in claim 1 comprising 1 to 30 percent by weight of ground graphite and 1 to 30 percent by weight of mineral fibers.

3. Process for preparing a plastic refractory mass according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphoric acid dissolves the montmorillonite component of bentonite in the presence of a plasticizer in the presence of a plasticizer, followed by a phosphate sealant thus formed together with kaolin or kaolinite, optionally with milled it encapsulates and combines refractory flakes and flak drift with graphite and mineral fibers.