PL103649B1 - Sposob wytwarzania korundowych wyrobow ogniotrwalych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania korundowych wyrobów ogniotrwalych, przeznaczonych do budowy pieców przemyslowych. Znany jest sposób wytwarzania rdzeni elektrokorundowych z masy zawierajacej w swoim skladzie elektrokorund w ilosci 95—98% wagowych, tlenek chromu w ilosci 2—5% oraz lepiszcze w postaci zwiazku AI3(OH)8N03, przedstawiony w opisie patentowym ZSRR nr 228585. Proces przygotowania wyrobów polega na wymieszaniu skladników podstawowych, które nastepnie wprowadza sie do wodno-spirytusowego roztworu AI3(OH)BN03, formuje uzyskana mase i suszy poczatkowo w temperaturach rzedu 150°C, a nastepnie 500—600°C w celu usuniecia wody chemicznie zwiazanej.

Inny rodzaj masy ogniotrwalej przedstawiony jest w opisie patentowym ZSRR nr 443852, gdzie masa zawierajaca 40-90% korundu, 3-12% gliny i 5-50% tlenku chlromu wiazana jest 2-6% dodatkiem kwasu ortofosforowego.

Wyroby z tej masy wypala sie w temperaturze 800—1600°C.

Materialy ogniotrwale zawierajace w swoim skladzie kaolin lub gline ogniotrwala posiadaja niska odpornosc korozyjna, wynikajaca z obecnosci w ich strukturze fazy szklistej, latwo rozpuszczalnej w zuzlach, oraz z mniejszej odpornosci korozyjnej mulitu w stosunku do korundu.

Wprowadzenie natomiast jako surowca elektrokorundu, posiadajacego wysoka odpornosc na dzialanie zuzla, nastreczalo do tej pory znacznych trudnosci ze wzgledu na jego niska reaktywnosc i trudnosc w dobrym spieczeniu wyrobów przy stosowaniu znanych technologii. Inna niekorzystna cecha elektrokorundu jako wypelniacza mas ogniotrwalych jest znaczny wspólczynnik rozszerzalnosci cieplnej, obnizajacy odpornosc na zmiany temperatury.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie dotychczasowych wad i niedogodnosci korundowych materialów ogniotrwalych przez opracowanie sposobu wytwarzania wyrobów korundowych zapewniajacego uzyskanie wyrobów wysokich parametrach technicznych, wymaganych w wysokotemperaturowych urzadzeniach termicz¬ nych.

Istota sposobu wedlug wynalazku jest odpowiedni sklad masy wyjsciowej, co zapewnilo maksymalne wykorzystanie pozytywnych cech elektrokorundu z jednoczesnym zneutralizowaniem jego cech niekorzystnych.2 103 649 Sposób wytwarzania korundowych materialów ogniotrwalych wedlug wynalazku z masy zawierajacej elektrokorund, tlenek chromu i lepiszcze fosforanowe polega na tym, ze najdrobniejsza frakcje elektrokorundu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 33—47% wagowych, poddaje sie wspólnemu przemialowi z tlenkiem chromu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm i w ilosci 6,0—20,0% wagowych korzystnie 7,0—10% wagowych, oraz z krzemianem cyrkonu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 0,1—3,0% wagowych. Powyzsze skladniki miesza sie kolejno dokladnie z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 1,0—3,0 mm i w ilosci 30—50% wagowych, a nastepnie z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 0,2—1,0 mm i w ilosci 15—25% wagowych calosci. W dalszej T "Kyjejwoiwi miesza sie mase z lepiszczem fosforanowym w ilosci 2,0—3,5% wagowych w stosunku do suchej masy I ^ lórmujeTz nitej wyroby metoda prasowania pod naciskiem jednostkowym co najmniej 800 kG/cm2. j Uformowane wyroby suszy sie i wypala w temperaturze 1650— 1700°C. | - -hm? » Korzystnie jako lepiszcze fosforanowe stosuje sie kwasny fosforan glinu z dodatkiem bezwodnika kwasu 1 ramowego: o gestosci 1,45—1,60 g/cm3. Dobrze ujednorodniona mJeszanina najdrobniejszej frakcji Alt03, Cr203 i ZrSi04 w zestawieniu z pozostalymi skladnikami zapewnia masie wlasciwa strukture wyjsciowa.

Specjalny dobór skladu ziarnowego masy pozwala na bardzo dobre wypelnienie przestrzeni miedzyziarno- wych, co bezposrednio wplywa na wzrost wytrzymalosci w stanie surowym i parametry wyrobów po wypaleniu.

W czasie wypalania w temperaturze 1650—1700°C AJ2O3 iCr^Oa tworza roztwory stale. Jednoczesnie ZrSi04 rozklada sie, a powstala krzemionka wchodzi w reakcje zAli03 tworzac igielkowaty mulit, który zapewnia wysoka odpornosc mechaniczna i korozyjna osnowy, wraz zCr^Oa. Pozostaly z rozkladu ZrOj sabilizuje wzrost ziarn korundu i mulitu.

Glówna faza krystaliczna utworzona przez roztwór staly a(Ali03 — Cr203) o korzystnej strukturze, oraz wyeliminowanie fazy szklistej sprawiaja, ze wyroby otrzymane sposobem wedlug wynalazku posiadaja nieoczeki¬ wanie wysokie parametry mechaniczne, niska skurczliwosc wtórna i dobra odpornosc na nagle zmiany temperatury. Najwazniejsza jednak zaleta tych wyrobów jest bardzo wysoka odpornosc korozyjna na dzialanie masy szklanej, par i pylów szklarskich zestawów surowcowych, a takze zuzli alkalicznych.

Przyklad I. Frakcje elektrokorundu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 47% poddano wspólnemu przemialowi w mlynie rurowym z tlenkiem chromu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 7% i krzemianem cyrkonu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 1%. Tak przygotowane skladniki wymieszano nastepnie w mie¬ szarce przeciwbieznej z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 1,0—3,0 mm w ilosci 30%, frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 0,2—1,0 mm w ilosci 15%, po czym dodano 2,5% kwasnego fosforanu glinu w stosunku do masy suchej. Z powyzszej masy sypkiej formowano na prasie mechanicznej pod cisnieniem 1000 kp/cm2 prostki o wymiarach 500 x 200 x 150, które nastepnie po wysuszeniu wypalano w temperaturze 1650°C.

Otrzymane wyroby posiadaly nastepujace parametry: — ogniotrwalosc pod obciazeniem — powyzej i700°C; — wytrzymalosc na sciskanie — min. 1400 kG/cm2 — porowatosc - 18-20% — odpornosc na wstrzasy cieplne — min. 9 zmian wodnych.

Przyklad II. Frakcje elektrokorundu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 33% poddano wspólnemu przemialowi w mlynie rurowym z tlenkiem chromu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 6% i krzemianem cyrkonu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 1%. Tak przygotowane skladniki wymieszano nastepnie w mie¬ szarce przeciwbieznej z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 1,0-3,0 mm w ilosci 45%, z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 0,2—1,0 mm w ilosci 15%, po czym dodano 3,0% kwasnego fosforanu glinu w stosunku do masy suchej. Z powyzszej masy sypkiej formowano na prasie mechanicznej pod cisnieniem 1000 kp/cm2 prostki o wymiarach 500x200x150, które nastepnie po wysuszeniu wypalano w temperaturze 1650°C. Otrzymane wyroby posiadaly nastepujace parametry: — ogniotrwalosc pod obciazeniem — powyzej 1700 °C — wytrzymalosc na sciskanie — min. 1000 kG/cm2 — porowatosc - max. 20% — odpornosc na wstrzasy cieplne — min. 12 zmian wodnych.

Przyklad III. Frakcje elektrokorundu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 40% poddano wspólnemu przemialowi w mlynie rurowym z tlenkiem chromu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 12% i krzemianem cyrkonu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 3%. Tak przygotowane skladniki wymieszano nastepnie w mie¬ szarce przeciwbieznej z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 1,0—3,0 mm w ilosci 30%, z frakqa elektrokorundu o uziarnieniu 0,2—1,0 mm w ilosci 15%, po czym dodano 2,5% kwasnego fosforanu glinu w stosunku do masy suchej. Z powyzszej masy sypkiej formowano na prasie mechanicznej pod cisnieniem 1000 kp/cm1 prostki o wymiarach 500x200x150, które nastepnie po wysuszeniu wypalano w temperaturze 1650 °C. Otrzymane wyroby posiadaly nastepujace parametry:103649 3 - ogniotrwalosc pod obciazeniem — powyzej 1700°C - wytrzymalosc na sciskanie — min. 1200 kG/cm2 - porowatosc - 18-20% - odpornosc na wstrzasy cieplne — min. 9 zmian.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania korundowych wyrobów ogniotrwalych z masy zawierajacej elektrokorund, tlenek chromu i lepiszcze fosforanowe, znamienny tym, ze frakcje elektrokorundu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 33—47% wagowych poddaje sie wspólnemu przemialów' z tlenkiem chromu o uziarnieniu ponizej 0,2 mm i w ilosci 6,0—20,0% wagowych, korzystnie 7,0—10,0% wagowych, oraz z krzemianem cyrkom o uziar¬ nieniu ponizej 0,2 mm w ilosci 0,1—3,0% wagowych, po czym miesza sie z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 1,0—3,0 mm w ilosci 30—50% wagowych, a nastepnie z frakcja elektrokorundu o uziarnieniu 0,2—1,0 mm w ilosci 15—25% wagowych, nastepnie calosc miesza sie z lepiszczem fosforanowym w ilosci 2,0—3,5% wagowych w stosunku do suchej masy a z otrzymanej masy formuje sie wyroby przez prasowanie pod naciskiem jednostkowym co najmniej 800 kG/cm2, zas otrzymane wyroby suszy sie i wypala w temperaturze 1650-1700°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako lepiszcze fosforanowe stosuje sie kwasny fosforan glinu z dodatkiem bezwodnika kwasu chromowego, o gestosci 1,45—1,60 g/cm

3. •