RU2016875C1 - Roastingless refractory material - Google Patents
Roastingless refractory material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016875C1 RU2016875C1 SU5036735A RU2016875C1 RU 2016875 C1 RU2016875 C1 RU 2016875C1 SU 5036735 A SU5036735 A SU 5036735A RU 2016875 C1 RU2016875 C1 RU 2016875C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- periclase
- temperature
- silicate
- refractory material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении огнеупорных изделий для футеровки металлургических агрегатов и обжиговых печей для производства цемента, обожженного магнезита, доломита и других материалов. The invention relates to the refractory industry and can be used in the manufacture of refractory products for lining metallurgical units and kilns for the production of cement, calcined magnesite, dolomite and other materials.
Известен безобжиговый огнеупор [1], получаемый из материала, содержащего периклазохромитовый лом и портландцементный клинкер при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Периклазохромитовый лом 75-95
Портландцементный клинкер 5-25
Известный безобжиговый огнеупор имеет следующий минеральный (фазовый) состав, мас.%:
Периклаз 60,0-85,0
Хромит 10,0-15,0
Трехкальциевый силикат 2,5-12,5
Двухкальциевый силикат 1,2-6,2
Трехкальциевый алюминат 0,5-2,5
Четырехкальциевый алюмо-
феррит 0,8-3,8
Недостатком известного огнеупора является наличие в нем оксида хрома Cr2O3 в количестве 4,5-7,4 мас.%, который в окислительных высокотемпературных средах при эксплуатации огнеупора легко окисляется до шестивалентного состояния. Шестивалентный хром, являясь канцерогенным соединением, создает экологическую опасность как персоналу, так и окружающей среде. Кроме того, содержащийся в огнеупоре хромит загрязняет выплавляемые металлы или обжигаемые в печах материалы, например портландцементный клинкер.Known non-fired refractory [1], obtained from a material containing periclase-chromite scrap and Portland cement clinker in the following ratio of components, wt.%:
Periclase-chromite scrap 75-95
Portland cement clinker 5-25
Known non-fired refractory has the following mineral (phase) composition, wt.%:
Periclase 60.0-85.0
Chromite 10.0-15.0
Tricalcium silicate 2.5-12.5
Dicalcium silicate 1.2-6.2
Tricalcium aluminate 0.5-2.5
Four Calcium Aluminum
ferrite 0.8-3.8
A disadvantage of the known refractory is the presence in it of chromium oxide Cr 2 O 3 in an amount of 4.5-7.4 wt.%, Which in oxidizing high-temperature environments during the operation of the refractory is easily oxidized to a hexavalent state. Hexavalent chromium, being a carcinogenic compound, creates an environmental hazard to both personnel and the environment. In addition, the chromite contained in the refractory contaminates the smelted metals or kiln-fired materials, such as Portland cement clinker.
Наиболее близким к изобретению является безобжиговый огнеупор[2] из клинкерно-цементного бетона, включающего, мас.%:
Портландцементный клинкер 50-67
Портландцемент 33-50
Данный безобжиговый огнеупор имеет следующий фазовый (минеральный) состав, мас.%:
Трехкальциевый силикат 41,5-58,5
Двухкальциевый силикат 20,7-29,3
Трехкальциевый алюминат 8,3-11,7
Четырехкальциевый алюмо-
феррит 12,5-17,5
Известный безобжиговый огнеупор содержит наряду с высокоогнеупорными соединениями - трехкальциевым силикатом (температура плавления 1960оС) и двухкальциевым силикатом (температура плавления 2130оС) легкоплавкие фазы в виде трехкальциевого алюмината (температура плавления 1535оС) и четырехкальциевого алюмоферрита (температура плавления 1415оС).Closest to the invention is a non-fired refractory [2] of clinker-cement concrete, including, wt.%:
Portland cement clinker 50-67
Portland cement 33-50
This non-fired refractory has the following phase (mineral) composition, wt.%:
Tricalcium silicate 41.5-58.5
Dicalcium silicate 20.7-29.3
Tricalcium Aluminate 8.3-11.7
Four Calcium Aluminum
ferrite 12.5-17.5
Known chemically bonded refractory contains along with vysokoogneupornymi compounds - tricalcium silicate (mp 1960 ° C temperature) and dicalcium silicate (melting point 2130 ° C) low-melting phase in the form of tricalcium aluminate (melting point 1535 ° C) and tetracalcium alyumoferrita (melting point 1415 C. )
В связи с высоким содержанием (20,8-29,2 мас.%) легкоплавких составляющих данный безобжиговый огнеупор имеет низкие показатели термомеханических свойств, что исключает его применение при температуре более 1500-1550оС. Кроме того, огнеупор характеризуется низкой термической стойкостью (одна теплосмена 1300оС - вода), интенсивно разупрочняясь при нагревании, не выдерживает механических нагрузок при температуре более 1100-1200оС. Одним из недостатков данного огнеупора является усадка при температурах службы, превышающая 1%.Due to the high contents (20,8-29,2 wt.%) Of low-melting active components chemically bonded refractory has low levels of the thermomechanical properties that preclude its use at a temperature above about 1500-1550 C. Moreover, the refractory has a low thermal stability ( one heat exchange of 1300 о С - water), intensely softening upon heating, does not withstand mechanical loads at temperatures above 1100-1200 о С. One of the disadvantages of this refractory is shrinkage at service temperatures exceeding 1%.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении свойств безобжигового огнеупора, что позволит повысить температуру его применения. The problem to which the invention is directed, is to improve the properties of non-fired refractory, which will increase the temperature of its application.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении температуры деформации под нагрузкой, прочности при сжатии после сушки и термообработки при температуре 800 и 1400оС, а также повышении термостойкости и объемопостоянства огнеупора.The technical result that can be obtained using the invention is to increase the deformation temperature under load, the compressive strength after drying and heat treatment at a temperature of 800 ° C and 1400, as well as improving heat resistance and obemopostoyanstva refractory.
Для достижения указанного технического результата безобжиговый огнеупор, включающий трех- и двухкальциевый силикаты и четырехкальциевый алюмоферрит, дополнительно содержит периклаз и магнезиальный шпинелид состава (Mg,Fe)Oх х(Al,Fe)2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Трехкальциевый силикат 35-60
Двухкальциевый силикат 25-36
Четырехкальциевый алюмо-
феррит 2-5
Периклаз 10-18
Указанный магнезиальный
шпинелид 3-6
Наличие периклаза (температура плавления 2800оС) и магнезиального шпинелида состава (Mg, Fe)O ˙(Al,Fe)2O3 (температура плавления более 1750оС) вместо легкоплавкого трехкальциевого алюмината обеспечивает существенное повышение температуры начала деформации под нагрузкой, высоко- и низкотемпературной прочности, термической стойкости. Указанное соотношение заявляемых фаз обусловливает также снижение усадочных явлений и повышение температуры службы до 1700оС.To achieve the technical result, non-fired refractory materials, including three- and two-calcium silicates and four-calcium aluminoferrite, additionally contain periclase and magnesia spinel with the composition (Mg, Fe) Ox x (Al, Fe) 2 O 3 in the following ratio of components, wt.%:
Tricalcium silicate 35-60
Dicalcium silicate 25-36
Four Calcium Aluminum
ferrite 2-5
Periclase 10-18
Specified Magnesian
spinel 3-6
Availability periclase (melting point 2800 ° C) and magnesia spinel composition of (Mg, Fe) O ˙ ( Al, Fe) 2 O 3 (melting point over 1,750 ° C) instead of the low-melting tricalcium aluminate provides a substantial increase in the temperature at which deformation under load, high - and low temperature strength, thermal resistance. The specified ratio of the claimed phases also leads to a decrease in shrinkage phenomena and an increase in service temperature to 1700 about C.
Содержащиеся в огнеупоре высокоосновные силикаты кальция и периклаз являются высокоогнеупорным микронаполнителем, четырехкальциевый алюмоферрит и трехкальциевый силикат обеспечивают интенсивное формирование гидратационной и керамической структуры. Магнезиальный шпинелид и периклаз в сочетании с алюмоферритом способствуют повышению термической стойкости. The highly basic calcium silicates and periclase contained in the refractory are highly refractory microfiller, tetra-calcium aluminoferrite and tricalcium silicate provide intensive formation of hydration and ceramic structure. Magnesia spinel and periclase in combination with aluminoferrite contribute to increased thermal stability.
Если содержание периклаза и магнезиального шпинелида менее заявляемых пределов, резко снижаются показатели высокотемпературной прочности и термостойкости. Температура начала деформации снижается до 1200-1250оС, а термическая стойкость падает до 1-2 теплосмен.If the content of periclase and magnesia spinel is less than the declared limits, the indicators of high temperature strength and heat resistance are sharply reduced. The temperature at which deformation is reduced to 1200-1250 ° C, and the thermal resistance decreases to thermal cycles 1-2.
При содержании периклаза более 18 мас.% при изготовлении безобжигового огнеупора происходит интенсивная гидратация оксида магния с образованием значительных количеств брусита, сопровождающимся увеличением объема. Это приводит к появлению гидратационных трещин и браку изделий. Содержание магнезиального шпинелида более 6 мас.% также нецелесообразно, так как появляется избыточное количество эвтектического легкоплавкого расплава, что снижает уровень термодеформационных свойств. When the periclase content of more than 18 wt.% In the manufacture of non-fired refractory material, intense hydration of magnesium oxide occurs with the formation of significant quantities of brucite, accompanied by an increase in volume. This leads to the appearance of hydration cracks and marriage of products. A magnesian spinel content of more than 6 wt.% Is also impractical, since an excessive amount of eutectic fusible melt appears, which reduces the level of thermal deformation properties.
Исследование уровня техники показало, что предлагаемый огнеупор периклазоизвестковосиликатного состава является новым и имеет изобретательский уровень, так как впервые установлено влияние указанных отличительных признаков на достижение технического результата. A study of the prior art showed that the proposed refractory periclase-lime-silicate composition is new and has an inventive step, since the influence of these distinctive features on the achievement of a technical result was first established.
Безобжиговый огнеупор изготовляют путем смешения сырьевых компонентов, затворения полученной смеси водой в количестве 7% от массы смеси с последующим перемешиванием массы в течение 5 мин, прессования изделий и выдержки спрессованных изделий на воздухе, после чего изделия готовы к эксплуатации. The non-fired refractory is produced by mixing the raw materials, mixing the resulting mixture with water in an amount of 7% of the mixture weight, followed by mixing the mass for 5 minutes, pressing the products and holding the pressed products in air, after which the products are ready for operation.
Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами выполнения. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the following examples.
Для изготовления образцов (примеры 1-5) использовали сырьевые материалы:
- периклазоизвестковосиликатный клинкер, полученный из обожженной смеси известняка и дунита (ТУ 14-102-0036-86) в массовом соотношении 70:30. Химический состав клинкера, мас. % : СаО 54-56; MgO 13-20; SiO2 18-21; Al2O3 1,5-2,5; Fe2O3 2,0.For the manufacture of samples (examples 1-5) used raw materials:
- periclase-lime-silicate clinker obtained from a calcined mixture of limestone and dunite (TU 14-102-0036-86) in a mass ratio of 70:30. The chemical composition of clinker, wt. %: CaO 54-56; MgO 13-20; SiO 2 18-21; Al 2 O 3 1.5-2.5; Fe 2 O 3 2.0.
- периклазовый порошок марки ППМП-86 (ТУ 14-8-502-86). - periclase powder brand PPMP-86 (TU 14-8-502-86).
Для изготовления образцов прототипа (пример 6) использовали портландцементный клинкер фракции 3-0,5 мм и тонкомолотый портландцемент (ГОСТ 25328-82). For the manufacture of prototype samples (example 6), Portland cement clinker fractions of 3-0.5 mm and finely ground Portland cement (GOST 25328-82) were used.
Составы сырьевых шихт приведены в табл. 1. The composition of the raw material blends are given in table. 1.
Свойства безобжиговых огнеупоров определяли на прессованных цилиндрических образцах с диаметром и высотой, равными 50 мм, изготовленных на гидравлическом прессе при удельном давлении прессования 120 Н/мм2. Образцы выдерживали на воздухе в течение 1 сут и затем подвергали термообработке при температуре 120, 800 и 1400оС.The properties of non-fired refractories were determined on pressed cylindrical samples with a diameter and height of 50 mm, made on a hydraulic press with a specific pressing pressure of 120 N / mm 2 . The samples were kept in air for 1 day and then subjected to heat treatment at a temperature of 120, 800 and 1400 o C.
Фазовый (минеральный) состав образцов и их свойства представлены в табл. 2. The phase (mineral) composition of the samples and their properties are presented in table. 2.
Из табл. 2 видно, что образцы предлагаемого огнеупора имеют более высокие термомеханические свойства по сравнению с известным огнеупором: температура 4% деформации под нагрузкой 0,2 Н/мм2 выше на 370-490оС, предел прочности при сжатии после сушки при 800оС возрос в 2 раза, после 1400оС - на 20-60%, а термостойкость - в 3-3,5 раза. Кроме того, заявляемый огнеупор меньше подвержен усадочным явлениям (усадка при 1400оС менее 1%).From the table. 2 shows that the proposed refractory samples have higher thermo-mechanical properties compared with known refractory: 4% deformation temperature under a load of 0.2 N / mm 2 up to about 370-490 C, the compressive strength after drying at 800 ° C increased 2 times, after 1400 о С - by 20-60%, and heat resistance - by 3-3.5 times. Furthermore, the claimed refractory less prone to shrinkage phenomena (shrinkage at 1400 ° C of less than 1%).
Таким образом, достигнутый уровень свойств позволяет сделать вывод о повышении качества безобжигового огнеупора и повышении температуры его применения на 150-200оС.Thus, the achieved level of properties allows us to conclude that improving the quality of non-fired refractory and increasing the temperature of its use by 150-200 o C.
Отсутствие хромсодержащих соединений в предлагаемом огнеупоре улучшает санитарные и экологические условия производства как у изготовителя, так и у потребителя. The absence of chromium-containing compounds in the proposed refractory improves the sanitary and environmental conditions of production for both the manufacturer and the consumer.
Claims (1)
Трехкальциевый силикат 35 - 60
Четырехкальциевый алюмоферрит 2 - 5
Периклаз 10 - 18
Магнезиальный шпинелид указанного состава 3 - 6
Двухкальциевый силикат ОстальноеNON-BURNING REFRACTOR, including tri- and dicalcium silicate and tetra-calcium aluminoferrite, characterized in that it additionally contains periclase and magnesia spinel of the composition (MG, Fe) · O · (Al, Fe) 2 O 3 in the following ratio of components, wt.%:
Tricalcium silicate 35 - 60
Four-Calcium Aluminoferrite 2 - 5
Periclase 10 - 18
Magnesia spinel of the specified composition 3 - 6
Dicalcium silicate Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5036735 RU2016875C1 (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Roastingless refractory material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5036735 RU2016875C1 (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Roastingless refractory material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016875C1 true RU2016875C1 (en) | 1994-07-30 |
Family
ID=21601566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5036735 RU2016875C1 (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Roastingless refractory material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2016875C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1314618C (en) * | 2003-05-14 | 2007-05-09 | 中国建筑材料科学研究院大石桥镁砖厂 | Method for making high-iron Mg-Fe spinel brick |
-
1982
- 1982-04-09 RU SU5036735 patent/RU2016875C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1077864, кл. c 04B 35/04, 1984. * |
| 2. Ильина Н.В. и др. Футеровка вращающихся печей цементной промышленности. М.: Стройиздат 1967, с.46. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1314618C (en) * | 2003-05-14 | 2007-05-09 | 中国建筑材料科学研究院大石桥镁砖厂 | Method for making high-iron Mg-Fe spinel brick |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2028908C (en) | Spinel bondable ceramic composition | |
| US3652307A (en) | Alumina refractories | |
| CA1097379A (en) | Process of preparing a refractory hydraulic binder containing calcium aluminates | |
| US2912341A (en) | Castable refractory | |
| US2407135A (en) | Furnace lining | |
| US5021374A (en) | Dead-burned magnesite and magnesia-alumina spinel refractory composition | |
| RU2016875C1 (en) | Roastingless refractory material | |
| FISK | A High‐Lime Refractory Resistant to Phosphate Melts—Studies in the System CaO–TiO2 | |
| GB2159144A (en) | Method of manufacturing refractory bodies or compositions | |
| JPS6060985A (en) | Refractory composition for ladle lining | |
| US2527500A (en) | High-temperature castable refractories | |
| US2048263A (en) | Highly refractory mass produced by melting | |
| US4169734A (en) | Chemically bonded magnesia-chrome refractories | |
| RU2094407C1 (en) | Unroasted lime-silicate-periclase refractory | |
| CA1069944A (en) | Fired refractory brick and process for preparing the same | |
| US3748158A (en) | Refractory aluminous cements | |
| US3361584A (en) | Chromite refractory | |
| JPS6241774A (en) | Non-burnt refractory heat insulator | |
| US3715222A (en) | Basic refractory | |
| KR100276310B1 (en) | Refractory material of magnesia castable block | |
| US3353976A (en) | Refractory and method | |
| RU1794072C (en) | Charge for refractory materials preparation | |
| US5418199A (en) | Refractory mix and shapes made therefrom | |
| JPH06199575A (en) | Alumina-spinel castable refractory | |
| US3360387A (en) | Magnesia chrome ore refractory |