RU2082699C1

RU2082699C1 - Process for manufacturing fireclays

Info

Publication number: RU2082699C1
Application number: RU94015290A
Authority: RU
Inventors: Б.Д. Тотурбиев; В.В. Жуков; Ш.Д. Батырмурзаев; Г.Н. Хаджишалапов
Original assignee: Дагестанский государственный технический университет
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: refractory industry, particularly, manufacture of unroasted refractories. SUBSTANCE: process for preparing unroasted fireclays comprises grinding silicate lump with fireclay and hardener, mixing the resulting binder for 3 or 4 minutes at temperature of 50-60 C with fireclay filler, adding plasticizer based on sodium salts of product of condensation of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde with flooding water, finally stirring the whole for 4-6 min pressing at 20 MPa and subsequently drying the resulting product at 200-250 C for 1-1.5 h. The hardener is nepheline slurry. EFFECT: greater placeability of concrete mixture, reduced power consumption and improved physical and mechanical characteristics of concrete. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству безобжиговых огнеупорных изделий на основе огнеупорного заполнителя и силикат-натриевого композиционного вяжущего (СНКВ), используемых в футеровке различных агрегатов. The invention relates to the refractory industry, namely the production of non-fired refractory products based on refractory aggregate and sodium silicate composite binder (SNCR) used in the lining of various units.

Известен способ приготовления жаростойких безобжиговых кремнеземистых изделий, включающих кварцит и металлургический шлак, предусматривающий увлажнение водным раствором жидкого стекла, перемешивание после увлажнения, прессование на фрикционном прессе и термообработку изделий в туннельных противоточных сушилках с температурой теплоносителя на выходе сушильных полочных вагонеток 140 160^oC, продолжительностью сушки 16 17 ч.A known method of preparation of heat-resistant non-fired silica products, including quartzite and metallurgical slag, providing for wetting with an aqueous solution of liquid glass, mixing after wetting, pressing on a friction press and heat treatment of products in tunnel countercurrent dryers with a coolant temperature at the outlet of drying shelf trolleys 140 160 ^o C, duration drying 16 17 hours

Недостатком известного способа является невозможность получения высокопрочных безобжиговых огнеупоров за счет большого содержания в массе физически и химически связанной воды. Причем химически связанная вода практически удаляется при температуре 250 300^oC в процессе эксплуатации и тем самым снижается термостойкость. Кроме того, в известном способе продолжительность времени сушки изделий очень высокая (16 17 ч), в результате снижается производительность.The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining high-strength non-fired refractories due to the large content in the mass of physically and chemically bound water. Moreover, chemically bound water is practically removed at a temperature of 250 300 ^o C during operation and thereby reduces the heat resistance. In addition, in the known method, the drying time of the products is very high (16-17 hours), as a result, productivity decreases.

Известен способ изготовления безобжиговых огнеупоров путем помола силикат-глыбы с огнеупорным компонентом. Смешивание осуществляется с предварительным разогревом до 80 90^oC. Формование при комнатной температуре и сушка при 260 300^oC (авт. св. N 1701693, C 04 B 28/24, 1991).A known method of manufacturing annealed refractories by grinding a silicate block with a refractory component. Mixing is carried out with preheating to 80 90 ^o C. Forming at room temperature and drying at 260 300 ^o C (ed. St. N 1701693, C 04 B 28/24, 1991).

Недостатком известного способа является то, что бетонная смесь подогревается в процессе перемешивания до 90^oC, что приводит к большой потере электроэнергии, в связи с быстрым испарением воды происходит уменьшение удобоукладываемости бетонной смеси, увеличиваются адгезионные свойства смеси, т.е. происходит сильное прилипание растворенной силикат-глыбы к стенкам смесительной установки и в связи с этим уменьшается выход готовой смеси.The disadvantage of this method is that the concrete mixture is heated in the mixing process to 90 ^o C, which leads to a large loss of electricity, due to the rapid evaporation of water, the workability of the concrete mixture decreases, the adhesive properties of the mixture increase, i.e. there is a strong adhesion of the dissolved silicate block to the walls of the mixing plant and in this connection the yield of the finished mixture decreases.

Основная задача настоящего изобретения экономия энергозатрат, увеличение вяжущих свойств силикат-глыбы, увеличение удобоукладываемости бетона за счет уменьшения температуры перемешивания, введения пластифицирубщей добавки и уменьшения времени перемешивания до 4 6 мин, уменьшения напряжения бетона в процессе сушки. The main objective of the present invention is to save energy, increase the adhesive properties of a silicate block, increase the workability of concrete by reducing the mixing temperature, introducing plasticizing admixtures and reducing the mixing time to 4-6 minutes, reducing concrete stress during the drying process.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления безобжиговых шамотных огнеупоров путем помола силикат-глубы с шамотом, смешения полученного вяжущего в течение 3 4 мин при повышенной температуре с шамотным заполнителем, завторения водой с повышенной температурой, окончательного перемешивания, формования прессованием и сушки, при помоле вводят отвердитель, смешение сухих компонентов осуществляют при 50 60^oC, с водой затворения, имеющей температуру 50 70^oC, вводят суперпластификатор C-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, окончательное перемешивание осуществляют в течение 4 6 мин, прессование при 20 МПа, а сушку при 200 250^oC в течение 1,0 1,5 ч, причем в качестве отвердителя используют нефелиновый шлам.This object is achieved by the fact that in the method of manufacturing non-fired chamotte refractories by grinding silicate depth with chamotte, mixing the binder obtained for 3 to 4 minutes at an elevated temperature with chamotte filler, filling with water at an elevated temperature, final mixing, molding by pressing and drying, when grinding administered hardener, mixing the dry components is carried out at 50 60 ^o C, with mixing water, having a temperature of 50 70 ^o C, C-3 is administered superplasticizer based on the sodium salt product Conde sation of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde, the final mixing is carried out for 4 6 minutes, pressed at 20 MPa, and drying at 200 250 ^o C for 1.0 to 1.5 hours, and as hardener used nepheline slurry.

Снижение температуры перемешивания сухой массы в бетономешалке менее чем на 50^oC не способствует повышению активности вяжущего, тем самым уменьшает полноту растворения силикат-глыбы и снижает прочность изделия.Lowering the temperature of mixing the dry mass in the concrete mixer by less than 50 ^o C does not increase the activity of the binder, thereby reducing the completeness of dissolution of the silicate block and reduces the strength of the product.

Увеличение температуры при сухом смешивании смеси более чем на 60^oC приводит к тому, что смесь проявляет адгезионные свойства и часть смеси прилипает к стенкам смесителя. При этом происходит потеря бетона до 10 15% от общего объема и возникает необходимость после каждого замеса очищать смеситель. Также ухудшается удобоукладываемость бетонной смеси.The temperature increase during dry mixing of the mixture by more than 60 ^o C leads to the fact that the mixture exhibits adhesive properties and part of the mixture adheres to the walls of the mixer. In this case, concrete is lost up to 10 15% of the total volume and there is a need to clean the mixer after each batch. The workability of the concrete mix also deteriorates.

Затворение массы подогретой до 50 70^oC водой из расчета водотвердое отношение 0,08 0,10 и смешивание в течение 4 6 мин позволяют снизить энергозатраты и сократить технологический процесс.The mixing of the mass with water heated to 50–70 ^° C, based on the water – solid ratio of 0.08–0.10 and mixing for 4–6 min, allows to reduce energy consumption and reduce the technological process.

В увеличении температуры водозатворенной смеси до более 70^oC в процессе нет необходимости, так как в состав смеси введен суперпластификатор C-3, который пластифицирует бетонную смесь, ускоряет процесс растворения силикат-глыбы.There is no need to increase the temperature of the water-mixed mixture to more than 70 ^o C, since the mixture C-3 superplasticizer is introduced into the mixture, which plasticizes the concrete mixture and accelerates the dissolution of the silicate block.

Уменьшение температуры водозатворенной смеси менее 50^oC в процессе смешивания приводит к уменьшению растворимости силиката-глыбы, и заметного эффекта предварительный разогрев не дает.A decrease in the temperature of the water-soluble mixture below 50 ^o C during the mixing process leads to a decrease in the solubility of the silicate block, and preliminary heating does not give a noticeable effect.

Сушка изделий термоударом при 200 250^oC позволяет уменьшить затраты энергоресурсов на производство изделий.Drying products by thermal shock at 200 250 ^o C can reduce energy costs for the production of products.

Увеличение температуры термоудара до более 250^oC не приводит к улучшению свойств материала.Increasing the temperature of thermal shock to more than 250 ^o C does not lead to improved properties of the material.

Уменьшение температуры до менее 200^oC влечет лишь частичное растворение силикат-глыбы.A decrease in temperature to less than 200 ^o C entails only a partial dissolution of the silicate block.

Понижение температуры при термоударе и времени турмоудара при сохранении и частичном повышении физико-механических характеристик готовых изделий происходит за счет введения в состав бетонной смеси отвердителя нефелинового шлама. Lowering the temperature during thermal shock and the time of thermal shock while maintaining and partially increasing the physicomechanical characteristics of the finished products occurs due to the introduction of a hardener of nepheline sludge into the concrete mix.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Предварительно отдозированную силикат-глыбу, часть огнеупорного заполнителя и активизирующую добавку измельчают совместно в шаровой мельнице сухого помола до удельной поверхности 2500 3000 см²/г.The pre-metered silicate block, part of the refractory aggregate and activating additive are crushed together in a dry grinding ball mill to a specific surface of 2500–3000 cm ² / g.

В результате получаем силикат-натриевое композиционное вяжущее (ЦНКВ). Полученное СНКВ, заполнитель и отвердитель (нефелиновый шлам) смешивают в течение 3 4 мин в подогреваемой бетономешалке. Нефелиновый шлам песок крупностью 0,15 1,5 мм имеет следующий химический состав: CaO 56% SiO₂ 28,2% MgO 1,3% Al₂O₃ 3,5%
Для применения нефелинового шлама в качестве отвердителя его предварительно измельчают в шаровой мельнице до тонкости помола цемента. Бетономешалка снабжена теплоизоляцией и на дне ее корпуса укреплены ТЭНы. При непрерывном перемешивании в состав добавляют подогретую воду из расчета водотвердое отношение 0,08 0,10, добавляя при этом суперпластификатор C-3 (сульфинированные нафталиноформальдегидные смолы по ТУ 6214 625-80). В результате использования суперпластификатора значительно увеличивается подвижность бетонных смесей при увеличении прочности готового материала, что повышает удобоукладываемость, снижается расход воды затворения при сохранении подвижности. Это в свою очередь повышает стойкость материала к гидрофизическим воздействиям (морозостойкость), сокращаются затраты энергии в 1,4 2,4 раза при тепловлажностной обработке изделия, сокращается время формования изделий со значительным снижением интенсивности виброуплотнения, что увеличивает производительность и улучшает условия труда.The result is a sodium silicate composite binder (CNPC). The obtained SNCR, aggregate and hardener (nepheline sludge) are mixed for 3-4 minutes in a heated concrete mixer. Nepheline sludge sand with a particle size of 0.15 1.5 mm has the following chemical composition: CaO 56% SiO ₂ 28.2% MgO 1.3% Al ₂ O ₃ 3.5%
To use nepheline sludge as a hardener, it is preliminarily ground in a ball mill to fineness of grinding cement. The concrete mixer is provided with thermal insulation and at the bottom of its body are reinforced with heating elements. With continuous stirring, heated water is added to the composition based on the water-hard ratio 0.08 0.10, while adding C-3 superplasticizer (sulfonated naphthalene-formaldehyde resins according to TU 6214 625-80). As a result of the use of superplasticizer, the mobility of concrete mixtures significantly increases with an increase in the strength of the finished material, which increases workability, the mixing water consumption is reduced while maintaining mobility. This, in turn, increases the resistance of the material to hydrophysical effects (frost resistance), reduces energy costs by 1.4 to 2.4 times during heat and moisture treatment of the product, shortens the molding time of products with a significant decrease in the intensity of vibration compaction, which increases productivity and improves working conditions.

Смешивание продолжают в течение 4 6 мин. Из этой массы прессуют изделия при удельном давлении 20 МПа и проводят термообработку термоударом при 225^oC в сушильной камере в течение 1,25 ч. Параметры способа и результаты испытаний приведены в таблице.Mixing is continued for 4 to 6 minutes. Products are pressed from this mass at a specific pressure of 20 MPa and heat treatment is carried out by heat shock at 225 ^° C in a drying chamber for 1.25 hours. The method parameters and test results are shown in the table.

Claims

1. A method of manufacturing non-fired chamotte refractories by grinding a silicate block with chamotte, mixing the obtained binder for 3 4 minutes at an elevated temperature with fireclay aggregate, mixing with water at an elevated temperature, final mixing, molding by pressing and drying, characterized in that when grinding hardener is introduced, mixing of dry components is carried out at 50-60 ^o С, and with the mixing water having a temperature of 50 70 ^o С, superplasticizer С-3 based on sodium salts of the condensation product of naphthalenes is introduced lphonic acids and formaldehyde, the final stirring is carried out for 4-6 minutes, pressing at 20 MPa, and drying at 200 240 ^o C for 1 1.5 hours

2. The method according to claim 1, characterized in that nepheline sludge is used as a hardener.