RU2116276C1 - Method of manufacturing periclase-spinel refractory products - Google Patents
Method of manufacturing periclase-spinel refractory products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116276C1 RU2116276C1 RU97102612A RU97102612A RU2116276C1 RU 2116276 C1 RU2116276 C1 RU 2116276C1 RU 97102612 A RU97102612 A RU 97102612A RU 97102612 A RU97102612 A RU 97102612A RU 2116276 C1 RU2116276 C1 RU 2116276C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- periclase
- products
- composition
- spinel
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для получения обожженных термостойких периклазошпинельных изделий для футеровки высокотемпературных печей. The invention relates to the refractory industry and can be used to obtain calcined heat-resistant periclase-spinel products for lining of high-temperature furnaces.
Известен способ изготовления периклазошпинельных огнеупорных изделий [1] , включающий приготовление плавленой алюмомагнезиальной шпинели, смешение измельченной шпинели с периклазовым порошком, увлажнение шихты временным связующим, прессование, сушку и обжиг изделий. При этом шихта для прессования содержит, мас.%:
Плавленая шпинель < 5 мм - 8-30
Спеченный периклаз - 70-92
Недостатком известного способа является сложность технологии изготовления шпинельного компонента. Осуществление электроплавки для получения алюмомагнезиальной шпинели связано с большими энергозатратами, что повышает стоимость изделий. Кроме того, изделия, изготовленные известным способом, имеют относительно низкую термостойкость.A known method of manufacturing periclase-spinel refractory products [1], including the preparation of fused alumina-magnesia spinel, mixing crushed spinel with periclase powder, moistening the mixture with a temporary binder, pressing, drying and firing products. While the charge for pressing contains, wt.%:
Fused spinel <5 mm - 8-30
Sintered periclase - 70-92
The disadvantage of this method is the complexity of the manufacturing technology of the spinel component. The implementation of electric melting to obtain alumina-magnesia spinel is associated with high energy consumption, which increases the cost of products. In addition, products made in a known manner have relatively low heat resistance.
Наиболее близким к изобретению является способ изготовления периклазошпинельных огнеупорных изделий, включающий приготовление алюмомагнезиальной композиции путем совместного помола периклаза, глинозема и хромита, окускования молотой смеси, увлажненной временным связующим, и термообработки окускованной смеси с последующим дроблением, смешение полученной зернистой алюмомагнезиальной композиции с дисперсным и зернистым периклазом, увлажнение шихты временным связующим, прессование, сушку и обжиг изделий. Алюмомагнезиальную композицию готовят помолом смеси, содержащей, мас.%: спеченный магнезит 43; глинозем 55; хромит 2, до размера частиц менее 0,09 мм, а термообработку окускованной смеси осуществляют при температуре 1750oC в течение 6 часов. Шихта для прессования изделий содержит, мас.%: зернистый периклаз 30; зернистая алюмомагнезиальная композиция 20-30; дисперсный периклаз 30-40 [2].Closest to the invention is a method for the manufacture of periclase-spinel refractory products, including the preparation of alumina-magnesium composition by co-grinding of periclase, alumina and chromite, dipping the mixture with a moistened temporary binder, and heat treating the agglomerated mixture with subsequent crushing, mixing the resulting granular alumino-magnesian composition with disperse , moistening the mixture with a temporary binder, pressing, drying and firing products. The aluminum-magnesia composition is prepared by grinding a mixture containing, wt.%: Sintered
Условия приготовления алюмомагнезиальной композиции с добавкой хромита обеспечивают практически полное шпинелеобразование в процессе термообработки окускованной смеси. Вследствие этого, шпинельный компонент не содержит в своем составе свободного алюминия и не претерпевает объемных изменений реакционного характера при обжиге в составе кирпича, приводящих к формированию термостойкой структуры. Поэтому, для достижения удовлетворительной термической стойкости (более 10 теплосмен, 1300oC - вода) требуется введение в состав шихты для прессования не менее 20 мас.% шпинели, что повышает стоимость изделий. Кроме того, синтез алюмомагниевой композиции по известному способу требует значительных энергозатрат. Другим недостатком способа является использование добавки хромита, являющегося источником выделений токсичного шестивалентного хрома в процессе изготовления и службы огнеупоров.The conditions for the preparation of the alumo-magnesia composition with the addition of chromite provide almost complete spinel formation during the heat treatment of the agglomerated mixture. As a result of this, the spinel component does not contain free aluminum and does not undergo volumetric changes in the reaction nature during firing in the composition of the brick, leading to the formation of a heat-resistant structure. Therefore, in order to achieve satisfactory thermal stability (more than 10 heat exchange, 1300 o C - water), it is necessary to introduce at least 20 wt.% Spinel into the composition of the mixture for pressing, which increases the cost of products. In addition, the synthesis of aluminum-magnesium composition by a known method requires significant energy consumption. Another disadvantage of this method is the use of chromite additives, which is a source of toxic hexavalent chromium emissions during the manufacture and service of refractories.
Задачей изобретения является повышение качества периклазошпинельных огнеупорных изделий при сокращении затрат на их производство, а также уменьшение выделений вредных веществ при производстве и эксплуатации огнеупоров. The objective of the invention is to improve the quality of periclase-spinel refractory products while reducing the cost of their production, as well as reducing emissions of harmful substances in the production and operation of refractories.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения, заключается в повышении термостойкости периклазошпинельных огнеупоров при сокращении расхода шпинельного компонента и снижении энергозатрат на его производство, а также исключении из состава огнеупоров хромсодержащих компонентов. The technical result that can be achieved by using the invention is to increase the heat resistance of periclase-spinel refractories while reducing the consumption of the spinel component and reducing energy costs for its production, as well as eliminating chromium-containing components from the composition of the refractories.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления периклазошпинельных огнеупорных изделий, включающем приготовление алюмомагнезиальной композиции путем совместного помола периклаза и глинозема, окускования молотой смеси, увлажненной временным связующим, и термообработки окускованной смеси с последующим дроблением, смешение полученной алюмомагнезиальной композиции с дисперсным и зернистым периклазом, увлажнение шихты временным связующим, прессование, сушку и обжиг изделий, согласно изобретению алюмомагнезиальную композицию готовят помолом смеси, содержащей, мас.% периклаз 28-40; глинозем 60-72, до размера частиц менее 0,2 мм, а термообработку окускованной смеси производят посредством сушки или кратковременного обжига при температуре 1450-1650oC, при этом прессование изделий осуществляют из шихты, содержащей, мас.%:
Зернистый периклаз - 45-70
Зернистая алюмомагниевая композиция - 5-20
Дисперсный периклаз - 25-35
Используемая в предлагаемом способе алюмомагнезиальная композиция содержит от 4 до 72 мас.% свободного оксида алюминия и имеет линейную усадку при обжиге в составе изделий не более 5,5%.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing periclase-spinel refractory products, including the preparation of alumino-magnesium composition by co-grinding of periclase and alumina, milling the mixture with a moistened temporary binder, and heat treating the agglomerated mixture, followed by crushing, mixing the obtained alumino-magnesium and granular composition with dispersion , moistening the mixture with a temporary binder, pressing, drying and firing products, according to the invention, aluminum alloy ezialnuyu composition is prepared by milling a mixture containing 28-40 wt% periclase.; alumina 60-72, to a particle size less than 0.2 mm, and heat treatment of the agglomerated mixture is carried out by drying or short-term firing at a temperature of 1450-1650 o C, while the pressing of products is carried out from a mixture containing, wt.%:
Granular periclase - 45-70
Granular aluminum-magnesium composition - 5-20
Dispersed periclase - 25-35
Used in the proposed method, the alumomagnesia composition contains from 4 to 72 wt.% Free aluminum oxide and has a linear shrinkage during firing in the composition of the products no more than 5.5%.
Отличительные признаки способа по изобретению обусловливают возможность осуществления синтеза алюмомагнезиальной шпинели при обжиге алюмомагнезиальной композиции в составе кирпича или проведение частичного синтеза в предварительном менее интенсивном обжиге изделий. Это обеспечивает значительную экономию энергозатрат и сокращение расхода алюмомагнезиального компонента в производстве изделий. Distinctive features of the method according to the invention make it possible to synthesize alumomagnesian spinel during firing of the alumomagnesian composition as a brick or to conduct partial synthesis in preliminary less intense firing of products. This provides significant savings in energy consumption and reduction in the consumption of alumina-magnesian component in the manufacture of products.
Для реализации этих возможностей задан состав исходной смеси, обеспечивающей при обжиге формирование шпинели стехиометрического состава или шпинели с некоторым (до 16%) избытком периклаза, что обусловливает повышенное сродство зерен композиции к дисперсной периклазовой матрице и их взаимное спекание при обжиге изделий. To realize these possibilities, the composition of the initial mixture was set, which ensures the formation of stoichiometric spinel or spinel with a certain (up to 16%) excess periclase during firing, which leads to an increased affinity of the composition grains to the dispersed periclase matrix and their mutual sintering during firing of products.
Кроме того, в составе алюмомагнезиальной композиции создается определенная концентрация свободного оксида алюминия, вступающего в реакцию шпинелеобразования в период обжига изделий. Благодаря объемному росту зерен в течение реакции и их усадке после завершения реакции, в теле кирпича возникают напряжения, приводящие к формированию микротрещиноватой термоустойчивой структуры. Усадка зерен композиции при обжиге изделий варьируется от минимальной - у предварительно термообработанных, до 5,5% - безобжиговых и не превышает этой величины, благодаря нормированной дисперсности алюмомагнезиальной смеси (менее 0,2 мм). Нарушение указанного предела усадки приводит к заметному снижению механической прочности и плотности изделий за счет отрыва шпинельных зерен от периклазовой матрицы и обусловленного этим роста структурной пористости. In addition, a certain concentration of free aluminum oxide is created in the composition of the alumomagnesia composition, which enters into the spinel formation reaction during the firing period of the products. Due to the bulk growth of grains during the reaction and their shrinkage after the completion of the reaction, stresses arise in the brick body, leading to the formation of a microcracked heat-resistant structure. The shrinkage of the composition grains during the firing of products varies from the minimum - in pre-cooked, up to 5.5% - non-fired and does not exceed this value, due to the normalized dispersion of the aluminum-magnesium mixture (less than 0.2 mm). Violation of the specified limit of shrinkage leads to a noticeable decrease in the mechanical strength and density of the products due to the separation of the spinel grains from the periclase matrix and the resulting increase in structural porosity.
Содержание компонентов в шихте диктуется необходимостью получения максимально плотной упаковки при прессовании изделий, а добавка алюмомагнезиальной композиции в указанных пределах позволяет оптимизировать качество изделий при экономном расходе шпинельного компонента. Увеличение количества алюмомагнезиальной композиции в шихте более 20 мас.% приводит к снижению прочности и плотности изделий, а уменьшение ее количества менее 5 мас.% - к снижению термостойкости изделий. The content of the components in the charge is dictated by the need to obtain the most dense packaging during pressing of products, and the addition of alumino-magnesium composition within the specified limits allows you to optimize the quality of the products with economical consumption of the spinel component. An increase in the amount of alumomagnesia composition in the charge of more than 20 wt.% Leads to a decrease in strength and density of products, and a decrease in its amount of less than 5 wt.% Leads to a decrease in heat resistance of products.
Выбор режима обжига обусловлен следующим. Снижение температуры ниже 1450oC приводит к разупрочнению окускованной смеси, что впоследствии не позволяет использовать алюмомагнезиальную композицию в шихте в зернистом состоянии, увеличение температуры выше 1650oC приводит к практическому завершению шпинелеобразования алюмомагнезиальной композиции, что отрицательно сказывается на термостойкости изделий и увеличивает расход шпинельного компонента.The choice of firing mode is due to the following. Lowering the temperature below 1450 o C leads to softening of the agglomerated mixture, which subsequently does not allow the aluminomagnesium composition to be used in the mixture in a granular state, an increase in temperature above 1650 o C leads to the practical completion of spinel formation of the aluminomagnesium composition, which negatively affects the heat resistance of the products and increases the consumption of the spinel component .
Кратковременность обжига в заявленном интервале температур обусловлена получением алюмомагнезиальной композиции с содержанием свободного оксида алюминия не менее 4%. Осуществление такой термообработки возможно при обжиге во вращающихся или шахтных печах. The short duration of firing in the claimed temperature range is due to the production of an aluminomagnesic composition with a free aluminum oxide content of at least 4%. The implementation of such heat treatment is possible during firing in rotary or shaft furnaces.
Возможность осуществления изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения. The possibility of carrying out the invention is confirmed by examples of specific performance.
Для изготовления периклазошпинельных изделий первоначально получали алюмомагнезиальную композицию. Для этого проводили совместный помол каустического периклаза и глинозема в соотношениях, представленных в табл. 1, до размера частиц менее 0,2 мм. Полученные смеси увлажняли раствором лигносульфоната технического и осуществляли их окускование посредством брикетирования. Брикеты подвергали термообработке, причем часть брикетов использовали после сушки, а часть обжигали при 1450 и 1650oC в течение 20 мин. После термообработки брикеты дробили до получения зернистой алюмомагнезиальной композиции фракции 2-0 мм. Свойства полученной композиции, а также состав исходных компонентов и их соотношение приведены в табл. 1.For the manufacture of periclase-spinel products, the alumino-magnesian composition was initially prepared. For this, a joint grinding of caustic periclase and alumina was carried out in the ratios presented in the table. 1, to a particle size of less than 0.2 mm. The resulting mixture was moistened with a technical lignosulfonate solution and they were agglomerated by briquetting. The briquettes were subjected to heat treatment, with some of the briquettes used after drying, and some burned at 1450 and 1650 o C for 20 minutes After heat treatment, the briquettes were crushed to obtain a granular aluminum-magnesium composition fraction of 2-0 mm. The properties of the resulting composition, as well as the composition of the starting components and their ratio are given in table. 1.
Зернистую алюмомагнезиальную композицию смешивали с зернистым (фракции 3-0 мм) и дисперсным (фракции менее 0,063 мм) периклазовым спеченным порошком. Granular aluminomagnesia composition was mixed with granular (fractions 3-0 mm) and dispersed (fractions less than 0.063 mm) periclase sintered powder.
Полученные шихты, составы которых приведены в табл. 2, увлажняли временным связующим в виде раствора лигносульфоната технического плотностью 1,22 г/см3 до влажности 3,2% и после перемешивания прессовали изделие при усилии 100 Н/мм2. Изделия сушили, а затем обжигали в промышленной туннельной печи при 1650oC в течение 4,5 ч.The resulting mixture, the compositions of which are given in table. 2, moistened with a temporary binder in the form of a solution of lignosulfonate with a technical density of 1.22 g / cm 3 to a moisture content of 3.2% and after stirring the product was pressed with a force of 100 N / mm 2 . The products were dried and then fired in an industrial tunnel oven at 1650 o C for 4.5 hours
Для получения сравнительных данных были также изготовлены периклазошпинельные изделия известным способом (пример 12 в табл. 2 и 3). Шпинельный компонент в этом случае готовили из тонкомолотой смеси (фракция менее 0,09 мм) периклаза, глинозема и хромита в соотношении 43:55:2 соответственно. To obtain comparative data were also made periclase-spinel products in a known manner (example 12 in tables. 2 and 3). The spinel component in this case was prepared from a finely ground mixture (fraction less than 0.09 mm) of periclase, alumina, and chromite in a ratio of 43: 55: 2, respectively.
Брикетированную смесь обжигали при 1750oC в течение 6 ч, а затем дробили до получения фракции 3-0 мм. Зернистую спеченную шпинель смешивали с зернистым (фракция 3-0 мм) и дисперсным (фракция менее 0,09 мм) периклазовым спеченным порошком, увлажняли шихту временным связующим, остальные операции проводили аналогично предлагаемому способу.The briquetted mixture was calcined at 1750 ° C for 6 hours, and then crushed to obtain a 3-0 mm fraction. Granular sintered spinel was mixed with granular (fraction 3-0 mm) and dispersed (fraction less than 0.09 mm) periclase sintered powder, the mixture was moistened with a temporary binder, the remaining operations were carried out similarly to the proposed method.
Свойства периклазошпинельных изделий приведены в табл. 3. The properties of periclase-spinel products are given in table. 3.
Как видно из табл. 3, периклазошпинельные изделия, полученные предлагаемым способом, имеют более высокую термостойкость при сокращении количества шпинельного компонента по сравнению с изделиями, полученными известным способом. Так, при содержании шпинели в изделиях в примере 12 (известный способ), равном 25 мас. %, термостойкость составляет 10 теплосмен, 1300oC - вода. Такую же термостойкость имеют изделия по изобретению, содержащие всего 5 мас.% алюмомагнезиальной композиции (примеры 7 и 9).As can be seen from the table. 3, periclase-spinel products obtained by the proposed method have higher heat resistance while reducing the amount of spinel component compared to products obtained in a known manner. So, when the spinel content in the products in example 12 (known method), equal to 25 wt. %, heat resistance is 10 heat exchange, 1300 o C - water. The same heat resistance are products according to the invention, containing only 5 wt.% Alumagnesia composition (examples 7 and 9).
Увеличение количества алюмомагнезиальной композиции до 20 мас.% (примеры 8 и 10) обеспечивает повышение термостойкости периклазошпинельных изделий в 2 и более раз по сравнению с примером 12. The increase in the amount of alumomagnesia composition to 20 wt.% (Examples 8 and 10) provides an increase in heat resistance of periclase-spinel products by 2 or more times compared to example 12.
Наряду с повышением термостойкости сохраняется высокий уровень других физико-химических свойств огнеупоров, что свидетельствует о повышении качества периклазошпинельных изделий в целом. Вместе с тем, сокращение содержания шпинельного компонента в шихте, снижение температуры и времени его термообработки уменьшает затраты на производство периклазошпинельных огнеупоров, что благоприятно отражается на их себестоимости. Along with an increase in heat resistance, a high level of other physicochemical properties of refractories remains, which indicates an increase in the quality of periclase-spinel products in general. At the same time, reducing the content of the spinel component in the charge, lowering the temperature and time of its heat treatment reduces the cost of producing periclase-spinel refractories, which favorably affects their cost.
Использование предлагаемого способа позволяет повысить термостойкость периклазошпинельных огнеупорных изделий без введения хромистых соединений, благодаря чему улучшаются санитарно-гигиенические условия труда при изготовлении и эксплуатации огнеупоров. Using the proposed method allows to increase the heat resistance of periclase-spinel refractory products without the introduction of chromium compounds, thereby improving the sanitary and hygienic working conditions in the manufacture and operation of refractories.
Claims (1)
Зернистый периклаз - 45 - 70
Зернистая алюмомагнезиальная композиция - 5 - 20
Дисперсный периклаз - 25 - 35
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что алюмомагнезиальная композиция содержит 4 - 72 мас.% свободного оксида алюминия и имеет линейную усадку при обжиге в составе изделий не более 5,5%.1. A method of manufacturing a periclase-spinel refractory product, comprising preparing an alumina-magnesia composition by co-grinding periclase and alumina, dipping a mixture of ground moistened with a temporary binder, and heat treating the agglomerated mixture, followed by crushing, mixing the obtained granular alumino-magnesian composition with dispersed and granular periclase , pressing, drying and firing products, characterized in that the alumino-magnesium composition is prepared by grinding the mixture, containing, wt.%: periclase 28 - 40, alumina 60 - 72, to a particle size of less than 0.2 mm, and heat treatment of the agglomerated mixture is carried out by drying or short-term firing at 1450 - 1650 o С, while the products are pressed from a charge, containing, wt.%:
Granular periclase - 45 - 70
Granular aluminum-magnesia composition - 5 - 20
Dispersed periclase - 25 - 35
2. The method according to claim 1, characterized in that the aluminum-magnesium composition contains 4 to 72 wt.% Free aluminum oxide and has a linear shrinkage during firing in the composition of the products of not more than 5.5%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97102612A RU2116276C1 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Method of manufacturing periclase-spinel refractory products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97102612A RU2116276C1 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Method of manufacturing periclase-spinel refractory products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2116276C1 true RU2116276C1 (en) | 1998-07-27 |
| RU97102612A RU97102612A (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=20190089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97102612A RU2116276C1 (en) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | Method of manufacturing periclase-spinel refractory products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116276C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443657C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Charge to manufacture periclase-spinel products |
| RU2634142C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа "Магнезит | Composition for producing periclase-spinel refractories |
-
1997
- 1997-02-21 RU RU97102612A patent/RU2116276C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Дегтяр ев Е.В., Кайнарский И.С. Магнезиально-силикатные и шпинельные огнеупоры.-М .: Металлургия, 1977, с.131 - 132. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443657C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Charge to manufacture periclase-spinel products |
| RU2634142C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Группа "Магнезит | Composition for producing periclase-spinel refractories |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113443898A (en) | Low-thermal-conductivity spinel refractory homogeneous brick and preparation method and application thereof | |
| CN1274635C (en) | Low temp sintering mulite kiln furnitures | |
| US4265845A (en) | Process for the production of a ceramic heat-retaining brick | |
| EP0293600B1 (en) | Process for preparing an oxide-carbon based refractory | |
| RU2116276C1 (en) | Method of manufacturing periclase-spinel refractory products | |
| US4500644A (en) | Preparation and composition of sialon grain and powder | |
| GB2283017A (en) | Refractory ceramic mass | |
| CN113526947B (en) | Method for preparing high-purity homogeneous alumina clinker from guyan alumina and product thereof | |
| CN1309681C (en) | Synthetic manganese-aluminum spinel and its preparation method | |
| CA1331631C (en) | Rebonded fused brick | |
| AU648386B2 (en) | Improvements in the manufacture of shaped refractory objects | |
| KR19980014400A (en) | Process for producing aluminum titanate raw material granules and ceramics | |
| JPH0258231B2 (en) | ||
| RU2235701C1 (en) | Periclase-spinel refractory products and a method for manufacture thereof | |
| SU1188147A1 (en) | Method of producing refractory heat-insulating powders | |
| JPH09301766A (en) | Porous spinel clinker and its production | |
| SU1719352A1 (en) | Stock for producing refractory heat insulating material | |
| RU2026847C1 (en) | Charge for making of forsterite refractory materials | |
| SU834080A1 (en) | Method of producing sintered corundum-base grinding material | |
| RU1794072C (en) | Charge for refractory materials preparation | |
| SU607826A1 (en) | Ceramic material | |
| RU2085537C1 (en) | Periclase clinker | |
| SU870381A1 (en) | Charge for making refractory materials | |
| SU730661A1 (en) | Refractory mass | |
| CN118479861A (en) | Unfired magnesia-calcium brick and preparation method thereof |