RU2150441C1 - Roasting-free refractory material - Google Patents

Roasting-free refractory material Download PDF

Info

Publication number
RU2150441C1
RU2150441C1 RU99103543A RU99103543A RU2150441C1 RU 2150441 C1 RU2150441 C1 RU 2150441C1 RU 99103543 A RU99103543 A RU 99103543A RU 99103543 A RU99103543 A RU 99103543A RU 2150441 C1 RU2150441 C1 RU 2150441C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
components
fractions
strength
tripoli
lime
Prior art date
Application number
RU99103543A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Чумаченко
М.В. Рябова
В.Ю. Сухов
Original Assignee
Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарская государственная архитектурно-строительная академия filed Critical Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority to RU99103543A priority Critical patent/RU2150441C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150441C1 publication Critical patent/RU2150441C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: refractories industry, more particularly manufacture of refractory products for lining of heat assemblies operating at temperature up to 1400 C. SUBSTANCE: roasting-free refractory material comprises as hydrotation components, binding agent, lime and tripoli, as ceramic structure forming components, spent sulfur production catalyst and pyrite cinders and as filler fireclay having fractions, wt.%; 0-0.63 mm fractions, 25; 0.63-1.25 mm fractions, 12.5; 1.25-2.5 mm fractions, 62.5; ratio of components is as follows, wt. %; spent sulfur production catalyst, 20.0-22.1; pyrite cinders, 5.3-6.8; tripoli, 5.6-7.2; lime, 6.0-6.68; fireclay, 57.5-62.5. EFFECT: reduced pressing pressure, lower price and no ecological problems are involved, since two types of large tonnage waste products are utilized. 3 tbl

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов с температурой эксплуатации до 1400oC.The invention relates to the refractory industry and can be used in the manufacture of refractory products for lining thermal units with operating temperatures up to 1400 o C.

Известен безобжиговый огнеупор /Ильина Н.В. и др. Футеровки вращающихся печей цементной промышленности. - М.: Стройиздат, 1967. - С. 46./ [1] из клинкерно-цементного бетона, включающего, мас. %:
Портландцементный клинкер - 50 - 67
Портландцемент - 33 - 50
Основными недостатками являются:
медленная скорость твердения;
резкое снижение прочности при эксплуатационных температурах;
низкая термическая стойкость (одна теплосмена 1300oC - вода);
состав дорогостоящий, состоящий из клинкерных компонентов.
Known non-fired refractory / Ilyina N.V. Lining rotary kilns of the cement industry. - M .: Stroyizdat, 1967. - S. 46./ [1] from clinker-cement concrete, including, by weight. %:
Portland cement clinker - 50 - 67
Portland cement - 33-50
The main disadvantages are:
slow hardening speed;
a sharp decrease in strength at operating temperatures;
low thermal stability (one heat exchange 1300 o C - water);
the composition is expensive, consisting of clinker components.

Известна также сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона /а.с. СССР N 1077860, М.Кл. С 04 В 35/66, 28/06. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона /Шполянский М.А., Вакк Э.Г. и др. - Опубл. 30.06.87. - Бюл. N 24, 1987 // Открытия. Изобретения./ [2], в которой роль гидравлического связующего выполняют алюминаты кальция. Сырьевая смесь имеет следующий состав, мас.%:
Отход носителя катализатора конверции природного газа - 60 - 80
Алюминаты кальция - 20 - 40
Такой состав связующего и заполнителя обеспечивает набор прочности в более короткие сроки, чем из клинкерно-цементного бетона, а преобладание в составе Al2O3 - достаточно высокую температуру применения.
Also known is the raw material mixture for the manufacture of refractory concrete / a.s. USSR N 1077860, M.C. From 04 to 35/66, 28/06. Raw mix for the manufacture of refractory concrete / Shpolyansky M.A., Wack E.G. and others. - Publ. 06/30/87. - Bull. N 24, 1987 // Discoveries. Inventions. / [2], in which the role of a hydraulic binder is performed by calcium aluminates. The raw material mixture has the following composition, wt.%:
The waste of the catalyst carrier of the conversion of natural gas - 60 - 80
Calcium Aluminates - 20 - 40
This composition of the binder and aggregate provides a set of strength in a shorter time than from clinker-cement concrete, and the predominance of Al 2 O 3 in the composition is a fairly high temperature of application.

Однако этот состав имеет свои недостатки. Главным недостатком является значительное, почти в два раза, снижение прочности после обжига. Этот эффект объясняется деструкцией, начиная с дегидратации, цементного камня, состоящего из гидроалюминатов кальция. Кроме того, состав дорогостоящий, требующий дефицитного клинкерного компонента - специально изготовленных клинкерных алюминатов кальция. However, this composition has its drawbacks. The main disadvantage is a significant, almost two-fold, decrease in strength after firing. This effect is explained by the destruction, starting with dehydration, of a cement stone consisting of calcium hydroaluminates. In addition, the composition is expensive, requiring a scarce clinker component - specially made clinker calcium aluminates.

В составе /Арбузова Т.Е., Сухов В.Ю., Рябова М.В. Технология композиционных прессованных материалов общестроительного и специального назначения. - Строительные материалы, N 8, 1998. - С. 10-12./ [3] отсутствуют некоторые из перечисленных недостатков. В состав связующего входят не дефицитные компоненты: известь и опока. Для приготовления вяжущего не требуется высокотемпературный обжиг. Существенный набор прочности происходит уже при прессовании изделий за счет контактно-конденсационного твердения. Однако такой состав нельзя применять для футеровок тепловых агрегатов из-за деструкции цементного камня, происходящего при нагревании. As a part of / Arbuzova T.E., Sukhov V.Yu., Ryabova M.V. Technology of composite pressed materials for general construction and special purposes. - Building materials, N 8, 1998. - S. 10-12./ [3] some of these shortcomings are missing. The composition of the binder includes non-deficient components: lime and flask. High temperature firing is not required for binder preparation. A significant set of strength occurs already during the pressing of products due to contact condensation hardening. However, such a composition cannot be used for lining thermal units due to the destruction of cement stone that occurs when heated.

Известная огнеупорная масса /а.с. СССР N 1502534, М.Кл. С 04 В 33/22. Огнеупорная масса / Суворов С.А., Макаров В.Н. и др. - Опубл. 23.08.89. - Бюл. N 31, 1989 // Открытия. Изобретения./ [4] содержит некоторые аналогичные с заявляемым составом компоненты, а именно: отработанный катализатор производства серы и шамотный заполнитель. Однако она по составу, соотношению компонентов, техническй сущности и достигаемому результату отличается от заявляемого: изделия после формования не имеют монтажной прочности, перед применением их необходимо обжигать, как и известные штучные огнеупоры. Known refractory mass / a.s. USSR N 1502534, M.C. From 04 to 33/22. Refractory mass / Suvorov S.A., Makarov V.N. and others. - Publ. 08/23/89. - Bull. N 31, 1989 // Discoveries. Inventions. / [4] contains some components similar to the claimed composition, namely: a spent sulfur production catalyst and chamotte aggregate. However, it is different in composition, ratio of components, technical nature and the achieved result from the claimed one: the products after molding do not have mounting strength, they must be fired before use, like well-known piece refractories.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату является состав безобжигового огнеупора (прототип) /Патент РФ N 2016875, М.Кл. С 04 В 35/00. Безобжиговый огнеупор / Перепелицин В.А., Спрыгин А.И. и др. - Опубл. 30.07.94. - Бюл. N 14, 1994 // Открытия. Изобретения./ [5], включающий:
Трехкальциевый силикат - 35 - 60
Четырехкальциевый алюмоферрит - 2 - 5
Периклаз - 10 - 18
Магнезиальный шпинелид - 3 - 6
Двухкальциевый силикат - Остальное
Безобжиговый огнеупор изготовляют путем смешения сырьевых компонентов, затворения полученной смеси водой, прессования изделий и выдержки спрессованных изделий на воздухе, после чего изделия готовы к эксплуатации. Содержащиеся в огнеупоре четырехкальциевый алюмоферрит и трехкальциевый силикат обеспечивают интенсивное формирование гидратационной и керамической структуры, а периклаз и магнезиальный шпинелид являются высокоогнеупорными наполнителями. Гидратационные составляющие способствуют получению значительной прочности после твердения, а спекание при термообработке - сохранению значительной части набранной прочности.
The closest in technical essence and the achieved result is the composition of non-fired refractory (prototype) / RF Patent N 2016875, M.Kl. From 04 to 35/00. Non-fired refractory / Perepelitsin V.A., Sprygin A.I. and others. - Publ. 07/30/94. - Bull. N 14, 1994 // Discoveries. Inventions. / [5], including:
Tricalcium silicate - 35 - 60
Four-calcium aluminoferrite - 2 - 5
Periclase - 10 - 18
Magnesian Spinelid - 3 - 6
Dicalcium Silicate - Else
The non-fired refractory is produced by mixing the raw materials, mixing the resulting mixture with water, pressing the products and holding the pressed products in air, after which the products are ready for use. The tetra-calcium aluminoferrite and tricalcium silicate contained in the refractory provide intensive formation of a hydration and ceramic structure, while periclase and magnesia spinel are highly refractory fillers. Hydration components contribute to obtaining significant strength after hardening, and sintering during heat treatment to maintain a significant part of the gained strength.

Недостатками данного состава являются:
низкая относительная прочность при эксплуатационных температурах (по сравнению с исходной после твердения);
состав дорогостоящий, требующий дефицитных материалов.
The disadvantages of this composition are:
low relative strength at operating temperatures (compared to the original after hardening);
the composition is expensive, requiring scarce materials.

Техническим результатом изобретения является повышение остаточной прочности при эксплуатационных температурах, повышение термической стойкости, снижение себестоимости производства, а также утилизация отходов производства. The technical result of the invention is to increase the residual strength at operating temperatures, increase thermal stability, reduce production costs, and also utilize industrial waste.

Технический результат в изобретении достигается тем, что в качестве гидратационных компонентов вяжущего используются известь и трепел, в качестве компонентов, формирующих керамическую структуру, - отработанный катализатор производства серы и пиритные огарки, а в качестве заполнителя - шамот фракционного состава, мас.%: фракции 0...0,63 мм - 25; фракции 0,63...1,25 мм - 12,5; фракции 1,25...2,5 мм - 62,5; при следующем соотношении компонентов, мас. %: отработанный катализатор производства серы 20,0 - 22,1; пиритные огарки 5,3 - 6,8; трепел 5,6 - 7,2; известь 6,0 - 6,68; шамот 57,5 - 62,5. The technical result in the invention is achieved by the fact that lime and tripoli are used as hydration components of the binder, spent catalyst for sulfur production and pyrite cinders are used as components forming the ceramic structure, and chamotte of fractional composition, wt.%: Fraction 0 ... 0.63 mm - 25; fractions of 0.63 ... 1.25 mm - 12.5; fractions 1.25 ... 2.5 mm - 62.5; in the following ratio of components, wt. %: spent sulfur production catalyst 20.0 - 22.1; pyrite cinders 5.3-6.8; Tripoli 5.6 - 7.2; lime 6.0-6.68; fireclay 57.5 - 62.5.

Отработанный катализатор производства серы - 20,0 - 22,1
Пиритные огарки - 5,3 - 6,8
Трепел - 5,6 - 7,2
Известь - 6,0 - 6,68
Шамот - 57,5 - 62,5
Отработанный катализатор производства серы представляет собой округлые гранулы диаметром 3 - 7 мм с удельной поверхностью 100 - 125 м2/г и состоит на 95 - 97% из химически активного компонента - γ-Al2O3. В составе примесей присутствуют сера, сульфаты и углерод /Менковский М.А., Яворский В.Г. Технология серы. - М.: Химия, 1985. - 328 с./ [6].
Spent sulfur production catalyst - 20.0 - 22.1
Pyrite cinders - 5.3 - 6.8
Tripoli - 5.6 - 7.2
Lime - 6.0 - 6.68
Fireclay - 57.5 - 62.5
The spent sulfur production catalyst consists of rounded granules with a diameter of 3 - 7 mm with a specific surface area of 100 - 125 m 2 / g and consists of 95 - 97% of the chemically active component γ-Al 2 O 3 . Impurities contain sulfur, sulfates and carbon / Menkovsky M.A., Yavorsky V.G. Sulfur technology. - M.: Chemistry, 1985. - 328 p. / [6].

Пиритные огарки образуются при обжиге флотационных колчеданов в печах кипящего слоя. Основным компонентом является оксид железа. В составе примесей присутствуют кремнезем и закись железа. Pyrite cinder is formed during the burning of flotation pyrites in fluidized bed furnaces. The main component is iron oxide. Silica and iron oxide are present in the impurities.

Трепел является бежево-серой рассыпчатой породой, состоящей из аморфного кремнезема с включениями железистых опоковидных обломков. Tripoli is a beige-gray friable rock, consisting of amorphous silica with inclusions of glandular opoka fragments.

Известь кальциевая негашеная комовая. Calcium quicklime, lump.

Шамот получен обжигом глины и последующим дроблением. Fireclay is obtained by roasting clay and subsequent crushing.

Увеличение прочности после формования изделий из керамобетона достигнуто за счет присутствия в составе извести и трепела, обеспечивающих контактно-конденсационное твердение при прессовании /Арбузова Т.Е., Сухов В.Ю., Рябова М. В. Технология композиционных прессованных материалов общестроительного и специального назначения. - Строительные материалы, N 8, 1998. - С. 10-12. /[3]. The increase in strength after molding products made of ceramic concrete is achieved due to the presence of lime and tripoli in the composition, providing contact condensation hardening during pressing / Arbuzova T.E., Sukhov V.Yu., Ryabova M.V. Technology of composite pressed materials for general construction and special purposes . - Building materials, N 8, 1998. - S. 10-12. / [3].

Повышение прочности изделий из керамобетона после обжига получено за счет целенаправленных процессов твердофазового спекания вяжущего, в котором активная форма глинозема образует непрерывный ряд твердых растворов с добавками в широком температурном интервале, а также образуются другие упрочняющие соединения между компонентами шихты. The increase in the strength of ceramic products after firing was obtained through targeted processes of solid-phase sintering of the binder, in which the active form of alumina forms a continuous series of solid solutions with additives in a wide temperature range, and other strengthening compounds between the charge components are formed.

Известно /Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник. Вып. 2. Металл-кислородные соединения силикатных систем / Торопов Н.А., Барзаковский В. П. и др. - Ленинград: Наука, Ленингр. отд., 1970. - С. 18-34./ [7], что повышенная активность γ-Al2O3 к химическому взаимодействию с другими компонентами проявляется до 940oC, а умеренная - до 1200oC, то есть до температуры перехода в α-Al2O3.Known / State diagrams of silicate systems: Reference. Vol. 2. Metal-oxygen compounds of silicate systems / Toropov N.A., Barzakovsky V.P. and others. - Leningrad: Science, Leningrad. Otdel., 1970. - P. 18-34./ [7] that the increased activity of γ-Al 2 O 3 to chemical interaction with other components is manifested up to 940 o C, and moderate - up to 1200 o C, that is, to a temperature transition to α-Al 2 O 3 .

Ускорение спекания глинозема наблюдается в присутствии добавок, способных образовывать твердые растворы в глиноземе /Куколев Г.В., Леве Е.Н. Влияние способа получения и степени дисперсности глинозема на его спекаемость в присутствии различных добавок. - Журнал практической химии. Т. XXVIII, N 9, 1955. - С. 909-915./ [8]. К таким добавкам относится Fe2O3. Температура начала образования твердого раствора на основе Al2O3 в системе Al2O3 - Fe2O3 около 900oC. При повышении температуры вплоть до 1400oC количество оксида железа в составе твердого раствора увеличивается /Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник. Вып. 1. Двойные системы / Торопов Н.А., Барзаковский В.П. и др. - Ленинград: Наука, Ленинград, отд., 1970. С. 257-260./ [9] . Соотношение между компонентами вяжущего (известью, трепелом, отработанным катализатором производства серы и пиритными огарками) в предлагаемом составе выбрано с учетом следующих положений:
1) соотношение между известью и трепелом взято оптимальное для проявления контактно-конденсационных свойств /Арбузова Т.Е., Сухов В.Ю., Рябова М. В. Технология композиционных прессованных материалов общестроительного и специального назначения. - Строительные материалы, N 8, 1998. - С. 10-12/ [3];
2) суммарное количество извести и трепела взято минимальное для обеспечения транспортной прочности изделий после формования;
3) соотношение между отработанным катализатором и пиритными огарками, в составе которых кроме Fe2O3, присутствуют оксиды FeO и SiO2, определено расчетным методом по химическому составу компонентов и молекулярным массам оксидов так, чтобы все компоненты не оставались инертными и образовывали при обжиге между собой твердые растворы или соединения. При этом было учтено, что возможны следующие реакции:
а) при температуре более 700oC происходит деструкция гидросиликатов кальция, сыгравших свою роль для обеспечения нужной прочности после формования:

Figure 00000001

/Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник. Вып. 1. Двойные системы / Торопов Н. А. , Барзаковский В.П. и др. - Ленинград: Наука, Ленинград, отд., 1970. - С. 151-153/ [9];
Figure 00000002

Подбор гранулометрического состава заполнителя производился с условием получения смеси, обладающей максимальной плотностью, чтобы уменьшить усадочные деформации при термообработке. Такими свойствами обладает смесь следующих фракций, мас.%: фр. 1,25...2,5 - 62,5: фр. 0,63...1,25 - 12,5; фр. < 0,63 - 25.Acceleration of sintering of alumina is observed in the presence of additives capable of forming solid solutions in alumina / Kukolev G.V., Leve E.N. The influence of the production method and the degree of dispersion of alumina on its sintering ability in the presence of various additives. - Journal of practical chemistry. T. XXVIII, N 9, 1955. - S. 909-915./ [8]. These additives include Fe 2 O 3 . The temperature at which the formation of a solid solution based on Al 2 O 3 in the Al 2 O 3 - Fe 2 O 3 system begins at about 900 o C. With increasing temperature up to 1400 o C, the amount of iron oxide in the composition of the solid solution increases / State diagrams of silicate systems: Reference . Vol. 1. Binary systems / Toropov N.A., Barzakovsky V.P. et al. - Leningrad: Science, Leningrad, Dep., 1970. S. 257-260./ [9]. The ratio between the components of the binder (lime, tripoli, spent catalyst for sulfur production and pyrite cinder) in the proposed composition is selected taking into account the following provisions:
1) the ratio between lime and tripoli is taken optimal for the manifestation of contact-condensation properties / Arbuzova T.E., Sukhov V.Yu., Ryabova M.V. Technology of composite pressed materials for general construction and special purposes. - Building materials, N 8, 1998. - S. 10-12 / [3];
2) the total amount of lime and tripoli taken is the minimum to ensure the transport strength of the products after molding;
3) the ratio between the spent catalyst and pyrite cinders, in addition to Fe 2 O 3 , contains oxides of FeO and SiO 2 , is determined by calculation by the chemical composition of the components and the molecular weights of the oxides so that all components do not remain inert and form during firing between solid solutions or compounds. It was taken into account that the following reactions are possible:
a) at a temperature of more than 700 o C there is a destruction of calcium hydrosilicates, which played a role to ensure the desired strength after molding
Figure 00000001

Silicate systems state diagrams: Reference. Vol. 1. Binary systems / Toropov N. A., Barzakovsky V. P. et al. - Leningrad: Science, Leningrad, Dep., 1970. - S. 151-153 / [9];
Figure 00000002

The selection of the particle size distribution of the filler was carried out with the condition of obtaining a mixture with a maximum density in order to reduce shrinkage deformation during heat treatment. These properties are possessed by a mixture of the following fractions, wt.%: Fr. 1.25 ... 2.5 - 62.5: fr. 0.63 ... 1.25 - 12.5; fr. <0.63 - 25.

Оптимальное соотношение между вяжущим и заполнителем подбиралось для обеспечения достаточной монтажной и рабочей прочности. The optimal ratio between binder and aggregate was selected to ensure sufficient mounting and working strength.

Для экспериментов были использованы:
отработанный катализатор производства серы Стерлитамакского газоперерабатывающего комплекса;
трепел Городецкого месторождения;
кальциевая известь с активностью 84%;
пиритные огарки Чапаевского химзавода;
в качестве заполнителя - дробленный и фракционированный шамот марки ША.
For the experiments were used:
spent catalyst for sulfur production at the Sterlitamak gas processing complex;
Tripoli Gorodetsky field;
calcium lime with an activity of 84%;
pyrite cinder of the Chapaevsky chemical plant;
as a filler - crushed and fractionated chamotte grade SHA.

Химические составы компонентов приведены в табл. 1. The chemical compositions of the components are given in table. 1.

Предлагаемый состав керамобетона иллюстрируется примерами, приведенными в табл. 2. The proposed composition of ceramic concrete is illustrated by the examples given in table. 2.

При изготовлении изделий из керамобетона, отдозированные по массе компоненты вяжущего подвергались сухому совместному помолу в шаровой мельнице до удельной поверхности 1500 - 2500 см2/г. Полученный порошок затворяли водой в соотношении 1 : 1,1 и подвергали интенсивной гидратации суспензии с помощью быстроходного смесителя в течение 30-40 мин. После этого в гидратированную массу вяжущего вводился заполнитель оптимального грансостава. Полученная смесь подсушивалась до формовочной влажности 10-15%. Изделия прессовались при давлении 60 МПа в металлических пресс-формах с двухсторонним прессованием, затем высушивались при температуре 120oC до полной потери влаги. Полученные изделия обжигали в конструкции по ускоренному режиму: подъем температуры до максимальной со скоростью 300oC/ч, выдержка при максимальной температуре 1300 и 1400oC - 3 часа, охлаждение - 7 часов. Результаты испытаний образцов после обжига представлены в табл. 3.In the manufacture of products made of ceramic concrete, the batch-weighted components of the binder were subjected to dry joint grinding in a ball mill to a specific surface of 1500 - 2500 cm 2 / g. The resulting powder was closed with water in a ratio of 1: 1.1 and subjected to intensive hydration of the suspension with a high-speed mixer for 30-40 minutes. After that, an aggregate of optimal grain size was introduced into the hydrated mass of the binder. The resulting mixture was dried to a molding moisture content of 10-15%. The products were pressed at a pressure of 60 MPa in metal molds with double-sided pressing, then dried at a temperature of 120 o C until complete moisture loss. The resulting products were fired in the structure according to the accelerated mode: raising the temperature to a maximum at a speed of 300 o C / h, holding at a maximum temperature of 1300 and 1400 o C - 3 hours, cooling - 7 hours. The test results of the samples after firing are presented in table. 3.

Из данных, представленных в табл. 2 и 3 следует, что составы 1-3 являются оптимальными по прочности после формования и обжига, а также по термической стойкости. При выходе за граничные пределы цель изобретения не достигается. Составы N 4 - 7 имеют более низкие значения термической стойкости, определенной по количеству теплосмен по двум режимам. Для состава N 4, где содержание трепела и извести выше верхнего предела, характерна максимальная прочность после формования, но процессы последующей интенсивной деструкции гидросиликатов кальция приводят к значительному понижению прочности после обжига. При уменьшении содержания трепела и извести изделия после формования получаются малопрочные (состав N 5), что объясняется недостаточным содержанием гидросиликатов кальция. From the data presented in table. 2 and 3 it follows that compositions 1-3 are optimal in strength after molding and firing, as well as in thermal resistance. When going beyond the boundary, the purpose of the invention is not achieved. Compositions N 4 - 7 have lower values of thermal resistance, determined by the number of heat exchanges in two modes. For composition No. 4, where tripoli and lime content is above the upper limit, maximum strength after molding is characteristic, but the processes of subsequent intensive destruction of calcium hydrosilicates lead to a significant decrease in strength after firing. With a decrease in tripoli and lime, the products after molding are of low strength (composition N 5), which is explained by the insufficient content of calcium hydrosilicates.

Введение пиритных огарков выше верхнего предела, как у состава N 6 не приводит к повышению прочности. При недостатке пиритных огарок (состав N 7), процессы твердофазовых реакций не проходят до конца, что сказывается на прочности. Увеличение содержания отработанного катализатора не рационально, так как это наиболее ценный компонент, и, кроме того, превышение его доли не приводит к существенному изменению свойств (состав N 7). При содержании отработанного катализатора меньше нижнего предела (составы N 4 и 6) глинозема не хватает для прохождения твердофазовых реакций и прочность после обжига снижается. The introduction of pyrite cinder above the upper limit, as in the composition of N 6 does not lead to increased strength. With a lack of pyrite cinder (composition N 7), the processes of solid-phase reactions do not go through to the end, which affects the strength. The increase in the content of the spent catalyst is not rational, since it is the most valuable component, and, in addition, the excess of its share does not lead to a significant change in properties (composition N 7). When the content of the spent catalyst is less than the lower limit (compositions N 4 and 6), alumina is not enough for solid-phase reactions and the strength after firing is reduced.

При суммарном количестве вяжущих компонентов (отработанного катализатора, пиритных огарок, извести и трепела) более 42,5% (составы N 4 и 5) зафиксирована наибольшая величина линейных изменений (усадки) после термообработки. With a total amount of binders (spent catalyst, pyrite cinder, lime and tripoli) of more than 42.5% (compositions Nos. 4 and 5), the largest value of linear changes (shrinkage) after heat treatment was recorded.

Наибольшая прочность у составов с содержанием шамотного заполнителя 57,5-62,5%. С увеличением количества заполнителя (составы N 6 и 7) прочность как до обжига, так и после него падает. Однако введение большего количества заполнителя уменьшает усадку изделий. Вместе с тем, прочность образцов с 57,5-62,5% заполнителя как до обжига, так и после него, оказывается достаточной для монтажа и работы любой конструкции теплового агрегата. The highest strength of compositions with a content of chamotte aggregate 57.5-62.5%. With an increase in the amount of aggregate (compositions N 6 and 7), the strength decreases both before firing and after it. However, the introduction of more aggregate reduces shrinkage of products. At the same time, the strength of samples with 57.5-62.5% aggregate, both before and after firing, is sufficient for the installation and operation of any design of the thermal unit.

Значения прочности при сжатии образцов после термообработки в 4,7-5 раз выше прочности образцов после сушки. Эти данные подтверждают прохождение твердофазовых реакций между активным глиноземом отработанного катализатора и оксидом железа, а также между продуктами деструкции. The compressive strength of the samples after heat treatment is 4.7-5 times higher than the strength of the samples after drying. These data confirm the occurrence of solid-phase reactions between the active alumina of the spent catalyst and iron oxide, as well as between the degradation products.

Тенденция изменения прочности по прототипу - другая, так как при термообработке сначала наблюдается спад прочности, а потом незначительное повышение (табл. 3). Низкая прочность изделий после обжига по прототипу объясняется наличием в составе не активных, инертных к взаимодействию компонентов. Упрочнение происходит только за счет жидкостного спекания (склеивания) уже готовых тугоплавких фаз типа периклаза и магнезиального шпинелида, которое обеспечивается за счет образования расплава. The tendency to change the strength according to the prototype is different, since during heat treatment, a decrease in strength is first observed, and then a slight increase (Table 3). The low strength of the products after firing according to the prototype is explained by the presence in the composition of inactive, inert to the interaction of the components. Hardening occurs only due to liquid sintering (gluing) of ready-made refractory phases such as periclase and magnesia spinel, which is ensured by the formation of a melt.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый состав отличается от известного. Благодаря отличиям предложенного состава достигается новый положительный эффект, выраженный в повышении остаточной прочности безобжигового огнеупора после обжига (при эксплуатационных температурах) и повышении термической стойкости, а также в охране окружающей среды за счет утилизации двух отходов: отработанного катализатора производства серы и пиритных огарков. Кроме того, предлагаемый состав безобжигового огнеупора по сравнению с прототипом имеет и другие преимущества:
технологические - так как снижается удельное давление прессования с 120 до 60 МПа;
экономические - снижается стоимость за счет замены специально обожженных клинкерных составляющих на промышленные отходы;
экологические - решается экологическая проблема, так как утилизируются два вида многотоннажных отходов.
Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed composition is different from the known. Due to the differences in the proposed composition, a new positive effect is achieved, expressed in increasing the residual strength of non-calcined refractory after firing (at operating temperatures) and increasing thermal stability, as well as in protecting the environment by utilizing two wastes: a spent catalyst for sulfur production and pyrite cinder. In addition, the proposed composition of non-fired refractory in comparison with the prototype has other advantages:
technological - as the specific pressing pressure decreases from 120 to 60 MPa;
economic - the cost is reduced by replacing specially burned clinker components with industrial waste;
environmental - the environmental problem is being solved, since two types of large-tonnage waste are disposed of.

Таким образом, проведенный заявителем поиск по научно-техническим и патентным источникам информации аналогов и выбранный из перечня аналогов прототип позволил выявить отличительные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемый состав безобжигового огнеупора удовлетворяет критерию изобретения "новизна". Thus, the search conducted by the applicant for scientific, technical and patent sources of information of analogues and a prototype selected from the list of analogues made it possible to identify distinctive features in the claimed technical solution, therefore, the claimed composition of non-fired refractory meets the criteria of the invention of "novelty".

В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом результате, из нее не выявляется влияние отличительных признаков на достижение технического результата, следовательно, данное техническое решение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень". Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что использование предлагаемого состава позволит найти широкое применение многотоннажным отходам, внедрение предлагаемого технического решения не потребует существенных капитальных затрат. The information found does not contain information about the indicated technical result, it does not reveal the influence of distinguishing features on the achievement of the technical result, therefore, this technical solution meets the criterion of "inventive step". The criterion of the invention "industrial applicability" is confirmed by the fact that the use of the proposed composition will allow to find widespread use of waste tonnage, the introduction of the proposed technical solution will not require significant capital costs.

Источники информации
1. Ильина Н. В. и др. Футеровки вращающихся печей цементной промышленности. - М.: Стройиздат, 1967. - С. 46.
Sources of information
1. Ilyina N.V. et al. Lining of rotary kilns of the cement industry. - M .: Stroyizdat, 1967 .-- S. 46.

2. А. с. СССР N 1077860, М.Кл. С 04 В 35/66, 28/06. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного бетона / Шполянский М.А., Вакк Э.Г. и др. - Опубл. 30.06.87. - Бюл. N 24, 1987 // Открытия. Изобретения. 2. A. p. USSR N 1077860, M.C. From 04 to 35/66, 28/06. Raw mix for the manufacture of refractory concrete / Shpolyansky M.A., Wack E.G. and others. - Publ. 06/30/87. - Bull. N 24, 1987 // Discoveries. Inventions

З. Арбузова Т.Е., Сухов В.Ю., Рябова М.В. Технология композиционных прессованных материалов общестроительного и специального назначения. - Строительные материалы, N 8, 1998. - С. 10-12. Z. Arbuzova T.E., Sukhov V.Yu., Ryabova M.V. Technology of composite pressed materials for general construction and special purposes. - Building materials, N 8, 1998. - S. 10-12.

4. А.с. СССР N 1502534, М.Кл. С 04 В 33/22. Огнеупорная масса / Суворов С. А. , Макаров В.Н. и др. - Опубл. 23.08.89. - Бюл. N 31, 1989 // Открытия. Изобретения. 4. A.S. USSR N 1502534, M.C. From 04 to 33/22. Refractory mass / Suvorov S.A., Makarov V.N. and others. - Publ. 08/23/89. - Bull. N 31, 1989 // Discoveries. Inventions

5. Патент РФ N 2016875, М.Кл. С 04 В 35/00. Безобжиговый огнеупор / Перепелицин В. А., Спрыгин А.И. и др. - Опубл. 30.07.94. - Бюл. N 14, 1994 // Открытия. Изобретения. 5. RF patent N 2016875, M.C. From 04 to 35/00. Non-fired refractory / Perepelitsin V.A., Sprygin A.I. and others. - Publ. 07/30/94. - Bull. N 14, 1994 // Discoveries. Inventions

6. Менковский М.А., Яворский В.Г. Технология серы. - М.: Химия, 1985. - 328 с. 6. Menkovsky M.A., Yavorsky V.G. Sulfur technology. - M .: Chemistry, 1985 .-- 328 p.

7. Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник. Вып. 2. Металл-кислородные соединения силикатных систем / Торопов Н.А., Барзаковский В.П. и др. - Ленинград: Наука, Ленингр. отд., 1970. - С. 18-34. 7. State diagrams of silicate systems: a Handbook. Vol. 2. Metal-oxygen compounds of silicate systems / Toropov NA, Barzakovsky VP et al. - Leningrad: Science, Leningrad. Dep., 1970 .-- S. 18-34.

8. Куколев Г.В., Леве Е.Н. Влияние способа получения и степени дисперсности глинозема на его спекаемость в присутствии различных добавок. - Журнал практической химии. Т. XXVIII, N 9, 1955. - С. 909-915. 8. Kukolev G.V., Leve E.N. The influence of the production method and the degree of dispersion of alumina on its sintering ability in the presence of various additives. - Journal of practical chemistry. T. XXVIII, N 9, 1955 .-- S. 909-915.

9. Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник. Вып. 1. Двойные системы / Торопов Н.А., Барзаковский В.П. и др. - Ленинград: Наука, Ленинград, отд., 1970. - С. 257-260, 151-153. 9. State diagrams of silicate systems: a Handbook. Vol. 1. Binary systems / Toropov N.A., Barzakovsky V.P. et al. - Leningrad: Science, Leningrad, Dep., 1970. - S. 257-260, 151-153.

Claims (1)

Безобжиговый огнеупор, включающий гидратационные компоненты и компоненты, формирующие керамическую структуру, а также заполнитель, отличающийся тем, что он в качестве гидратационных компонентов содержит известь и трепел, в качестве компонентов, формирующих керамическую структуру, - отработанный катализатор производства серы и пиритные огарки, а в качестве заполнителя - шамот фракционного состава, мас.%: фракции 0 - 63 мм - 25; фракции 0,63 - 1,25 мм - 12,5; фракции 1,25 - 2,5 мм - 62,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отработанный катализатор производства серы - 20,0 - 22,1
Пиритные огарки - 5,3 - 6,8
Трепел - 5,6 - 7,2
Известь - 6,0 - 6,68
Шамот - 57,5 - 62,5н
An unburned refractory, including hydration components and components that form the ceramic structure, as well as aggregate, characterized in that it contains lime and tripoli as hydration components, and spent catalyst for sulfur production and pyrite cinders as components forming the ceramic structure, and as a filler - chamotte fractional composition, wt.%: fractions 0 - 63 mm - 25; fractions of 0.63 - 1.25 mm - 12.5; fractions 1.25 - 2.5 mm - 62.5 in the following ratio of components, wt.%:
Spent sulfur production catalyst - 20.0 - 22.1
Pyrite cinders - 5.3 - 6.8
Tripoli - 5.6 - 7.2
Lime - 6.0 - 6.68
Fireclay - 57.5 - 62.5n
RU99103543A 1999-02-22 1999-02-22 Roasting-free refractory material RU2150441C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103543A RU2150441C1 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Roasting-free refractory material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103543A RU2150441C1 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Roasting-free refractory material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150441C1 true RU2150441C1 (en) 2000-06-10

Family

ID=20216257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103543A RU2150441C1 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Roasting-free refractory material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150441C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sadik et al. Review on the elaboration and characterization of ceramics refractories based on magnesite and dolomite
JP3303221B2 (en) Refractory brick as tin bath brick
EP1579016B1 (en) Cold briquetting and pelletisation of mineral fines using an iron-bearing hydraulic binder
US6921427B2 (en) Process for cold briquetting and pelletization of ferrous or non-ferrous ores or mineral fines by iron bearing hydraulic mineral binder
ES2357085T3 (en) TEMPERED REFRACTORY CONCRETE BLOCK WITH CONTROLLED DEFORMATION.
WO2003082764A1 (en) Process for manufacture of high iron hydraulic cement clinker
FI108790B (en) Titanium-containing additive and its use to increase the durability of refractory masonry furnaces
US3008842A (en) Basic refractory insulating shapes
RU2150441C1 (en) Roasting-free refractory material
EP1487754A1 (en) Process for manufacture of high iron hydraulic cement clinker
KR100186278B1 (en) Light weight agregate using stone dust sludge and paper sluge and method for preparing the same
WO2004085334A1 (en) A composition for the manufacture of silica insulating refractory brick
US4222786A (en) Ferrochromium slag for uses requiring refractoriness and mechanical strength
RU2150443C1 (en) Blend for making ceramic products
Jassim et al. Sustainable manufacturing process applied to produce magnesium oxide from sea water
Stoch et al. Processing of some non-conventional ceramic raw materials and by-products
RU2767481C1 (en) Expansion admixture based on iron-containing pulverized waste for expanding cement
SU834166A1 (en) Method of producing ferrolime
RU2277072C2 (en) Heat-resistant non-roasting material on base of clay-slag binder
RU2725204C1 (en) Ceramic mixture
Elngar et al. Factors affected the performance of fire clay refractory bricks
JP3008341B2 (en) Sintered body made of phosphate conversion sludge and zeolite powder and its production method
RU2244017C2 (en) Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same
RU2148566C1 (en) Mixture for manufacturing fireclay articles and method of preparation of refractories
SU990689A1 (en) Method for preparing batch for making mineral wool