RU2151123C1 - Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров - Google Patents

Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров Download PDF

Info

Publication number
RU2151123C1
RU2151123C1 RU98110712A RU98110712A RU2151123C1 RU 2151123 C1 RU2151123 C1 RU 2151123C1 RU 98110712 A RU98110712 A RU 98110712A RU 98110712 A RU98110712 A RU 98110712A RU 2151123 C1 RU2151123 C1 RU 2151123C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
plasticizer
antioxidant
granules
carbonated
Prior art date
Application number
RU98110712A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98110712A (ru
Inventor
С.А. Суворов
Д.Н. Борзов
С.В. Бочаров
Original Assignee
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
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 Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) filed Critical Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Priority to RU98110712A priority Critical patent/RU2151123C1/ru
Publication of RU98110712A publication Critical patent/RU98110712A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2151123C1 publication Critical patent/RU2151123C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии огнеупорных материалов и может быть использовано в огнеупорной промышленности при изготовлении огнеупоров, предназначенных для работы в экстремальных условиях воздействия термических, химических, термомеханических нагружений. Задачей изобретения является разработка состава и способа образования массы для карбонированных огнеупоров со взаимно проникающими огнеупорным и углеродным каркасами с высокими антиокислительными и термомеханическими свойствами, что достигается за счет организованного распределения и лучшего использования функциональных свойств ингредиентов в многокомпонентной массе введением в состав карбонированных огнеупоров 60-95 мас. % огнеупорного наполнителя, карбонированных гранул в количестве 5-40 мас.% и 2-8 мас.% на 100% твердой фазы жидкого углеродистого пластификатора. Карбонированные гранулы содержат, мас.%: 0,1-30 антиоксиданта, 20-60 нетермопластичного углеродсодержащего ингредиента и 17-50 связки каменноугольной, нефтяной или синтетической природы. Предлагаемый способ образования массы для карбонированных изделий обеспечивает получение изделий со свойствами, существенно превосходящими по известным решениям. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к технологии огнеупорных материалов и может быть использовано в огнеупорной промышленности при изготовлении огнеупоров, предназначенных для работы в экстремальных условиях воздействия термических, химических, термомеханических нагружений.
Известные способы подготовки многокомпонентной шихты карбонированных огнеупоров не решают сложных проблем производства огнеупоров с высоким уровнем показателей и стабильностью свойств. Считывается, что повышенного ресурса эксплуатации карбонированных огнеупоров можно добиться защитой углерода от выгорания. С с этой целью вводят различные добавки, прежде всего металлические антиоксиданты в виде легкоплавких металлов типа Ai, Si, Mg или их сплавов (Патент США 5250479, C 04 B 35/04, 1995). В известных решениях добавка антиоксиданта случайным образом распределяется среди многочисленного состава ингредиентов различной природы и дисперсности (Патент России SU 1648931, Б. И. N 18, 1991). При этом обычно отмечается увеличение ресурса и показателей свойств изделий на 20 - 30%. Добавление металлических антиоксидантов превращает шихту в еще более многокомпонентную, включающую до шести и более ингредиентов, что усложняет технологию и при использовании известных способов образования огнеупорных масс исключает достижение равномерного и управляемого распределения ингредиентов. В таких многокомпонентных системах, содержащих огнеупорный наполнитель в виде крупной, средней, мелкой, тонкодисперсной фракций, карбонированный компонент, один или два вида пластификатора, антиоксидантные добавки одного, двух или более видов, т.е. в сумме от 7 до 10 ингредиентов, технологические трудности с равномерным и воспроизводимым распределением ингредиентов в объеме смеси вызваны изменением реологических свойств образующейся массы по мере введения ингредиентов. В электродной промышленности повышения свойств углеродных материалов и изделий добиваются применением многооперационной технологии, включающей горячее смешение, компаундирование, вторичную обработку, карбонирующий, силицирующиий обжиги и др.
Известен способ приготовления массы и карбонированных огнеупоров с улучшенной стойкостью к термическим напряжениям. Для достижения этой цели используется периклазоуглеродистая масса, приготавливаемая из графита, смеси совместного помола магниевого-алюминиевого сплава с тонкомолотым периклазом и зернистого периклазового наполнителя (Патент США 5438026, C 04 В 35/52, 1994).
При приготовлении смеси совместного помола антиоксиданта и периклаза происходит ослабление функциональных свойств антиоксиданта из-за частичного окисления, сохраняется опасность образования взрывоопасных пылегазовых смесей, антиоксидант изначально распределяется не среди графита, в целях защиты которого он вводится, при смешении продукт совместного помола антиоксиданта с периклазом случайным образом распределяется между зернистым наполнителем, состоящим из различных фракций минерального огнеупорного наполнителя и графита, а эффективность действия антиоксиданта практически нивелируется при высоком наполнении массы углеродным ингредиентом.
Структура огнеупоров из приготовленной таким образом массы получается плохо организованной и плохо воспроизводимой, что снижает качество изделий. В результате уровень показателей свойств огнеупорных изделий с антиоксидантом повышается весьма незначительно по сравнению с составами без участия антиоксиданта, это не удовлетворяет возрастающим требованиям потребителей.
Целью технического решения является разработка состава и способа образования массы для карбонированных огнеупоров со взаимно проникающими огнеупорным и углеродным каркасами с высокими антиокислительными и термомеханическими свойствами, что достигается за счет организованного распределения и лучшего использования функциональных свойств ингредиентов в многокомпонентной массе введением в состав карбонированых огнеупоров 60 - 95 мас.% огнеупорного наполнителя, карбонированных гранул в количестве 5 - 40 мас.% и 2 - 8 мас. % на 100% твердой фазы жидкого углеродистого пластификатора, причем карбонированные гранулы представлены 0,1 - 30 мас.% легирующих добавок (например, Ai, Si, Mg их сплавы), 20 - 60 мас.% нетермопластичной углеродсодержащей составляющей и 17 - 50 мас.% пластификатора каменноугольной, нефтяной или синтетической природы.
Сущность заявляемого способа заключается в том, что ингредиенты карбонированной части массы: 0,1 - 30 мас.% легирующих добавок (например, Al, Si, Mg их сплавы), 20 - 60 мас.% нетермопластичной углеродсодержащей составляющей в виде графита, кокса, сажи, их смесей и 17 - 50 мас.% пластификатора каменноугольной, нефтяной или синтетической природы закатывают при перегревании пластификатора выше температуры размягчения на 5 - 20oC до формообразования гранул, с насыпным весом 600 - 1000 кг/м3, которые в количестве 5 - 40 мас. % распределяют в 60 - 95 мас.% огнеупорного зернистого наполнителя, обработанного 2 - 8 мас.% жидким углеродистым пластификатором, производят вылеживание 1 - 24 ч, после чего формуют изделия.
Заявляемый способ обеспечивает равномерное распределение антиоксиданта в гранулированном виде, позволяет сократить число технологических операций, устраняется пыление и взрывоопасность, а карбонированные огнеупорные изделия из образованной массы обладают высокими антиокислительными и термомеханическими свойствами. Пластификатором при этом могут выступать продукты перегонки нефти или пиролиза углей, например нефтяные и каменноугольные пеки, синтетические смолы, битумы и др. Твердый нетермопластичный углеродсодержащий наполнитель может быть представлен графитом, коксом, сажей, их смесями и др. Жидкий пластификатор может быть представлен фурановой, фенольной и др. смолами, синтетическими и природными полисахаридами, сульфитно-спиртовыми щелоками и др. В предлагаемом техническом решении использовались плавленый периклаз ПППЛ-96, корунд электроплавленый, высокообожженные табулированный периклаз и корунд, низко- и высокотемпературные пеки, среднетемпературный каменноугольный пек с температурой размягчения 68oC, среднетемпературный нефтяной пек с температурой размягчения 75oC, высокотемпературный нефтяной пек с температурой размягчения 150oC, магниево-алюминиевый сплав, порошок металлический алюминиевый ПА-4, пудра алюминиевая ПП-2 [Взрывоопасность металлических порошков / В.В. Недин, О.Д. Нейков, А.Г. Алексеев, В.А. Кривцов. -Киев: Наукова Думка, 1971. - 140 с.], порошок металлический кремниевый Кр-1, раствор полисахаридов с плотностью 1,38 кг/м3, фенолформальдегидная и фенолофурановая смолы, сульфитно-спиртовой щелок с плотностью 1,2 кг/м3.
Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо, позволяет получать изделия с показателями свойств, превосходящими прототип.
Ниже приводятся примеры реализации состава и способа образования массы для карбонированных огнеупоров.
Пример 1
Взятые в количестве 16 мас. % алюминиевый порошок марки ПА-4 по ГОСТ 6058-73, 30 мас.% измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 54 мас.% графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 73 - 88oC в гранулы до насыпной плотности 800 кг/м3, которые в количестве 13 мас.% распределяют в 87 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 24 ч до образования насыпной плотности 1,8 кг/см3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа. Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 2
Взятые в количестве 30 мас. % алюминиевый порошок марки ПА-4 по ГОСТ 6058-73, 50 мас.% измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 20 мас.% графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 73 - 88oC в гранулы до насыпной плотности 600 кг/м3, которые в количестве 5 мас. % распределяют в 95 мас.% плавленого периклаза, обработанного 8 мас.% жидким сульфитно-спиртовым щелоком с плотностью 1,2 кг/м3, производят вылеживание 4 ч до образования насыпной плотности 2,2 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 3
Взятые в количестве 10 мас. % алюминиевая пудра марки ПП-2, 30 мас.% измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 60 мас.% графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 73 - 88oC в гранулы до насыпной плотности 820 кг/м3, которые в количестве 40 мас.% распределяют в 60 мас.% плавленого периклаза, обработанного 2 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 1 ч до образования насыпной плотности 1,4 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 100 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 4
Взятые в количестве 0,1 мас.% алюминиевая пудра марки ПП-2, 35 мас.% измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 64,9 мас.% графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 73 - 88oC в гранулы до насыпной плотности 850 кг/м3, которые в количестве 40 мас.% распределяют в 60 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 2 ч до образования насыпной плотности 1,4 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 150 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 5
Взятые в количестве 28 мас. % алюминиевый порошок марки ПА-4 (ГОСТ 6058-73), 17 мас. % измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 55 мас. % кокс металлургический по ГОСТ 3213-71 закатывают при 73 - 88oC в гранулы до насыпной плотности 1000 кг/м3, которые в количестве 10 мас.% распределяют в 90 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 2 ч до образования насыпной плотности 2,2 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 6
Взятые в количестве 28 мас. % кремниевый порошок марки Кр1 по ГОСТ 2169-69, 30 мас.% измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 42 мас.% кокс металлургический по ГОСТ 3213-71 закатывают при 73 - 88oC в гранулы до насыпной плотности 950 кг/м3, которые в количестве 12 мас.% распределяют в 88 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким сульфитно-спиртовым щелоком с плотностью 1,2 кг/м3, производят вылеживание 2 ч до образования насыпной плотности 2,1 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 7
Взятые в количестве 16 мас. % алюминиевый порошок марки ПА-4 по ГОСТ 6058-73 мас.% измельченный нефтяной пек с температурой размягчения 85oC и 54 мас. % графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 90 - 105oC в гранулы до насыпной плотности 750 кг/м3, которые в количестве 13 мас.% распределяют в 87 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 2 ч до образования насыпной плотности 1,75 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 8
Взятые в количестве 16 мас.% алюмо-магниевый сплав, 30 мас.% измельченный каменноугольный пек по ГОСТ 10200-83 с температурой размягчения 68oC и 54 мас. % графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 73 - 83oC в гранулы до насыпной плотности 800 кг/м3, которые в количестве 13 мас.% распределяют в 87 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 2 ч до образования насыпной плотности 1,8 кг/м3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Пример 9
Взятые в количестве 16 мас. % алюминиевый порошок марки ПА-4 по ГОСТ 6058-73, 30 мас. % твердая фенолоформальдегидная смола по ГОСТ 18694-80 с температурой каплепадения 120oC и 54 мас.% графит тигельный по ГОСТ 4596-75 закатывают при 125 - 140oC в гранулы до насыпной плотности 850 кг/м3, которые в количестве 13 мас.% распределяют в 87 мас.% плавленого периклаза, обработанного 3 мас.% жидким полисахаридом с плотностью 1,38 кг/м3, производят вылеживание 24 ч до образования насыпной плотности 1,85 кг/см3, после чего формуют изделия при давлении 120 МПа.
Прочностные свойства полученного таким образом изделия приведены в таблице.
Таким образом, предлагаемый способ образования массы для карбонированных изделий обеспечивает получение изделий со свойствами, существенно превосходящими по известным решениям.

Claims (1)

1. Состав массы для карбонированных огнеупоров, включающий огнеупорный зернистый наполнитель, углеродсодержащий ингредиент, антиоксидант и углеродистый пластификатор, отличающийся тем, что он содержит антиоксидант и нетермопластичный углеродсодержащий ингредиент в виде карбонированных гранул при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Огнеупорный зернистый наполнитель - 60 - 95
Карбонированные гранулы - 5 - 40
Жидкий углеродистый пластификатор на 100% твердой фазы - 2 - 8
причем карбонированные гранулы содержат, мас.%:
Антиоксидант - 0,1 - 30
Нетермопластичный углеродсодержащий ингредиент - 20 - 60
Пластификатор каменноугольной, нефтяной или синтетической природы - 17 - 50
2. Способ образования массы для карбонированных огнеупоров, включающий смешение огнеупорного зернистого наполнителя, углеродсодержащего ингредиента, антиоксиданта и углеродистого пластификатора, отличающийся тем, что ингредиенты карбонированной части массы: 0,1 - 30 мас.% антиоксиданта, 20 - 60 мас. % нетермопластичного углеродсодержащего ингредиента, 17 - 50 мас.% пластификатора каменноугольной, нефтяной или синтетической природы, закатывают при перегревании пластификатора выше температуры размягчения на 5 - 20oС до формообразования карбонированных гранул с насыпным весом 600 - 1000 кг/м3, которые в количестве 5 - 40 мас.% распределяют в 60 - 95 мас.% огнеупорного зернистого наполнителя, обработанного 2 - 8 мас.% жидкого углеродистого пластификатора, производят вылеживание 1 - 24 ч, после чего формуют изделия.
RU98110712A 1998-06-04 1998-06-04 Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров RU2151123C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98110712A RU2151123C1 (ru) 1998-06-04 1998-06-04 Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98110712A RU2151123C1 (ru) 1998-06-04 1998-06-04 Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98110712A RU98110712A (ru) 2000-04-20
RU2151123C1 true RU2151123C1 (ru) 2000-06-20

Family

ID=20206872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98110712A RU2151123C1 (ru) 1998-06-04 1998-06-04 Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151123C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490229C2 (ru) * 2011-05-12 2013-08-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Способ изготовления углеродсодержащих огнеупоров и состав массы для углеродсодержащих огнеупоров

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490229C2 (ru) * 2011-05-12 2013-08-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Способ изготовления углеродсодержащих огнеупоров и состав массы для углеродсодержащих огнеупоров

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2737521B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Pulvers von
US3970542A (en) Method of preparing electrode pitches
UA109538C2 (uk) Електродна паста з вуглеводневою основою для електродів в графіті без зв'язувальної речовини
RU2151123C1 (ru) Состав и способ образования массы для карбонированных огнеупоров
US5405576A (en) Hypereutectic aluminum-silicon alloys produced by powder metallurgy techniques
EP3577070B1 (de) Verfahren zur herstellung eines formlings und danach hergestellter formling
US4454239A (en) Carbonaceous refractory composition for pressing brick shapes
US5104518A (en) Process for the inhibition of the puffing of cokes produced from coal tar pitches
US4588442A (en) Refractory composition
DE2454711C3 (de) Feuerfeste Masse und deren Verwendung
US8715484B2 (en) Process for producing needle coke for graphite electrode and stock oil composition for use in the process
RU2490229C2 (ru) Способ изготовления углеродсодержащих огнеупоров и состав массы для углеродсодержащих огнеупоров
US4558019A (en) Periclase refractory brick with oxyhydrocarbon component
US2637072A (en) Manufacture of carbon molded bodies
JPH07504641A (ja) 耐火成形材料及び耐火成形品を製造するための方法
RU2214378C2 (ru) Способ приготовления массы для изготовления углеродсодержащих огнеупоров
RU2171243C1 (ru) Состав и способ образования массы карбонированных огнеупоров
US2530492A (en) Method of making incendiary compositions
US4272324A (en) Process for producing shaft furnace cokes
SU1680434A1 (ru) Состав проивопригарной композиции дл литейного производства
KR100228221B1 (ko) 성형코크스의 제조방법
DE1964433C3 (de) Verwendung von Kohlenstoffmaterial zur Herstellung von Stopfen und Ausgüssen
JPS61295216A (ja) 高密度・高強度等方性黒鉛材の製造法
WO2018099853A1 (de) Verfahren zur herstellung kohlenstoffgebundener, feuerfester formkörper und feuerfester formkörper
RU2489402C1 (ru) Состав массы для углеродсодержащих огнеупоров и способ изготовления углеродсодержащих огнеупоров

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070605