RU2151129C1 - Огнеупорная масса - Google Patents

Огнеупорная масса Download PDF

Info

Publication number
RU2151129C1
RU2151129C1 RU98103916/03A RU98103916A RU2151129C1 RU 2151129 C1 RU2151129 C1 RU 2151129C1 RU 98103916/03 A RU98103916/03 A RU 98103916/03A RU 98103916 A RU98103916 A RU 98103916A RU 2151129 C1 RU2151129 C1 RU 2151129C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory
sio
refractory mass
mass
feo
Prior art date
Application number
RU98103916/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98103916A (ru
Inventor
И.Г. Сапченко
Original Assignee
Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
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 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН filed Critical Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority to RU98103916/03A priority Critical patent/RU2151129C1/ru
Publication of RU98103916A publication Critical patent/RU98103916A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2151129C1 publication Critical patent/RU2151129C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1324—Recycled material, e.g. tile dust, stone waste, spent refractory material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической отраслях народного хозяйства. Огнеупорная масса состоит, мас.%: глина 75 - 80; кварц-турмалиновый отход 20 - 25. Используют глину состава, мас.%: Al2O3 16,02, SiO2 62,62, CaO 0,48, FeO 0,42, Fe2O3 3,83, ППП 8,11, и кварц-турмалиновый отход состава, мас. %: Аl2О3 13,75, SiO2 61,15, Fe2O3 5,00, FeO 8,10, TiO2 0,68, CaO 1,20, MgO 3,30, Na2O 1,25, K2O 1,60, B2O3 1,90, ППП 2,02. Используемые в огнеупорной массе компоненты - глина и кварц-турмалиновый отход Комсомольского района - ранее для изготовления огнеупорных изделий не использовались. Огнеупорная масса имеет низкую стоимость, обусловленную доступность компонентов, снижает затраты на производство огнеупоров и повышает их эксплуатационные и физико-химические характеристики. 1 табл.

Description

Изобретение относится к составам огнеупорных масс для литейного производства и производства огнеупоров, и может быть использовано в машиностроительной и металлургической отраслях народного хозяйства.
Известен состав [1] огнеупорной массы, содержащий, мас.%: глина огнеупорная 1-11, магний сернокислый 4-10, порошок обожженного магнезита 15-35, шамот - остальное. Данная огнеупорная масса имеет сложный многокомпонентный состав с высокой температурой (согласно [2] - 1575oC) образования жидкой фазы системы MgO-Al2O3-SiO2, что обуславливает высокую стоимость получаемых огнеупорных изделий. Последнее ограничивает диапазон применения огнеупорных изделий из данной массы, например, для футеровки туннельных обжиговых печей.
Разработан состав огнеупорной массы системы каолинит - Al2O3-SiO2-B2O3 [3] , который также содержит дорогостоящие компоненты, в частности обогащенный каолинит. При этом температура обработки изделий из данной огнеупорной массы достаточно высока (1400-1450oC), а физико-механические характеристики низкие.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорная масса системы Al2O3-SiO2, содержащая, мас.%: шамот 48, глина огнеупорная 52 [4]. Фракционный состав шамота при пластическом формировании изделий влажности 16-19% составлял: фракции > 3 мм - 0,8%; фракции < 0,54 мм - 49,0%. Минералогический состав отожженных огнеупорных изделий составлял, мас.%: Al2O3 28; SiO2 48,63.
Однако рассматриваемый состав-прототип огнеупорной массы содержит ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата. Процесс получения огнеупорных изделий из состава-прототипа энергоемок. Изделия, получаемые из рассматриваемой огнеупорной массы, подвергаются высокотемпературной (1300-1450oC) обработке. Кроме того, получение шамота из огнеупорных глин также приводит к дополнительным затратам. При этом изделия имеют недостаточно высокие физико-механические свойства и химическую стойкость к воздействию шлаков.
Эти и другие недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается состав огнеупорной массы, состоящий, мас.%: глина Комсомольского района минералогического состава, мас.%: Al2O3 6,2; SiO2 62,62; СаО 0,48; FeO 0,42; Fe2O3 3,83; ППП 8,11, - 75-80; кварц-турмалиновый отход (КТО) Солнечного горно-обогатительного комбината Комсомольского района минералогического состава, мас.%: Al2O3 13,75; SiO2 61,15; Fe2O3 5,00; FeO 8,10; TiO2 0,68; СаО 1,20; MgO 3,30; Na2O 1,25; K2O 1,60; B2O3 1,90; ППП 2,02, - 20-25.
Необходимо отметить, что данные компоненты огнеупорной массы для изготовления огнеупорных изделий ранее не использовались. Фракционный состав КТО при пластическом формировании изделий влажности 16-19% составлял: фракции > 3 мм 0,8%; фракции < 0,54 мм 49,0%. Минералогический состав отожженных огнеупорных изделий составлял, мас. %: Al2O3 15,5875 - 15,71; SiO2 62,2525 - 62,28; СаО 0,624 - 0,66; FeО 1,956 - 2,340; Fe2O3 4,064 - 4,1225; TiO2 0,136 - 0,17; MgO 0,66 - 0,825; Na2O 0,25 - 0,3125; K2O 0,32 - 0,4; B2O3 0,38 - 0,475; ППП 6,5875 - 6,892.
Задача, решаемая предлагаемым составом огнеупорной массы, заключается в повышении физико-механических свойств изготовляемых огнеупорных изделий.
Наличие в КТО легкоплавких окислов способствует образованию жидкой фазы в структуре изделия - сырца при более низких температурах, чем температура обжига, что интенсифицирует процесс спекания изделия. Кроме того, при обжиге огнеупоров системы Al2O3-SiO2 B2O3 играет роль активной минерализирующей добавки, которая активизирует процесс образования муллита [3]. Первые зародыши кристаллов муллита образуются уже при 900oC. При дальнейшем росте температуры процесс муллитообразования лишь интенсифицируется.
Таким образом, реализуется возможность снижения температуры обжига огнеупорных изделий до 900 - 950oC при повышении физико-механических свойств последних (см. таблицу).
Из таблицы видно, что изменение концентрации КТО в огнеупорной массе приводит к снижению физико-механических свойств изделий.
Признаки, характеризующие изобретение:
- ограничительные: огнеупорная масса включает шамот и огнеупорную глину;
- отличительные: огнеупорная масса содержит, мас.%: глина минералогического состава, мас.%: Al2O3 16,2; SiO2 62,62; СаО 0,48; FeO 0,42; Fe2O3 3,83; ППП 8,11, -75 - 80; кварц-турмалиновый отход минералогического состава, мас. %: Al2O3 13,75; SiO2 61,15; Fe2O3 5,00; FeО 8,10; TiO2 0,68; CaO 1,20; MgO 3,30; Na2O 1,25; K2O 1,60; В2O3 1,90; ППП 2,02, - 20 - 25.
Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим решением осуществляется посредством способности легкоплавки окислов КТО в процессе обжига огнеупорных изделий образовать жидкую фазу при более низких температурах термообработки, способствуя интенсивному взаимодействию B2O3 и элементов системы Al2O3-SiO2 с образованием муллита 3Al2O3•2SiO2 и более полному спеканию структуры огнеупорного изделия. В совокупности действия полиморфных превращений и физико-химических процессов повышаются физико-механические свойства получаемых огнеупорных изделий.
Промышленная применимость разработанного состава огнеупорной массы обуславливается доступностью, региональной принадлежностью и невысокой стоимостью компонентов огнеупорной массы; снижением энергозатрат за счет упразднения операции обжига шамота и длительности операции обжига огнеупорных изделий за счет снижения температуры процесса до 900-950oC; повышением физико-механических свойств огнеупорных изделий. Кроме перечисленного, была определена повышенная стойкость к действию шлаков при плавке сталей и цветных сплавов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Огнеупорная масса. Кабанов B.C., Суворов С.А., Власов В.В., Редько Г. С. ; Ленингр.технол.ин-т. А.С.963975, СССР. 3аявл.07.07.80, N 2954516/29-33, опубл. в Б.И., 1982, N37. МКИ С 04 В 33/22.
2. Стрелов К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных. - М.: Металлургия, 1985. С.234.
3. Гончаров Ю. И., Терсенова Л.А., Альеов Ю.Н. Двухслойный теплоизоляционный огнеупор// Огнеупоры, 1993. N6. С.33-34.
4. Мамыкин П.С., Стралов К.К. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия, 1988, С.266-275.
5. Долотов Г. П. , Кондаков Е.А. Печи и сушила литейного производства: Учебник для техникумов, 2-е изд. , перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. 232с.

Claims (1)

  1. Огнеупорная масса, включающая огнеупорную глину и кварцсодержащий отход, отличающаяся тем, что содержит огнеупорную глину минералогического состава, мас.%:
    Al2O3 - 16,02
    SiO2 - 62,62
    CaO - 0,48
    FeO - 0,42
    Fe2O3 - 3,83
    ППП - 8,11
    и кварц - турмалиновый отход минералогического состава, мас.%:
    Al2O3 - 13,75
    SiO2 - 61,15
    Fe2O3 - 5,00
    FeO - 8,10
    TiO2 - - 0,68
    CaO - 1,20
    MgO - 3,30
    Na2O - 1,25
    K2O - 1,60
    B2O3 - 1,90
    ППП - 2,02
    при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    Глина огнеупорная - 75 - 80
    Указанный кварц-турмалиновый отход - 20 - 25о
RU98103916/03A 1998-03-02 1998-03-02 Огнеупорная масса RU2151129C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103916/03A RU2151129C1 (ru) 1998-03-02 1998-03-02 Огнеупорная масса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98103916/03A RU2151129C1 (ru) 1998-03-02 1998-03-02 Огнеупорная масса

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98103916A RU98103916A (ru) 1999-12-27
RU2151129C1 true RU2151129C1 (ru) 2000-06-20

Family

ID=20202952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98103916/03A RU2151129C1 (ru) 1998-03-02 1998-03-02 Огнеупорная масса

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151129C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106673632A (zh) * 2016-12-19 2017-05-17 河北工业大学 一种化妆品专用水处理功能陶瓷

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СТРЕЛОВ К.К. и др. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия, 1988, с.266 - 275. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106673632A (zh) * 2016-12-19 2017-05-17 河北工业大学 一种化妆品专用水处理功能陶瓷

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080098518A (ko) 내화성 정상의 세라믹 배치 및 이로부터 제조된 내화성 산물
US2599566A (en) Chrome-magnesia refractories
Haldar et al. Effect of compositional variation on the synthesis of magnesite–chrome composite refractory
US3309209A (en) Refractory
RU2151129C1 (ru) Огнеупорная масса
Sugita Historical overview of refractory technology in the steel industry
ES2227207T3 (es) Pprocedimiento de tratamiento oxidante de las escorias de acereria y escorias ld obtenidas.
RU2151128C1 (ru) Огнеупорная масса
Goldschmidt Olivine and forsterite refractories in Europe
JP2613763B2 (ja) マグネシア耐火れんが用スピネル形成組成物
JPH05254924A (ja) クロム固溶スピネル及びコランダムよりなるクリンカー並びにそれを用いて得られる耐火物
RU2155734C2 (ru) Огнеупорная масса
DE1471074B2 (de) Feuerfestes magnesiumoxid und titanoxid enthaltendes material mit verbesserter korrosions- und erosionsbestaendigkeit fuer stahlschmelzoefen
US3258353A (en) Magnesia refractory product and process
Rytvin et al. Titanium-Alumina Slag–Semifunctional Technogenic Resource of High-Alumina Composition. Part 2. Use of Ferrotitanium Slag for Producing Refractories in Metallurgy and Other Branches of Industry
CN102731125A (zh) 改性电熔镁铝尖晶石的制作工艺
US2133672A (en) Refractory
Stoch et al. Processing of some non-conventional ceramic raw materials and by-products
US3245811A (en) Vessel linings
RU2159751C2 (ru) Огнеупорная масса
US2394304A (en) Refractories
JPS6143305B2 (ru)
KRANER The use of phase diagrams in the development and use of refractories
RU2198859C1 (ru) Магнезиально-шпинелидный огнеупор
SU1557139A1 (ru) Шихта дл изготовлени форстеритовых огнеупоров