RU2212387C2 - Refractory mass - Google Patents
Refractory massInfo
- Publication number
- RU2212387C2 RU2212387C2 RU2001115613A RU2001115613A RU2212387C2 RU 2212387 C2 RU2212387 C2 RU 2212387C2 RU 2001115613 A RU2001115613 A RU 2001115613A RU 2001115613 A RU2001115613 A RU 2001115613A RU 2212387 C2 RU2212387 C2 RU 2212387C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- mass
- waste
- refractory mass
- mixer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для получения шлакосталечугунных композиций, применяемых для ремонта сталелитейных ковшей, изготовления и ремонта огнеупорной футеровки печных агрегатов, жароупорных и теплоизоляционных бетонов; например, также может быть использовано для ремонта термических и пиролизных печей, агрегатов нефтеперерабатывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, дымогарных труб, котельных установок, печей дожигания отходов шинного производства, реакторов получения технического углерода, плавильных дуговых печей и установок ТВЧ, а также других аналогичных агрегатов. The invention relates to the production of refractory materials and can be used to produce slag and cast iron compositions used for the repair of steel ladles, the manufacture and repair of refractory lining of furnace units, heat-resistant and heat-insulating concrete; for example, it can also be used for the repair of thermal and pyrolysis furnaces, units of the oil refining and oil and gas processing industries, smoke tubes, boiler plants, tire-burning afterburning furnaces, carbon black reactors, melting arc furnaces and high-frequency heaters, as well as other similar units.
Известна сырьевая смесь, включающая, мас.%:
Двуокись титана - 50-65
Фосфорную кислоту - 12-13
Фосфат титана - 15-28
(см. описание изобретение к а.с. СССР 1114654, МПК С 04 В 12/02).Known raw mix, including, wt.%:
Titanium Dioxide - 50-65
Phosphoric acid - 12-13
Titanium Phosphate - 15-28
(see the description of the invention to the AS of the USSR 1114654, IPC C 04
Известна также сырьевая смесь для получения фосфатного связующего, содержащая, мас.%:
Отработанные растворы фосфатирования или смесь этих растворов с фосфористой кислотой в пересчете на чистую фосфористую кислоту - 20-30
Титаносодержащие соединения или смесь этих соединений с двуокисью титана в пересчете на чистую двуокись титана - 0,5-10
Тонкодисперсный отход нефтехимической промышленности отработанный алюмохромовый катализатор - 15-23
Борная кислота - 0,5-0,7
Мертель - 3-25
Огнеупорная глина - Остальное
(см. описание изобретение к патенту РФ 2129104, МПК6 С 04 В 12/02).Also known is a raw material mixture for producing a phosphate binder, containing, wt.%:
Spent phosphate solutions or a mixture of these solutions with phosphorous acid in terms of pure phosphorous acid - 20-30
Titanium-containing compounds or a mixture of these compounds with titanium dioxide in terms of pure titanium dioxide - 0.5-10
Fine waste of the petrochemical industry spent aluminum-chromium catalyst - 15-23
Boric acid - 0.5-0.7
Mortar - 3-25
Refractory Clay - Else
(see the description of the invention to the patent of the Russian Federation 2129104, IPC 6 C 04
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является смесь для получения фосфатного связующего содержащая, мас.%:
Тонкодисперсные отходы нефтехимической промышленности в перерасчете на:
Аl2O3 - 36,1-52,0
Cr2O3 - 5,5-8,97
Фосфорную кислоту в пересчете на P2O5 - 17,72-35,45
Борсодержащие в перерасчете на двуокись бора - 0,2-2,5
Двуокись титана - 5-15
(см. описание изобретения к патенту РФ 2081079, МПК6 С 04 В 12/02).The closest analogue in technical essence and the achieved effect to the claimed technical solution is a mixture to obtain a phosphate binder containing, wt.%:
Fine waste of the petrochemical industry, calculated on:
Al 2 O 3 - 36.1-52.0
Cr 2 O 3 - 5.5-8.97
Phosphoric acid in terms of P 2 O 5 - 17.72-35.45
Boron-containing in terms of boron dioxide - 0.2-2.5
Titanium dioxide - 5-15
(see the description of the invention to the patent of the Russian Federation 2081079, IPC 6 C 04
Вышеуказанный аналог решает задачу расширения сырьевой базы для получения титаносодержащей сырьевой смеси. Однако необходимость использования для получения смеси двуокиси титана и фосфорной кислоты обуславливает высокую себестоимость получаемой смеси. The above analogue solves the problem of expanding the raw material base to obtain a titanium-containing raw material mixture. However, the need to use titanium dioxide and phosphoric acid to produce a mixture causes the high cost of the resulting mixture.
Еще более близким аналогом по достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является смесь, включающая тонкодисперсный отработанный катализатор нефтехимической промышленности, фосфатное связующее и воду, следующего состава, %:
Алюмохромосодержащий катализатор нефтехимической промышленности - 16-63
Молотый отработанный фосфорно-кислый катализатор производства синтетического спирта - 16-64
Вода - Остальное
(см. описание изобретения к а.с. 1488282, C 04 B 35/10).An even closer analogue to the achieved effect to the claimed technical solution is a mixture comprising a finely divided spent catalyst of the petrochemical industry, a phosphate binder and water, of the following composition,%:
Aluminum-chromium-containing catalyst for the petrochemical industry - 16-63
Ground spent phosphoric acid catalyst for the production of synthetic alcohol - 16-64
Water - Else
(see the description of the invention to A.S. 1488282, C 04
Вышеуказанный аналог ограничивает применение других отходов, содержащих фосфаты. The above analogue limits the use of other wastes containing phosphates.
Указанные недостатки ограничивает область применения смеси. These disadvantages limits the scope of the mixture.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении расходов на получение огнеупорной химически стойкой огнеупорной массы за счет использования доступных и дешевых компонентов. The technical result achieved by the invention is to reduce the cost of obtaining a refractory chemically resistant refractory mass through the use of affordable and cheap components.
Сущность заявляемого изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата за счет того, что огнеупорная масса, содержащая окислы алюминия, хрома, фосфора и титана, согласно изобретению дополнительно содержит окислы магния и кальция и кремнесодержаший наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al2O3 - 35-66
Cr2O3 - 6-10
P2O5 - 3-12
MgO - 2-6
CaO - 1,5-6
TiO2 - 0,1-2,5
SiO2 - 6-45
Причем огнеупорная масса в качестве кремнесодержащего наполнителя содержит двуокись кремния.The essence of the claimed invention is to achieve the aforementioned technical result due to the fact that the refractory mass containing oxides of aluminum, chromium, phosphorus and titanium, according to the invention additionally contains oxides of magnesium and calcium and a silicon-containing filler in the following ratio of components, wt.%:
Al 2 O 3 - 35-66
Cr 2 O 3 - 6-10
P 2 O 5 - 3-12
MgO - 2-6
CaO - 1.5-6
TiO 2 - 0.1-2.5
SiO 2 - 6-45
Moreover, the refractory mass as a silicon-containing filler contains silicon dioxide.
Новизна заявляемого технического решения состоит в том. что компоненты, применяемые для получения огнеупорной массы, взяты в новых соотношениях. The novelty of the claimed technical solution is. that the components used to obtain the refractory mass are taken in new ratios.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна". Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of "novelty."
Экспериментально установлено, что применение в качестве связующих фосфатов придает огнеупорной массе такие свойства как повышенная адгезия, огнеупорность, термостойкость, повышенные механические свойства и способность образовывать весьма прочные газонепроницаемые химические и шлакоустойчивые защитные пленки и покрытия. It has been experimentally established that the use of phosphates as binders gives the refractory mass such properties as increased adhesion, refractoriness, heat resistance, increased mechanical properties and the ability to form very strong gas-tight chemical and slag-resistant protective films and coatings.
При этом особый интерес представляют фосфатные отходы, такие как отработанные составы ванн фосфотирования перед окраской, электролиты ваян фосфотирования, шламы и отходы, содержащие соли фосфорной кислоты. In this case, phosphate wastes are of particular interest, such as spent compositions of phosphating baths before painting, electrolytes of sculpted phosphating, sludges and waste containing salts of phosphoric acid.
Однако при содержании фосфатов в перерасчете на пятиокись фосфора менее 3% не обеспечивается прочность. Содержание в огнеупорной массе пятиокиси фосфора более 12% дает массе такое свойство, как повышение термостойкости, но не значительно, но экономически становится не приемлемым. However, when the phosphate content in terms of phosphorus pentoxide is less than 3%, strength is not ensured. The content in the refractory mass of phosphorus pentoxide more than 12% gives the mass such a property as an increase in heat resistance, but not significantly, but economically becomes unacceptable.
При содержании в огнеупорной массе окиси алюминия менее 35% и окиси хрома менее 6% композиция неработоспособна. When the content in the refractory mass of alumina is less than 35% and chromium oxide is less than 6%, the composition is inoperative.
При содержании соответственно окиси алюминия более 66% и окиси хрома более 10% композиция становится недопустимо густой и теряет консистенцию. When the content of aluminum oxide is more than 66% and chromium oxide is more than 10%, the composition becomes unacceptably thick and loses its consistency.
В качестве материала, содержащего окислы алюминия и хрома, использованы отходы нефтехимической промышленности, и при необходимости можно использовать хромистые отходы отработанных электролитов ванн хромирования, шламы и отходы, содержащие соли трехвалентного хрома. Waste from the petrochemical industry was used as a material containing oxides of aluminum and chromium, and if necessary, chromium waste from spent electrolytes of chromium baths, sludges and waste containing salts of trivalent chromium can be used.
При содержании в огнеупорной массе окиси кальция менее 1,5% происходит снижение огнеупорности, при более 6% - не обеспечивается плотность спека. When the content in the refractory mass of calcium oxide is less than 1.5%, a decrease in refractoriness occurs, with more than 6%, the density of the cake is not ensured.
В процессе нагревания происходит взаимодействие фосфатов с двуокисью кремния, что при отверждении приводит к цементированию зерна кремнийсодержащего наполнителя и спекание происходит с образованием плотной структуры с высокой механической прочностью и термостойкойкостью. During heating, phosphates interact with silicon dioxide, which during curing leads to cementation of the grain of the silicon-containing filler and sintering occurs with the formation of a dense structure with high mechanical strength and heat resistance.
При содержании двуокиси титана менее 0,1 спек композиции становится пылящим с признаками эрозии на поверхности, а при содержании более 2,5% соответственно происходят признаки оправления, которые обнаруживаются при визуальном осмотре, огнеупорность понижается, кроме того, повышается себестоимость композиции из-за дефицитности двуокиси титана. When the content of titanium dioxide is less than 0.1, the cakes of the composition become dusty with signs of erosion on the surface, and when the content is more than 2.5%, signs of setting occur, which are detected by visual inspection, respectively, the refractoriness decreases, and the cost of the composition increases due to deficiency titanium dioxide.
При исследовании заявляемого объекта изобретения в технической, патентной и научно-технической литературе не обнаружена указанная совокупность существенных признаков. In the study of the claimed subject matter in the technical, patent and scientific literature not found the specified set of essential features.
Это позволяет сделать вывод, что эта совокупность признаков не очевидна для специалистов в этой области техники. This allows us to conclude that this set of features is not obvious to specialists in this field of technology.
Использование существенных признаков в заявляемой совокупности даст возможность получить новый технический результат, следовательно, заявляемое изобретение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники. The use of essential features in the claimed combination will make it possible to obtain a new technical result, therefore, the claimed invention has an inventive step in comparison with the existing level of technology.
Огнеупорная масса может быть получена промышленным способом, работоспособна, осуществима и воспроизводима, следовательно, она соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". The refractory mass can be obtained industrially, workable, feasible and reproducible, therefore, it meets the condition of patentability "industrial applicability".
Заявляемое изобретение осуществляют следующим образом. The claimed invention is as follows.
Предварительно перед изготовлением отходы, содержащие Аl2O3, Cr2O3, замачивают избытком раствора, содержащего фосфатные отходы, перемешивают и отстаивают в течение 2-х суток, с отстоявшейся смеси сливают избыток раствора и готовую сметанообразную смесь до применения хранят в герметично закрытой таре.Before manufacturing, waste containing Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 is soaked in excess solution containing phosphate waste, mixed and left to stand for 2 days, the excess solution is poured from the settled mixture and the creamy mixture is stored in a hermetically sealed container until use tare.
При необходимости получения огнеупорной массы в смеситель заливают фосфатный отход, подготовленную сметанообразную смесь и перемешивают в течение 30 мин, затем добавляют отработанные отходы, содержащие окислы алюминия и хрома, тщательно перемешивают 30-40 мин. Окись магния перемешивают с известковым раствором, нейтрализуют раствором, слитым при приготовлении вышеописанной смеси, заливают в смеситель, добавляют кремниесодержащий наполнитель при перемешивании в течение 1,5-2 часов до полного приготовления массы. If it is necessary to obtain a refractory mass, phosphate waste is poured into the mixer, the prepared creamy mixture is mixed for 30 minutes, then waste waste containing aluminum and chromium oxides is added, and it is thoroughly mixed for 30-40 minutes. Magnesium oxide is mixed with a lime solution, neutralized with a solution drained during the preparation of the above mixture, poured into a mixer, a silicon-containing filler is added with stirring for 1.5-2 hours until the mass is completely prepared.
Готовая огнеупорная масса должна в смесителе отстоятся (прореагировать полностью) в течение 24 часов, затем снова перемешивают в течение 10-15 минут, заливают в тару и хранят в ней до использования. The finished refractory mass should be left in the mixer (completely react) for 24 hours, then mixed again for 10-15 minutes, poured into a container and stored in it until use.
Примеры конкретных составов огнеупорной массы приведены в таблице 1. Examples of specific compositions of the refractory mass are shown in table 1.
Показатели качества заявляемой массы и ближайшего аналога - в таблице 2
Композиция указанных составов наносилась на плитки из огнеупорного шамота КШУ - 39 ГОСТ 6137-80 размером 50х45х20, которые попарно склеивались друг с другом по меньшей грани (45х20) и после этого подвергались термообработке при 1050-1100oC в течение 2-3 ч.The quality indicators of the claimed mass and the closest analogue are in table 2
The composition of these compositions was applied to tiles made of refractory fireclay KShU - 39 GOST 6137-80 in size 50x45x20, which were glued together in pairs with each other on a smaller face (45x20) and then subjected to heat treatment at 1050-1100 o C for 2-3 hours
Образцы испытывались нагрузкой на изгиб. Испытаниям подвергались по 2-3 попарно склеенных каждым составом плитки. Во всех случаях разрушение происходило по самой плитке, стык оставался невредимым. Samples were tested by bending load. Tests were performed on 2-3 pairs of tiles glued together. In all cases, the destruction occurred along the tile itself, the joint remained unharmed.
Испытания также показали, что при выходе соотношения компонентов за заявляемые пределы свойства огнеупорной массы ухудшаются. The tests also showed that when the ratio of the components goes beyond the declared limits, the properties of the refractory mass deteriorate.
Особенность применения заявляемой массы заключается в том, что:
- вместо перефутеровок производится обмазка (штукатурка) старой футеровки:
- пропитка футеровки с целью повышения прочности и газонепроницаемости;
- заделка трещин и местных разрушений огнеупорной обмазки жароупорным бетоном и набивными массами, используя наполнитель до 70% из огнеупоров б/у;
- вместо кирпичных сборок появляется возможность применять монолитные крупные блоки и конструкции.A feature of the application of the claimed mass is that:
- instead of re-linings, coating (plastering) of the old lining is carried out:
- impregnation of the lining in order to increase strength and gas tightness;
- sealing of cracks and local destruction of the refractory coating with refractory concrete and ramming materials, using filler up to 70% of used refractories;
- instead of brick assemblies, it becomes possible to use monolithic large blocks and structures.
Себестоимость ремонтов при этом снижается до 0,5-0,8. The cost of repairs is reduced to 0.5-0.8.
Срок службы увеличивается в 1,5-2 раза, производительность труда увеличивается более чем в 2-3 раза, снижаются сроки ремонта и дополнительная потребность в огнеупорах и грузоперевозках. The service life is increased by 1.5-2 times, labor productivity is increased by more than 2-3 times, the repair time and the additional need for refractories and freight are reduced.
Отличительные свойства применяемых материалов заключаются в том, что в качестве связующих используются фосфаты, обладающие повышенными адгезионными свойствами, огнеупорностью, термостойкостью, повышенными механическими свойствами. The distinctive properties of the materials used are that phosphates are used as binders, which have improved adhesive properties, fire resistance, heat resistance, and increased mechanical properties.
Фосфаты также способны образовывать весьма прочные, газонепроницаемые, химические и шлакоустойчивые защитные пленки и покрытия,
Предлагаемая огнеупорная масса позволяет максимально использовать отходы огнеупоров, бывших в употреблении и отходов производств, вывозимых на свалку.Phosphates are also able to form very strong, gas-tight, chemical and slag-resistant protective films and coatings,
The proposed refractory mass allows the maximum use of waste refractories, used and industrial waste disposed of in a landfill.
Особый интерес представляют:
1. Отходы фосфатные, т.е.Of particular interest are:
1. Phosphate wastes, i.e.
- отработанные составы ванн фосфатирования перед окраской;
- электролиты ванн фосфатирования;
- шламы и отходы, содержащие соли фосфорной кислоты.- Spent phosphate bath formulations before painting;
- electrolytes of phosphating baths;
- sludge and waste containing salts of phosphoric acid.
2. Хромистые отходы:
- отработанные "электролиты ванн хромирования;
- шламы и отходы, содержащие соли трехвалентного хрома.2. Chrome waste:
- waste "electrolytes of chromium baths;
- sludge and waste containing salts of trivalent chromium.
3. Отходы всех огнеупоров Б/У. 3. Waste from all used refractories.
4. Для огнеупоров, работающих в интервалах t 800-1200oС, шламы после сухой и мокрой абразивной обработки металлов (особенно высоколегированных сталей и чугунов).4. For refractories operating in the ranges of t 800-1200 o C, sludge after dry and wet abrasive treatment of metals (especially high alloy steels and cast irons).
5. Другие отходы производств, пригодные для переработки в огнеупорные изделия (шламы, соли и т.д.). 5. Other industrial wastes suitable for processing into refractory products (sludge, salts, etc.).
Применение заявляемого технического решения позволяет использовать местное сырье, снизить степень загрязнения окружающей среды, значительно сокращает затраты на изготовление огнеупорной массы и обеспечивает надежную футеровку ремонтируемых агрегатов. The application of the proposed technical solution allows the use of local raw materials, to reduce the degree of environmental pollution, significantly reduces the cost of manufacturing a refractory mass and ensures reliable lining of repaired units.
Claims (1)
Сr2О3 - 6 - 10
MgO - 2 - 6
CaO - 1,5 - 6
Р2O5 - 3 - 12
TiO2 - 0,1 - 2,5
SiO - 6 - 45A refractory mass containing oxides of aluminum, chromium, magnesium, calcium, phosphorus, titanium and silicon in the form of waste from the chemical and refractory industry, characterized in that before the production of the mass, part of the waste containing aluminum oxide and chromium oxide is soaked with an excess of a solution containing phosphate waste , the resulting mixture is introduced into the composition of the refractory mass in the following ratio of components, wt. %:
Cr 2 O 3 - 6 - 10
MgO - 2 - 6
CaO - 1.5 - 6
P 2 O 5 - 3 - 12
TiO 2 - 0.1 - 2.5
SiO - 6 - 45
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115613A RU2212387C2 (en) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Refractory mass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115613A RU2212387C2 (en) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Refractory mass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001115613A RU2001115613A (en) | 2003-05-27 |
| RU2212387C2 true RU2212387C2 (en) | 2003-09-20 |
Family
ID=29776741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001115613A RU2212387C2 (en) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Refractory mass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2212387C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2474559C1 (en) * | 2011-07-01 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method to increase operational characteristics of silica-alumina refractory material |
-
2001
- 2001-06-06 RU RU2001115613A patent/RU2212387C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2474559C1 (en) * | 2011-07-01 | 2013-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method to increase operational characteristics of silica-alumina refractory material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lee et al. | Evolution of in situ refractories in the 20th century | |
| JPS585871B2 (en) | Refractory material for flow casting | |
| US5559064A (en) | Chrome-free brick | |
| US4174972A (en) | Nonfibrous castable refractory concrete having high deflection temperature and high compressive strength and process | |
| US20230312418A1 (en) | Dry material mixture for a backfill, preferably a refractory concrete backfill, for producing a heavy-clay refractory non-basic product, refractory concrete backfill and such a product, method for producing same, lining, and industrial furnace, channel transport system or mobile transport vessel | |
| RU2212387C2 (en) | Refractory mass | |
| US3179526A (en) | Refractory bonding mortar | |
| US4348236A (en) | Composition for castable refractory block | |
| JPH0338228B2 (en) | ||
| GB2159144A (en) | Method of manufacturing refractory bodies or compositions | |
| JP6742579B2 (en) | How to build a molten metal container | |
| JPH07300361A (en) | Refractory bricks | |
| EP0178154A2 (en) | Refractory materials, their production and use | |
| RU2213715C2 (en) | Raw meal for manufacturing refractory materials | |
| RU2081079C1 (en) | Raw materials mixture for production of phosphate binder | |
| RU2101256C1 (en) | Refractory masonry mortar | |
| Khlystov et al. | Improvement of technological processes of production and application of liquid phosphate binders | |
| RU2111185C1 (en) | Raw materials mixture for production of phosphate binder | |
| RU2100319C1 (en) | Refractory laying material | |
| JP3682325B2 (en) | Method for producing calcia clinker with excellent digestion resistance | |
| Rivenet et al. | A basic gunning material interfaces study | |
| JPH07291748A (en) | Executing method of monolithic refractory | |
| SU1738791A1 (en) | Stock for producing refractories | |
| RU2129104C1 (en) | Raw mix for preparing phosphate binder | |
| KR19980045926A (en) | Refractory composition of magnesia castable block with excellent dry crack resistance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090607 |