RU2213073C2 - Муллитовый свс-материал для производства огнеупорных материалов - Google Patents
Муллитовый свс-материал для производства огнеупорных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213073C2 RU2213073C2 RU2001126088A RU2001126088A RU2213073C2 RU 2213073 C2 RU2213073 C2 RU 2213073C2 RU 2001126088 A RU2001126088 A RU 2001126088A RU 2001126088 A RU2001126088 A RU 2001126088A RU 2213073 C2 RU2213073 C2 RU 2213073C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mullite
- refractory
- materials
- aluminum
- initial mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорным алюмосиликатным материалам, а именно к огнеупорным муллитовым материалам со стехиометрическим соотношением указанных оксидов, соответствующих химической формуле 3Al2O3•SiO2, и может широко использоваться в промышленности для изготовления огнеупорных футеровочных покрытий и изделий. СВС-материал имеет следующий состав исходной смеси, мас. %: зола-унос ТЭЦ 74-85; алюминий 12-18; глина 3-5; 20%-ный раствор жидкого стекла, % от массы смеси 10-15. Указанный муллитовый материал для шликерного покрытия может дополнительно содержать тетрафторборат калия в количестве 2-3% от массы исходной смеси. Соотношение компонентов исходной смеси обеспечивает получение огнеупорного материала с содержанием в нем 65-68% муллита. Использование в больших количествах золы-уноса ТЭЦ в качестве исходного сырья способствует удешевлению продукции за счет снижения количества вводимого алюминия и расширению сырьевой базы за счет утилизации промотходов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к огнеупорным алюмосиликатным материалам, содержащим оксид алюминия и диоксид кремния, а именно к огнеупорным муллитовым материалам со стехиометрическим соотношением указанных оксидов, соответствующих химической формуле 3Al2О3•2SiO2, и может широко использоваться в промышленности для изготовления огнеупорных футеровочных покрытий и изделий.
Известны и широко используются в различных областях промышленности алюмосиликатные, в том числе высокоглиноземистые, в частности муллитовые и муллитокорундовые огнеупорные материалы, получаемые спеканием технического глинозема (для синтеза муллита) - (см. Стрелов К.К. и др. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия, 4-е изд., перераб. и доп., 1988, с. 296-307).
Однако их физико-механические и теплофизические характеристики недостаточно высоки для работы во многих агрессивных высокотемпературных средах.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является муллитовый материал для производства огнеупорных изделий, содержащий муллит состава 3Al2О3•2SiO2 и полученный экзотермическим синтезом (методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, сокращенно СВС-процесс) исходной смеси, включающей диоксид кремния и алюминий с раствором жидкого стекла при следующем составе исходной смеси, мас.%:
Диоксид кремния - 70-80
Алюминий - 20-30
30-50%-ный Раствор жидкого стекла, % от массы шихты - 16-18
(См. Патент России 2101263, С 04 В 35/66 - ПРОТОТИП).
Диоксид кремния - 70-80
Алюминий - 20-30
30-50%-ный Раствор жидкого стекла, % от массы шихты - 16-18
(См. Патент России 2101263, С 04 В 35/66 - ПРОТОТИП).
Недостатком указанного состава является его высокая стоимость, связанная с использованием в качестве кремнеземсодержащего сырья песка высокой марки С 070-1, предназначенного для стекольной промышленности, а также большого количества дорогостоящего порошкообразного алюминия.
Задачей предлагаемого изобретения является удешевление и расширение сырьевой базы при создании состава муллитовый СВС-материал для производства огнеупорных изделий и покрытий за счет утилизации промотходов.
Поставленная задача достигается тем, что в муллитовом СВС-материале, содержащем муллит состава 3Al2О3•2SiO2, включающий диоксид кремния и алюминий, смешанные с раствором жидкого стекла, в качестве диоксида кремния используется зола-унос ТЭЦ и дополнительно введена глина при следующем составе исходной смеси, мас.%:
Зола-унос ТЭЦ - 74-85
Алюминий - 12-18
Глина - 3-5
20%-ный Раствор жидкого стекла, % от массы смеси - 10-13
Указанный муллитовый материал для шликерного покрытия может дополнительно содержать тетрафторборат калия в количестве 2-3% от массы исходной шихты.
Зола-унос ТЭЦ - 74-85
Алюминий - 12-18
Глина - 3-5
20%-ный Раствор жидкого стекла, % от массы смеси - 10-13
Указанный муллитовый материал для шликерного покрытия может дополнительно содержать тетрафторборат калия в количестве 2-3% от массы исходной шихты.
Указанное соотношение компонентов исходной смеси путем использования СВС-процесса обеспечивает получение огнеупорного материала с содержанием в нем 65-68% муллита.
Экономическая целесообразность этого предложения в составе предлагаемого изобретения обосновывается тем, что зола-унос ТЭЦ в зависимости от природы своего происхождения содержит от 48 до 53 мас.% диоксида кремния и от 15 до 36 мас. % оксида алюминия, которые в композиции с мелкодисперсным алюминием участвуют в экзотермическом самораспространяющемся синтезе муллитового СВС-материала.
В прототипе по данным термодинамического расчета наиболее благоприятные условия образования муллита (61-72 мас.%) соответствуют исходным шихтовым композициям, содержащим 25-35 мас.% алюминия.
Анализ результатов термодинамических расчетов показал, что в ходе экзотермического СВС-процесса зольных композиций при меньшем содержании в них мелкодисперсного алюминия, лишь 12-18 мас.%, при температуре 1400oС образуется сопоставимое количество муллита, а именно 65-68%.
Для получения муллитового СВС-материала исходную смесь порошкообразных компонентов смешивают с раствором жидкого стекла. Из полученной массы формуют изделия, сушат их и далее нагревают в электропечи до температуры инициирования реакции образования муллита (670-800oС). Далее процесс синтеза муллита идет без дополнительного подвода тепла за 50-70 с за счет самораспространяющейся экзотермической реакции взаимодействия компонентов исходной смеси при температуре 1300-1600oС.
При использовании исходной смеси для нанесения шликерных покрытий операция формования исключается и заменяется операцией нанесения покрытия на требуемую поверхность.
Для обеспечения однородности структуры конечного продукта, стабильности его свойств используются мелкодисперсные порошкообразные компоненты. Зола-унос и глина имеют размер частиц 160-50 мкм и менее; порошок алюминия и тетрафторборат калия используют в соответствии с действующими на них ГОСТами. Тетрафторборат калия при наличии признаков слеживаемости измельчается до исчезновения комков.
Ниже приведены конкретные примеры исходных смесей, используемых в рамках предлагаемого изобретения для получения муллитового СВС-материала.
Пример 1. Муллитовый СВС-материал, изготовленный путем смешения исходной смеси, содержащей золу-уноса ТЭЦ 85 мас.%, алюминия 12 мас.%, глины 3 мас.%, с 20%-ным раствором жидкого стекла в количестве 10% от веса исходной смеси.
Пример 2. Муллитовый СВС-материал, изготовленный путем смешения исходной смеси, содержащей золу-уноса ТЭЦ 80 мас.%, алюминия 15 мас.%, глины 5 мас.%, с 20%-ным раствором жидкого стекла в количестве 10% от веса исходной смеси.
Пример 3. Муллитовый СВС-материал, изготовленный путем смешения исходной смеси, содержащей золу-уноса ТЭЦ 74 мас.%, алюминия 18 мас.%, глины 5 мас.%, тетрафторборат калия 3 мас.%, с 20%-ным раствором жидкого стекла в количестве 25% от веса исходной смеси.
Опытным путем установлено, что приведенные выше составы имеют близкие между собой физико-химические и эксплуатационные характеристики, не уступающие стандартным высокоглиноземистым огнеупорам с содержанием Al2О3 выше 45% и материалу прототипа. Ниже приведена сравнительная таблица характеристик огнеупорных материалов.
За пределами заявленных составов не достигается поставленная цель.
Предлагаемое изобретение обеспечивает дешевизну и доступность основного сырья за счет снижения количества вводимого алюминия и использования в качестве кремнеземсодержащего компонента золы-уноса ТЭЦ, что открывает новые пути утилизации промотходов, позволяет экономить энергоресурсы за счет малого времени протекания процесса синтеза конечного продукта -муллитового СВС-материала, способствует улучшению экологической обстановки в регионах.
Разработанные огнеупорные муллитовые СВС-материалы прошли лабораторные испытания, подтверждающие их целевое предназначение, в частности, в качестве футеровочных покрытий на высокоглиноземистые и шамотные огнеупоры типа ША-5 и ШБ-1.
Claims (1)
1. Муллитовый СВС-материал для производства огнеупорных материалов, содержащий муллит состава 3Al2O3•2SiO2, полученный экзотермическим синтезом исходной смеси шихты, содержащей диоксид кремния и алюминий с раствором жидкого стекла, отличающийся тем, что в исходной смеси в качестве диоксида кремния используется зола-уноса ТЭЦ, дополнительно вводится глина при следующем их соотношении, мас. %:
Зола-унос ТЭЦ - 74-85
Алюминий - 12-18
Глина - 3-5
20%-ный раствор жидкого стекла, % от массы шихты - 10-15
2. Муллитовый материал по п. 1, отличающийся тем, что исходная смесь дополнительно содержит тетрафторборат калия в количестве 2-3% от массы исходной смеси.
Зола-унос ТЭЦ - 74-85
Алюминий - 12-18
Глина - 3-5
20%-ный раствор жидкого стекла, % от массы шихты - 10-15
2. Муллитовый материал по п. 1, отличающийся тем, что исходная смесь дополнительно содержит тетрафторборат калия в количестве 2-3% от массы исходной смеси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001126088A RU2213073C2 (ru) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Муллитовый свс-материал для производства огнеупорных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001126088A RU2213073C2 (ru) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Муллитовый свс-материал для производства огнеупорных материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001126088A RU2001126088A (ru) | 2003-07-10 |
RU2213073C2 true RU2213073C2 (ru) | 2003-09-27 |
Family
ID=29776949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001126088A RU2213073C2 (ru) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | Муллитовый свс-материал для производства огнеупорных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213073C2 (ru) |
-
2001
- 2001-09-25 RU RU2001126088A patent/RU2213073C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
O’Leary et al. | Inorganic polymers (geopolymers) as precursors for carbothermal reduction and nitridation (CRN) synthesis of SiAlON ceramics | |
JPH0227317B2 (ru) | ||
RU2213073C2 (ru) | Муллитовый свс-материал для производства огнеупорных материалов | |
US3498807A (en) | Silicate binder and process for making the same | |
JP2014057962A (ja) | 固体不動態化 | |
Shi et al. | Effect of spodumene additions on the sintering and densification of aluminum titanate | |
CN86104012A (zh) | 添加蓝晶石制造高级耐火制品的方法 | |
CN103922752B (zh) | 一种利用粉煤灰制备β-SiAlON复相材料的方法 | |
US5041400A (en) | Low temperature synthesis of high purity monoclinic celsian | |
GB2147287A (en) | Alkali-resistant refractory compositions | |
US4994419A (en) | Low temperature synthesis of high purity monoclinic celsian using topaz | |
RU2228918C2 (ru) | Муллитовый материал для производства огнеупорных изделий и покрытий | |
US1916836A (en) | Production of shaped articles from masses containing silicon | |
CN104761271A (zh) | 一种镁铝尖晶石-BN-Sialon复相耐火原料及其制备方法 | |
Podbolotov | SHS in the Al-SiO 2-C system: The effect of additives | |
CN117819987B (zh) | 一种利用多晶硅生产中的危废尾气制备陶瓷材料的方法 | |
US2593352A (en) | Production of zirconium silicate refractory | |
Imad et al. | Improving the physical and mechanical properties of fireclay refractory bricks by added bauxite | |
RU2740969C2 (ru) | Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления жаростойких бетонных изделий | |
IT9047743A1 (it) | Procedimento per la realizzazione di mattoni di silice con aumentato peso specifico apparente. | |
US1373854A (en) | Refractory brick | |
Ameni Gharzouni et al. | Fire Resistant Geopolymers Based on Several Clays Mixtures | |
Zharmenov et al. | Use of by-products from the metallurgical industry in the manufacture of protective composite materials | |
Ul’yanova et al. | A thermostable composite ceramic based on cordierite | |
JPH0151443B2 (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080926 |