RU2335480C1 - High-aluminous refractory - Google Patents
High-aluminous refractory Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335480C1 RU2335480C1 RU2007100535/03A RU2007100535A RU2335480C1 RU 2335480 C1 RU2335480 C1 RU 2335480C1 RU 2007100535/03 A RU2007100535/03 A RU 2007100535/03A RU 2007100535 A RU2007100535 A RU 2007100535A RU 2335480 C1 RU2335480 C1 RU 2335480C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- alumina
- bauxite
- iron
- calcium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к производству огнеупорных изделий для футеровки различных тепловых агрегатов с температурой службы не менее 1600°С.The invention relates to the refractory industry, in particular to the production of refractory products for lining various thermal units with a service temperature of at least 1600 ° C.
Известен огнеупор высокоглиноземистого состава, изготовленный из шихты, содержащей корунд, глинозем и маложелезистый боксит, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 25-55 корунд, 25-30 глинозем, 20-45 указанный боксит [1].Known refractory high alumina composition made of a mixture containing corundum, alumina and low-iron bauxite, in the following ratio of components, wt.%: 25-55 corundum, 25-30 alumina, 20-45 specified bauxite [1].
Положительным свойством огнеупора из данной шихты является высокая термостойкость. Однако использование в шихте низкокачественного боксита с малым содержанием Al2О3 и переменным значением кремниевого модуля (Al2О3/SiO2) не гарантирует стабильности термомеханических свойств огнеупора, что ограничивает использование данного огнеупора в тепловых агрегатах с расплавами металла и повышенными механическими воздействиями.A positive property of the refractory from this mixture is high heat resistance. However, the use of a low-quality bauxite in a mixture with a low Al 2 O 3 content and a variable value of the silicon module (Al 2 O 3 / SiO 2 ) does not guarantee the stability of the thermomechanical properties of the refractory, which limits the use of this refractory in thermal aggregates with metal melts and increased mechanical stresses.
Известен огнеупор высокоглиноземистого состава, изготовленный из массы, содержащей кварцит, глинозем, лигносульфонат технический и добавку циркона, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 18-42 кварцит, 39-70 глинозем, 4-14 лигносульфонат технический и 5-15 циркон [2].Known refractory high alumina composition made of a mass containing quartzite, alumina, technical lignosulfonate and an additive of zircon, in the following ratio of components, wt.%: 18-42 quartzite, 39-70 alumina, 4-14 technical lignosulfonate and 5-15 zircon [ 2].
Положительным свойством огнеупора из данной массы являются высокие термостойкость, механическая прочность и температура начала деформации под нагрузкой. Недостатками являются необходимость высокотемпературного обжига огнеупора (1600-1650°С), высокая усадка при обжиге, повышенная себестоимость производства вследствие применения дорогостоящего компонента - циркона и ухудшение экологических условий из-за его радиоактивности, что усложняет внедрение данного огнеупора.A positive property of the refractory from this mass is high heat resistance, mechanical strength and the temperature of the onset of deformation under load. The disadvantages are the need for high-temperature firing of the refractory (1600-1650 ° C), high shrinkage during firing, increased production costs due to the use of an expensive component - zircon and environmental degradation due to its radioactivity, which complicates the implementation of this refractory.
По совокупности общих существенных признаков наиболее близким к патентуемому можно отнести огнеупор, изготовленный из шихты по а.с. СССР 895963, С04В 35/18, 1982 [3].By the totality of the common essential features, the closest to the patentable one can be attributed to a refractory made of a charge according to a.s. USSR 895963, С04В 35/18, 1982 [3].
Шихта содержит, мас.%: 27,2-65,0 кристаллический кварцит; 27,9-63,4 глинозем; 5,6-7,3 сульфитно-спиртовая барда (временное связующее); 0,46-1,8 оксид кальция и 0,32-0,92 оксид железа. При этом шихта содержит кристаллический кварцит фракции 0,01-3 мм, а глинозем - фракции 0,001-0,07 мм.The mixture contains, wt.%: 27.2-65.0 crystalline quartzite; 27.9-63.4 alumina; 5.6-7.3 sulphite-alcohol stillage (temporary binder); 0.46-1.8 calcium oxide and 0.32-0.92 iron oxide. The mixture contains crystalline quartzite fractions of 0.01-3 mm, and alumina - fractions of 0.001-0.07 mm.
Положительными свойствами данного огнеупора являются высокие огнеупорность и термостойкость, низкая пористость.The positive properties of this refractory are high refractoriness and heat resistance, low porosity.
Недостатками являются относительно низкая температура начала деформации под нагрузкой и повышенная усадка при обжиге, что обусловлено особенностями минерального состава и характеристиками микроструктуры исходной смеси и продуктов ее спекания, дающими в обжиге повышенное количество расплава и несбалансированность роста и усадки компонентов шихты.The disadvantages are the relatively low temperature of the onset of deformation under load and increased shrinkage during firing, which is due to the peculiarities of the mineral composition and microstructure characteristics of the initial mixture and its sintering products, which give an increased amount of melt in the firing and unbalanced growth and shrinkage of the charge components.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков с сохранением положительных свойств огнеупора.The objective of the present invention is to remedy these disadvantages while maintaining the positive properties of the refractory.
Технический результат состоит в повышении объемопостоянства огнеупора и температуры начала деформации под нагрузкой.The technical result consists in increasing the volume constancy of the refractory and the temperature of the onset of deformation under load.
Для достижения этого согласно формуле изобретения высокоглиноземистый огнеупор изготавливают из массы, которая содержит кристаллический кварцит, глинозем, оксиды железа и кальция, лигносульфонат технический и дополнительно - боксит фракции 1-3 мм с кремниевым модулем не менее 10 и суммарным содержанием оксидов титана и железа не более 6,5 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 40-50 глинозем, 10-20 указанный боксит, 0,8-1,6 оксид кальция, 0,7-1,4 оксид железа, 1,5-2,5 лигносульфонат технический (по сухому остатку) и кристаллический кварцит - остальное.To achieve this, according to the claims, high-alumina refractory is made from a mass that contains crystalline quartzite, alumina, iron and calcium oxides, technical lignosulfonate and, in addition, bauxite fractions of 1-3 mm with a silicon module of at least 10 and a total content of titanium and iron oxides of not more than 6.5 wt.%, With the following ratio of components, wt.%: 40-50 alumina, 10-20 specified bauxite, 0.8-1.6 calcium oxide, 0.7-1.4 iron oxide, 1.5 -2.5 technical lignosulfonate (dry solids) and crystalline quartzite - ost al.
Сущность изобретения состоит в том, что заявляемый вещественный и зерновой состав массы образует в обжиге специфическую микроструктуру высокоглиноземистого огнеупора в составе муллитокорундовой матрицы с температурой плавления 1850-1910°С и кристобалитового заполнителя с температурой плавления 1713°С. Боксит фракции 1-3 мм при этом играет роль матричного компонента на контакте с кристаллическим кварцитом, образуя муллит, а на границе с глиноземом зерна боксита являются заполнителем с температурой плавления около 1950°С.The essence of the invention lies in the fact that the claimed material and grain composition of the mass forms a specific microstructure of a high-alumina refractory in the composition of the mullite-corundum matrix with a melting point of 1850-1910 ° C and a cristobalite aggregate with a melting point of 1713 ° C. In this case, the bauxite fraction 1-3 mm plays the role of a matrix component in contact with crystalline quartzite, forming mullite, and at the interface with alumina, bauxite grains are a filler with a melting point of about 1950 ° C.
Высокотемпературные прочностные свойства, в том числе температура начала деформации под нагрузкой высокоглиноземистого огнеупора, в значительной степени зависят от содержания в нем корунда, муллита, стекла, формы и размеров кристаллов огнеупорных фаз, а также характера их взаимного срастания и пространственного расположения минералов и пор.High-temperature strength properties, including the temperature of the onset of deformation under a load of high-alumina refractory, largely depend on the content of corundum, mullite, glass, the shape and size of crystals of refractory phases, as well as the nature of their intergrowth and spatial arrangement of minerals and pores.
Боксит с кремниевым модулем не менее 10 содержит до 6,5 мас.% оксидов титана и железа, в том числе до 4 мас.% оксида титана - наиболее активного модификатора структуры оксидных огнеупоров и минерализатора синтеза муллита.Bauxite with a silicon module of at least 10 contains up to 6.5 wt.% Titanium and iron oxides, including up to 4 wt.% Titanium oxide - the most active modifier of the structure of oxide refractories and mineralizer for the synthesis of mullite.
Благодаря наличию в массе патентуемого огнеупора данного боксита в комплексе с целевыми добавками оксидов кальция и железа в обжиге происходит интенсивное спекание, синтез повышенного количества муллита игольчатой и призматической формы, армирующего микроструктуру матрицы и повышающего температуру начала деформации огнеупора под нагрузкой. Сбалансированный количественный состав компонентов, дающих в обжиге объемные изменения, обеспечивает патентуемому огнеупору практически равные значения усадки за счет спекания и роста объема вследствие синтеза муллита и кристобалитизации кварца.Due to the presence of this bauxite in the mass of patentable refractory in combination with target additives of calcium and iron oxides in firing, intense sintering takes place, the synthesis of an increased amount of needle and prismatic mullite reinforcing the microstructure of the matrix and increasing the temperature of the onset of deformation of the refractory under load. The balanced quantitative composition of the components that give volume changes in firing provides the patented refractory with almost equal shrinkage values due to sintering and volume growth due to mullite synthesis and quartz cristobalitization.
При содержании в массе указанного боксита менее 10 мас.% или низким (менее 10) значением в боксите кремниевого модуля (Al2O3/SiO2) не обеспечиваются в полной мере процессы синтеза муллита, роста кристаллов огнеупорных фаз и достаточного спекания огнеупора, что снижает температуру начала деформации под нагрузкой, механическую прочность и дает повышенный объемный рост.When the content of the specified bauxite in the mass is less than 10 wt.% Or a low (less than 10) value in the bauxite of the silicon module (Al 2 O 3 / SiO 2 ), the processes of mullite synthesis, crystal growth of refractory phases and sufficient sintering of refractory are not fully ensured, which reduces the temperature of the onset of deformation under load, mechanical strength and gives increased volumetric growth.
При содержании в массе указанного боксита более 20 мас.% резко снижается температура начала деформации под нагрузкой в связи с избыточным образованием в огнеупоре при обжиге известково-железисто-алюмосиликатной жидкой фазы.When the content of the specified bauxite in the mass of more than 20 wt.% Sharply decreases the temperature of the onset of deformation under load due to excessive formation in the refractory during firing of a calcareous-aluminosilicate liquid phase.
Использование боксита крупностью частиц более 3 мм уменьшает механическую прочность огнеупора вследствие отклонения зернового состава шихты от оптимальной гранулометрии для создания плотной упаковки. Утонение зернового состава (использование фракции менее 1 мм) вызывает образование повышенного количества жидкой фазы в системе Al2O3-Fe2O3-TiO2-SiO2 с пониженной вязкостью, что снижает температуру начала размягчения и увеличивает усадку заявляемого огнеупора.The use of bauxite with a particle size of more than 3 mm reduces the mechanical strength of the refractory due to the deviation of the grain composition of the mixture from the optimal particle size distribution to create a dense package. Thinning of the grain composition (using a fraction of less than 1 mm) causes the formation of an increased amount of the liquid phase in the Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 -TiO 2 -SiO 2 system with a reduced viscosity, which reduces the softening onset temperature and increases the shrinkage of the inventive refractory.
При суммарной концентрации примесных оксидов переходных металлов (TiO2+Fe2O3) в боксите более 6,5 мас.% существенно ухудшаются термофизические свойства высокоглиноземистого огнеупора вследствие повышенного содержания стеклофазы с низкой температурой ее размягчения.At a total concentration of transition metal impurity oxides (TiO 2 + Fe 2 O 3 ) in bauxite of more than 6.5 wt.%, The thermophysical properties of the high-alumina refractory significantly deteriorate due to the high content of the glass phase with a low softening temperature.
Для получения огнеупора заявляемого состава использовали следующие материалы: глинозем неметаллургический марки ГЭФ (ГОСТ 30559-980); боксит спеченный китайский марки Rota HD фракции 1-3 мм с кремниевым модулем 13,4, содержащий, мас.%: 87,0 Al2О3; 6,5 SiO2; 2,0 Fe2O3; 3,5 TiO2; известково-железистую смесь (ИЖС), использумую на Первоуральском динасовом заводе для производства динасовых изделий, содержащую, мас.%: 0,8-1,6 оксида кальция, 0,7-1,4 оксида железа; лигносульфонат технический (ТУ 54-028-00279580-97); кристаллический кварцит месторождения «Гора Караульная» фракции 2,0-0,5 мм (ГОСТ 9854-81).To obtain the refractory of the claimed composition used the following materials: alumina non-metallurgical grade GEF (GOST 30559-980); sintered Chinese bauxite, brand Rota HD, fractions 1-3 mm with a silicon module 13.4, containing, wt.%: 87.0 Al 2 O 3 ; 6.5 SiO 2 ; 2.0 Fe 2 O 3 ; 3.5 TiO 2 ; calcareous mixture (IZHS) used at the Pervouralsky dinas plant for the production of dinas products, containing, wt.%: 0.8-1.6 calcium oxide, 0.7-1.4 iron oxide; technical lignosulfonate (TU 54-028-00279580-97); crystalline quartzite of the “Mountain of Karaulnaya” deposit, fraction 2.0-0.5 mm (GOST 9854-81).
Указанные компоненты дозировали в количествах, приведенных в формуле изобретения, массу готовили в смесителе интенсивного действия. Сырец формовали на фрикционном прессе, затем сушили и обжигали в туннельной печи при температуре 1410°С с выдержкой 29 часов.These components were dosed in the amounts given in the claims, the mass was prepared in an intensive mixer. The raw material was formed on a friction press, then dried and fired in a tunnel oven at a temperature of 1410 ° C with a holding time of 29 hours.
Примеры составов масс для изготовления образцов высокоглиноземистого огнеупора и его свойства указаны в таблицах (таблицы 1, 2).Examples of mass compositions for the manufacture of samples of high alumina refractory and its properties are shown in the tables (tables 1, 2).
Из таблицы 2 видно, что образцы патентуемого высокоглиноземистого огнеупора имеют более высокие показатели температуры начала деформации под нагрузкой и меньшие объемные изменения при обжиге.From table 2 it can be seen that the samples of the patented high-alumina refractory have higher temperatures of the onset of deformation under load and smaller volumetric changes during firing.
Микроструктура высокоглиноземистого огнеупора представляет собой плотный сросток дискретных макрозерен кристобалитового заполнителя, сцементированных муллитокорундовой матрицей с межкристаллическими включениями стеклофазы. Минеральный состав представлен в основном муллитом, корундом и кристобалитом.The microstructure of a high-alumina refractory is a dense intergrowth of discrete macrograins of a cristobalite aggregate cemented with a mullite-corundum matrix with intercrystalline inclusions of a glass phase. The mineral composition is mainly represented by mullite, corundum and cristobalite.
Совокупность положительных свойств данного огнеупора: объемопостоянство, высокие механическая прочность и температура начала деформации под нагрузкой позволяют успешно его эксплуатировать при высоких температурах, что подтвердили результаты испытаний в сталеразливочных ковшах.The combination of positive properties of this refractory: volume constancy, high mechanical strength and the temperature of the onset of deformation under load allow it to be successfully operated at high temperatures, which was confirmed by the test results in steel casting ladles.
Остаточное изменение размеров при нагреве определяли по ГОСТ 5402.1-2000, температуру начала деформации под нагрузкой по ГОСТ 4070-83, предел прочности при сжатии по ГОСТ 4071.1-94.The residual dimensional change during heating was determined according to GOST 5402.1-2000, the temperature of the onset of deformation under load according to GOST 4070-83, the compressive strength according to GOST 4071.1-94.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №1583392, С04В 35/10, 1990.1. A.S. USSR No. 1583392, С04В 35/10, 1990.
2. А.с. СССР №644748, С04В 35/10, 1979.2. A.S. USSR No. 644748, C04B 35/10, 1979.
3. А.с. СССР №895963, С04В 35/18, 1982.3. A.S. USSR No. 895963, С04В 35/18, 1982.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100535/03A RU2335480C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | High-aluminous refractory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100535/03A RU2335480C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | High-aluminous refractory |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007100535A RU2007100535A (en) | 2008-07-20 |
RU2335480C1 true RU2335480C1 (en) | 2008-10-10 |
Family
ID=39927794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007100535/03A RU2335480C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | High-aluminous refractory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2335480C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756300C1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-09-29 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method for manufacturing corundomullite refractory products |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007100535/03A patent/RU2335480C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756300C1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-09-29 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method for manufacturing corundomullite refractory products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007100535A (en) | 2008-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7943541B2 (en) | Sintered refractory product exhibiting enhanced thermal shock resistance | |
RU2436751C2 (en) | Composition for producing refractory materials | |
KR20090068248A (en) | Sintered and doped product based on zircon + nb2o5 or ta2o5 | |
Braulio et al. | Colloidal alumina as a novel castable bonding system | |
US8821633B2 (en) | Cast bodies, castable compositions, and methods for their production | |
Sarkar et al. | Formation and densification of mullite through solid-oxide reaction technique using commercial-grade raw materials | |
JP2013151381A (en) | Basic brick | |
Singh et al. | Synthesis and characterization of alumina sol and its use as binder in no cement high‐alumina refractory castables | |
JP2015218078A (en) | Light weight thermal insulation alumina and magnesia refractory | |
Kumar et al. | Thermo-mechanical properties of mullite—zirconia composites derived from reaction sintering of zircon and sillimanite beach sand: Effect of CaO | |
Kumar et al. | Low temperature synthesis of high alumina cements by gel‐trapped Co‐precipitation process and their implementation as castables | |
CN110642633A (en) | Carbon-free pouring nozzle of steel ladle and preparation method thereof | |
RU2335480C1 (en) | High-aluminous refractory | |
CN108503342B (en) | Carbon-free refractory material and preparation method and application thereof | |
RU2550626C1 (en) | Fire-proof concrete composition | |
Kumar et al. | Study on preformed and in situ spinel containing alumina castable for steel ladle: Effect of fume silica content | |
CN103951451A (en) | Method for preparing high-strength wear-resistant lining brick | |
CN108285350A (en) | A kind of tri compound SiC based refractories and preparation method thereof | |
Sarkar et al. | Effect of Alumina Fines on a Vibratable High-Alumina Low-Cement Castable | |
Pivinskii et al. | Research in the field of preparing molded and unmolded refractories based on high-alumina HCBS. Part 9. Preparation and properties of mixed HCBS composition: fuzed bauxite-corundum, quartz glass, reactive alumina. Dilatometric study of materials based on them | |
JP6358272B2 (en) | Magnesia spinel refractory brick | |
JPH01308866A (en) | Production of refractory for slide gate | |
Göğtaş et al. | Effects of firing temperature on the physical properties of a bauxite-based refractory castable | |
Sarkar et al. | High Alumina Self-flow Castables with Different Binders | |
JP7383103B1 (en) | Castable dry sprayed material and its construction method |