RU2348593C2 - Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома - Google Patents
Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома Download PDFInfo
- Publication number
- RU2348593C2 RU2348593C2 RU2007110396/03A RU2007110396A RU2348593C2 RU 2348593 C2 RU2348593 C2 RU 2348593C2 RU 2007110396/03 A RU2007110396/03 A RU 2007110396/03A RU 2007110396 A RU2007110396 A RU 2007110396A RU 2348593 C2 RU2348593 C2 RU 2348593C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- briquettes
- mixture
- fraction
- products
- manufacturing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления крупногабаритных хромоксидных огнеупоров, применяемых в качестве конструкционных материалов в стекольной промышленности. Технический результат изобретения: повышение качества огнеупоров. Способ изготовления изделий включает предварительное изготовление брикетов из шихты, содержащей на сухой вес 96 мас.% оксида хрома и 4 мас.% оксида титана. При изготовлении брикетов в шихту в качестве связующего вводят ортофосфорную кислоту. Брикеты обжигают в температурном интервале 600-1000°С, изготавливают фракции наполнителя и вводят их в предварительно изготовленную мелкодисперсную смесь из оксида хрома, оксида титана, увлажненную ортофосфорной кислотой до 4-12 мас.% сверх 100% от общего количества порошковых компонентов. Путем смешивания и гомогенизации получают формовочную смесь при содержании фракций, мас.%: фракция 0,5-2 мм - 50; фракция <0,5 мм - 20; мелкодисперсная смесь <0,005 мм - 30, формуют полуфабрикат, сушат и обжигают в температурном интервале 1500±50°С. 2 табл.
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления крупногабаритных хромоксидных огнеупоров, применяемых в качестве конструкционных материалов в стекольной промышленности.
Востребованность крупногабаритных футеровочных изделий из оксида хрома обеспечена его высокой химической устойчивостью к расплавам стекол. Имеющиеся публикации указывают на трудности, возникающие при разработке технологии изготовления хромоксидных крупногабаритных изделий с высокой плотностью, прочностью и устойчивостью к воздействию нестационарных тепловых нагрузок.
Пористость образцов, спеченных при максимально реализуемых температурах в современных печах обжига в окислительной среде составляет 38,6% (Леонов А.И. - «Известия АН СССР», «Неорганические материалы», 1966 г., т.2, №12, С. 2168-2174).
Распространенным технологическим приемом, используемым для интенсификации процессов уплотнения изделий на основе оксида хрома, является введение в шихту добавок, подбор гранулометрического состава наполнителя и использование различных газовых сред (SU 442175, бюл. №33, 1974, RU 217272726 C1, бюл. №24, 2001).
Известные технические решения не позволяют в полной мере реализовать комплекс требуемых характеристик в крупногабаритных конструкционных изделиях, используемых в наиболее напряженных зонах стекловаренных печей.
Наиболее близким к заявляемому объекту по решаемой технической задаче - прототипом - является способ изготовления хромоксидных изделий из зернистых масс.
Способ состоит из двух стадий. На первой стадии получают брикеты из шихты, содержащие 96% оксида хрома и 4% диоксида титана с увлажнением 1,5% сульфатно-спиртовой бражки, обжигают в окислительной среде при температурах 1580-1750°С. Брикеты дробили, измельчали и рассеивали на фракции (мм): 2-0,5; 0,5-0,06; <0,06.
Для получения изделий готовили массу при содержании фракций 0,5-2 мм 45%, 0,005-0,06 мм 10%, <0,06 мм 45%, увлажняли 1,5 сульфатно-спиртовой бражки до достижения влажности 1,5-2%, прессовали и спекали в окислительной среде при 1650-1750°С (Э.В.Дегтярева и др. Технология изготовления хромоксидных изделий из зернистых масс. - Огнеупоры, 1977, №212, с.31-35).
Недостатком известного способа является использование фракционного наполнителя с пассивированной структурой при высоких температурах, которая при изготовлении изделий приводит к образованию крупных пор в приграничных зонах, являющихся концентраторами остаточных напряжений, а усадочные эффекты при уплотнении мелкодисперсных фракций на границе с крупными фракциями стимулируют образование микротрещин с некоторым увеличением термостойкости материала, но снижают конструктивную прочность вследствие интеркристаллитного характера разрушения с эксплуатационными характеристиками ниже возможно достижимых в высокоплотных материалах на основе оксида хрома.
Целью изобретения является разработка способа изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома с повышенным качеством.
Поставленная цель достигается в отличие от известного технического решения тем, что при изготовлении брикетов в шихту в качестве связующего вводят ортофосфорную кислоту в количестве 5-7%, сверх 100% от веса порошка, брикеты обжигают в температурном интервале 600-1000°С, изготавливают фракции наполнителя и вводят их в предварительно изготовленную мелкодисперсную смесь из оксида хрома, оксида титана, увлажняют до 4-12% ортофосфорной кислоты сверх 100% от общего количества порошковых компонентов, путем смешивания и гомогенизации получают формовочную смесь при содержании фракции, мас.%:
Фракция 0,5-2 мм | 50 |
Фракция <0,5 мм | 20 |
Мелкодисперсная смесь, | |
фракция <0,005 мм | 30 |
формуют полуфабрикат, сушат и обжигают в температурном интервале 1500±50°С.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что выполнение предлагаемого способа, согласно вышеописанной последовательности операций, позволяет формировать микроструктуру материала, базируясь на фракционном составе легированной окисью титана окиси хрома и процессах образования промежуточных соединений, приводящих к внутрикристаллическому распределению микро- и нанопор, что приводит к транскристаллическому характеру разрушения материалов, определяющего механическую прочность и термическую устойчивость в нестационарных тепловых режимах эксплуатации изделий.
Техническая сущность заявляемого способа заключается в следующем: изготовление брикетов с фосфатным связующим в виде ортофосфорной кислоты с плотностью 1,43 г/см2 позволяет получить наноразмерные фосфатные соединения с оксидом хрома и оксидом титана, равномерно распределенные в объеме синтезируемого материала:
- обжиг брикетов в интервале 600-1000°С позволяет получить материалы с неравновесной структурой промежуточных фосфатных соединений, обеспечивающих при спекании изделий объемную усадку крупнозернистых фракций, не приводящих практически к усадочным деформациям;
- содержание ортофосфорной кислоты при изготовлении изделий в пределах 4-12% сверх 100% определено тем, что ниже 4% образуются при формовании полуфабриката перепрессовочные дефекты, а выше 12% происходит ее выжимание из объема прессуемого материала;
- введение фосфатного связующего при формовании формовочной смеси определено его большой адгезионной способностью к хромоксидному материалу и вследствие большой кривизны пор в крупнозернистом материале и капиллярного эффекта каналов сообщающихся пор энергетически выгодна в первоначальный момент адсорбция связующего в открытых объемах крупнозернистых фракций и последующее в них добавление дисперсной составляющей, что в процессе спекания приводит к залечиванию открытых пор;
- получение формовочной смеси из расчетного количества фракций, подтвержденных экспериментально, приводит к максимальному коэффициенту упаковки и минимуму объемных усадочных эффектов и, как показывает практика, снизить деформацию изделий, а для крупногабаритных изделий исключить механическую обработку, что повышает выход готового продукта и снижает себестоимость изделий.
- температура обжига изделий в пределах 1500±50°С установлена экспериментально, так как в этих условиях образуются стабильные фосфатные соединения, работоспособные при температурах эксплуатации.
Примеры осуществления.
Пример 1.
1. Исходное сырье и материалы.
1.1. Окись хрома техническая, ГОСТ 2912-79.
1.2. Двуокись титана, пигментная, ГОСТ 9808-84.
1.3. Ортофосфорная кислота термическая, плотность 1,43 г/см3, ТУ 113-08-5015182-105-95.
2. Изготовление брикетов.
2.1. Шихту для изготовления брикета получали путем смешивания окиси хрома марки ОХМ, двуокиси титана и ортофосфорной кислоты при соотношении компонентов; окись хрома 96, двуокись титана 4% и ортофосфорная кислота 5% сверх 100% от суммы окислов. Смесь готовили в вибромельнице в течение 15-20 мин. Из полученной шихты прессовали брикеты 250×200×150 мм при удельном давлении 700-800 кг/см2. Брикеты высушивали при температуре 80-100°С в течение 4-х часов и обжигали при температуре 600°С в течение 2-х часов.
3. Изготовление фракционированных порошков.
3.1. Брикеты дробили на гидравлическом прессе и рассеивали на фракции - 2 +0,5 мм и <0,5 мм. Полученные фракции порошков затаривали в герметичные емкости и перемещали на операцию приготовления формовочной смеси.
4. Изготовление формовочной смеси.
4.1. Мелкодисперсную смесь с размером частиц <0,005 мм готовили с использованием оксида хрома марки ОХП, двуокиси титана при содержании компонентов 96% и 4%, соответственно.
Смешивание проводили в сухом виде в планетарных мельницах.
4.2. Полученные фракции порошков из брикетов вводят в мелокодисперсную смесь из оксидов титана и хрома и увлажняют ортофосфорной кислотой. Проводят смешивание в Z-образном смесителе при соотношении компонентов: фракция - 2 +5 мм 50%; фракция <0,5 мм 20%; мелкодисперсная смесь, фракции <0,005 мм 30% и 4% ортофосфорной кислоты сверх 100% от веса огнеупорных порошков в смеси. Смесь гомогенизировали в течение 1 часа.
2. Полученную формовочную смесь отправляли на процесс формования заготовок для получения бруса размером 630×320×85 мм.
5. Формование заготовок.
5.1. Тщательно очищенную и смазанную машинным маслом стальную, разборную прессформу устанавливали на виброплощадке. После заполнения прессформы налагали виброколебания в течение 5-10 с, затем верхним пуансоном накладывали давление 700-800 ккг/см2, и при постоянном вибрировании процесс вели до посадки пуансона на заданный уровень. Продолжительность процесса формования полуфабриката составляла 40-50 с. После формования изделия замеряли, взвешивали для определения объемного веса.
6. Сушка изделий.
6.1. Сушку изделий проводили в электрической сушилке при температуре 80-100°С в течение времени, необходимого для достижения влажности 0,2-0,3% (2 часа).
7. Обжиг изделий проводили в туннельной газопламенной печи, с коэффициентом расхода воздуха 1,1-1,2 при температурах 1500±50°С.
7.2. Спеченные изделия контролировали по весу и размерам для определения усадок и плотности. Из бруса вырезали образцы из разных точек объема (5-6 образцов) для определения физико-механических свойств и термостойкости по известным методикам. Результаты контроля по брикетам представлены в таб.1, по изделиям - в таб.2
Пример 2.
При реализации примера 2 были продублированы вся последовательность и параметры операций технологического процесса по примеру 1. Исключение составляют температура обжига брикета, равная 800°С, при содержании ортофосфорной кислоты 6 сверх 100% от веса окислов, а изделия изготавливали при содержании 8% ортофосфорной кислоты сверх 100% от общего количества огнеупорных порошков.
Пример 3.
При реализации примера 3 обжиг брикета осуществляли при 1000°С, при идентичных технологических параметрах примера 1, при содержании ортофосфорной кислоты в брикетах 7%, сверх 100% от окислов, а изделия изготавливали при содержании 12% ортофосфорной кислоты сверх 100% от общего количества огнеупорных порошков.
Данные таблицы 1, 2 показывают, что предлагаемый способ получения огнеупоров из оксида хрома позволяет изготавливать изделия с повышенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, полученными на изделиях.
Изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», так как его реализация возможна при использовании известных средств производства и технологических операций.
Таблица 1 | ||||||
№ п/п | Примеры осуществления | Tобж. брикета, °С | Пористость, брикета, % | Плотность брикета, г/см3 | Содержание в шихте, | |
Сг2О3 | ТЮ2 | |||||
1 | Пример 1 | 600 | 29,1 | 3.55 | 96 | 4,0 |
2 | Пример 2 | 800 | 292 | 3,58 | ||
3 | Пример 3 | 1000 | 29,0 | 3,55 | ||
4 | Прототип | 1650 | 28,4 | 3,67 | 96 | 4,0 |
5 | Прототип | 1750* | 0,4 | 4,6 | ||
- обжиг в восстановительной среде |
Таблица 2 | |||||||
№ п/п | Примеры осуществления | Тобж, °С | Пористость изделия, % | Плотность изделия г/см3 | усадка, % | σсж. МПа | Термостойкость От 1300°С воздушные теплосмены |
1 | Пример 1 | 6,6 | 4,62 | 9,9 | 220 | 15-18 | |
2 | Пример 2 | 1500±5 | 6,0 | 4,65 | 9,9 | 223 | 22-24 |
3 | Пример 3 | 6,2 | 4,64 | 9,9 | 213 | 12-15 | |
4 | Прототип | 1650 | 18,6 | 4,05 | 2,0 | 38 | 2 |
5 | Прототип | 1750 | 15,2 | 4,22 | 5,5 | 40 | 5-15 |
Claims (1)
- Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома, включающий предварительное изготовление брикетов из шихты, содержащей на сухой вес 96% оксида хрома, 4% оксида титана и связующее, прессование, обжиг в окислительной среде, дробление и измельчение брикетов, рассев по фракциям, изготовление формовочной смеси из фракционированных порошков и связующего, формование, сушку и обжиг в окислительной среде, отличающийся тем, что при изготовлении брикетов в шихту в качестве связующего вводят ортофосфорную кислоту, брикеты обжигают в температурном интервале 600-1000°С, изготавливают фракции наполнителя и вводят их в предварительно изготовленную мелкодисперсную смесь из оксида хрома, оксида титана, увлажняют ортофосфорной кислотой до 4-12 мас.% сверх 100%, от общего количества порошковых компонентов путем смешивания и гомогенизации получают формовочную смесь при содержании фракций, мас.%:
Фракция 0,5-2 мм 50 Фракция <0,5 мм 20 Мелкодисперсная смесь, фракция <0,005 мм 30,
формуют полуфабрикат, сушат и обжигают в температурном интервале 1500±50°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007110396/03A RU2348593C2 (ru) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007110396/03A RU2348593C2 (ru) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007110396A RU2007110396A (ru) | 2008-09-27 |
RU2348593C2 true RU2348593C2 (ru) | 2009-03-10 |
Family
ID=39928648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007110396/03A RU2348593C2 (ru) | 2007-03-22 | 2007-03-22 | Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2348593C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716676C2 (ru) * | 2016-02-05 | 2020-03-13 | Сен-Гобен Серэмикс Энд Пластикс, Инк. | Огнеупорный объект из оксида хрома и способ его формования |
-
2007
- 2007-03-22 RU RU2007110396/03A patent/RU2348593C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДЕГТЯРЕВА Э.В. и др. Технология изготовления хромоксидных изделий из зернистых масс. - Огнеупоры, 1977, № 12, с.31-35. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716676C2 (ru) * | 2016-02-05 | 2020-03-13 | Сен-Гобен Серэмикс Энд Пластикс, Инк. | Огнеупорный объект из оксида хрома и способ его формования |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007110396A (ru) | 2008-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107074651B (zh) | 地质聚合物和地质聚合物的骨料 | |
CN105980330B (zh) | 粗陶瓷耐火制品及其制备方法以及应用 | |
CN101328073B (zh) | 自增强型陶瓷纤维浇注料及其制备方法 | |
CN104892021B (zh) | 一种电子烟净化器用开气孔陶瓷材料及其制备方法 | |
CN105645979A (zh) | 一种钢包透气砖及其制备方法 | |
CN103373856B (zh) | 一种高荷软、低蠕变、高抗热震耐火砖及其制造方法 | |
CN106747365A (zh) | 低气孔高强锆铬刚玉砖及其制造方法 | |
RU2348593C2 (ru) | Способ изготовления огнеупорных изделий из оксида хрома | |
JPH04321551A (ja) | 耐火材料の製造方法及び腐食性合金の鋳造におけるその使用 | |
CN101254535B (zh) | 一种浇注钢水用定径水口及其制造工艺 | |
DE3715178C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten, eisen- und schlackenresistenten Oxid-Kohlenstoff-Steins | |
DE2200002A1 (de) | Hochschmelzende heterogene Mischungen | |
CN106187235A (zh) | 一种半重质干熄焦炉环形风道用耐火砖及制备方法 | |
US2665977A (en) | Coke breeze bonded by portland cement | |
WO2019106052A1 (de) | Syntheseverfahren zur herstellung eines calciumzirkonathaltigen werkstoffes sowie versatz und grobkeramisches feuerfestes erzeugnis mit einer vorsynthetisierten calciumzirkonathaltigen körnung | |
DE2339139C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten keramischen Isoliersteins | |
CN108017402A (zh) | 一种锆刚玉质免烧砖制备设备及制备方法 | |
CN101973772A (zh) | 环形硅钢热处理炉用高强刚玉莫来石砖及其制造方法 | |
CN105837242A (zh) | 一种方镁石-尖晶石轻量耐火材料及其制备方法 | |
DE1471032B2 (de) | Mischung zur herstellung eines feuerfesten koerpers, moertels u.dgl | |
DE3940328C2 (de) | Verfahren zur Herstellung kalkgebundener Koksformlinge für metallurgische Zwecke, insbesondere für die Eisen- und Stahlerzeugung | |
RU2196118C2 (ru) | Способ изготовления хромалюмоциркониевых огнеупоров | |
JPH0781168B2 (ja) | 粘土質Ni鉱石の団鉱方法 | |
US1525328A (en) | Refractory material | |
Skuratov et al. | Cast (self-flow) ceramic castables. 4. Spreadability of molding systems and some properties of mullite–silicon carbide ceramic castables |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110323 |