RU2359943C1

RU2359943C1 - Способ получения кордиеритовых огнеупоров

Info

Publication number: RU2359943C1
Application number: RU2007134770/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Григорьевич Кулебакин (RU); Виктор Григорьевич Кулебакин; Галина Николаевна Бондаренко (RU); Галина Николаевна Бондаренко; Федор Александрович Ерофеев (RU); Федор Александрович Ерофеев
Original assignee: Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН)
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-06-27
Also published as: RU2007134770A

Abstract

Изобретение относится к области технологий неорганических веществ и касается процессов получения кордиеритовых огнеупоров из смеси глины, периклаза и оксида алюминия. Техническим результатом предлагаемого способа является удешевление кордиеритовой массы за счет использования местных дешевых материалов, повышение выхода и улучшение качества кордиерита. Предлагаемый способ, включающий подготовку шихты, формование, сушку и обжиг, отличается тем, что шихту, состоящую из тугоплавкой глины, периклаза и оксида алюминия, подвергают совместной механоактивации в высокоэнергонапряженном мелющем аппарате в течение 90 с при соотношении масс активируемого материала и мелющих тел 1:15, при этом периклаз перед введением в шихту подвергают механоактивации в сухом режиме в планетарной мельнице до достижения удельной поверхности периклаза 18,2 м²/г. 2 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к технологии производства огнеупоров, а именно к огнеупорным массам из специально приготовленных природных (тугоплавкая глина) и искусственных материалов - периклаза, используемых для изготовления материалов футеровки внутренней части плавильных печей, не входящих в прямой контакт с расплавом.

Известны керамические кордиеритовые массы, получаемые из чистых оксидов алюминия, кремния и магния (а.с. СССР 425880, кл. С04В 35/18, 1974, а.с. СССР №1024439, кл. С04В 33/22, 1983).

Недостатком известных способов является то, что конечная температура обжига составляет 1600-1700°С, что ведет к удорожанию изделия.

А.С. СССР 591437, кл. С04В 35/18, 1978 - наиболее близкое к заявленному способу получения кордиеритовых огнеупоров, включает в себя изготовление кордиеритовой массы путем совместного помола и смешения компонентов в вибрационной мельнице.

Недостатки в указанном способе следующие: высокая температура обжига, равная 1700°С, использование чистых дорогостоящих оксидов.

Задача изобретения состоит в повышении выхода и качества кордиеритовой массы за счет использования местных дешевых материалов и их совместной механоактивации (МА) в высокоэнергонапряженных мелющих аппаратах с воздействием до 50g на шихту, величина воздействия зависит от соотношения массы шихты к массе мелющих тел, а также типа мельницы.

Сущность изобретения сотоит в следующем. В состав массы вводили периклаз (ППК-88) после активации в сухом режиме в планетарной мельнице конструкции С.И.Голосова (в дальнейшем М-3) (Механохимические явления при сверхтонком измельчении. Новосибирск, 1971. С.23-40, сб. науч. тр. ИГиГ АН СССР) в течение 30; 60; 90 с. Масса активируемого материала составляла 100 г, мелющих тел из стальной шарикоподшипниковой дроби диаметром 3 мм - 1500 г (т.е. в соотношении 1:15). При активации периклаза достигалась удельная поверхность материала до 18,2 м²/г (соответствующая 90 с активации) по сравнению с исходным значением, равным приблизительно 2 м²/г, и наличие фракций менее 10 мкм от 80 до 95%, также в шихту для совместной активации добавлен оксид алюминия.

После механоактивации (МА) вводимый периклаз приобрел некоторую дефектность структуры зерен, что подтверждается данными рентгенографического анализа (РФА) и анализом удельной поверхности порошка. Для определения образовавшихся веществ полученные образцы подвергали РФА на рентгеновском дифрактометре «Дрон-3» на Си-излучение.

Пример осуществления.

1. Активацию периклаза проводят в планетарной мельнице периодического действия М-3 в течение 30 с с соотношением материал:мелющие тела 1:15.

2. Активированный периклаз вводят в шихту из глины Кантатской и оксида алюминия.

3. Шихту из глины Кантатской, оксида алюминия и механоактивированного периклаза подвергают совместной активации в планетарной мельнице периодического действия М-3 в течение 90 с с соотношением материал:мелющие тела 1:15.

4. Формовочную массу приготавливают путем увлажнения механоактивированной шихты водой до 12 масс.% и тщательно перемешивают для придания однородности.

5. Из формовочной массы приготавливают образцы цилиндрической формы с высотой и диаметром 30 мм.

6. Проводят последовательную сушку сформованных образцов при 60°С и 110°С в течение одного и трех часов соответственно.

7. Обжиг высушенных образцов осуществлялся при 1200°С в течение трех часов.

Данные о зависимости выхода кордиерита от времени МА шихты приведены в таблице 1.

табл.1
Время МА, с	30	60	90
Выход кордиерита, %	45-55	55-75	75-95

Данные о соотношениях между компонентами шихты приведены в таблице 2.

табл.2
Компонент	Глина Кантатская	Периклаз ППК-88	Оксид алюминия
Содержание, масс.%	75-85	25-15	0-10

После РФА (фиг.1) при сравнении данных анализа выяснилось следующее: выход кордиерита в смеси, подвергнутой совместной активации, гораздо больше, чем смеси того же состава, но без активации (фиг.16). Подтверждением этого является наличие на фиг.1а соответствующих межплоскостных расстояний (d), равных 0,839; 0,485; 0,312; 0,301 нм, свидетельствующих о том, что периклаз при совместной активации с глиной переходит в более активное состояние.

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что активация шихты, даже в течение незначительного времени, приводит к ее повышенному реакционному состоянию, что позволяет производить реакцию образования кордиерита при меньшей температуре.

Использование предлагаемого способа получения кордиеритовых огнеупоров позволяет:

1) использовать местные материалы, ранее не применявшиеся для изготовления кордиеритовых огнеупоров,

2) снизить температуру обжига изделия,

3) повысить качество получаемого кордиерита,

4) повысить реакционную способность шихты.

Claims

Способ получения кордиеритовых огнеупоров, включающий совместную активацию шихты, формование изделий, сушку и обжиг, отличающийся тем, что шихту, состоящую из тугоплавкой глины, периклаза и оксида алюминия, подвергают совместной механоактивации в планетарной мельнице периодического действия М-3 в течение 90 с при соотношении активируемого материала и мелющих тел 1:15, причем в составе шихты используют периклаз, предварительно подготовленный механоактивацией в сухом режиме, с удельной поверхностью до 18,2 м²/г.