RU2585332C1 - Огнеупорная керамическая шихта и образованный из нее кирпич - Google Patents

Огнеупорная керамическая шихта и образованный из нее кирпич Download PDF

Info

Publication number
RU2585332C1
RU2585332C1 RU2014144728/03A RU2014144728A RU2585332C1 RU 2585332 C1 RU2585332 C1 RU 2585332C1 RU 2014144728/03 A RU2014144728/03 A RU 2014144728/03A RU 2014144728 A RU2014144728 A RU 2014144728A RU 2585332 C1 RU2585332 C1 RU 2585332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory ceramic
mixture according
ceramic mixture
terms
granular aggregate
Prior art date
Application number
RU2014144728/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Харальд ХАРМУТ
Забине ГШИЛЬ
Original Assignee
Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48407530&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2585332(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Рифрэктори Интеллектчуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг
Application granted granted Critical
Publication of RU2585332C1 publication Critical patent/RU2585332C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043—Refractories from grain sized mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • C04B35/043—Refractories from grain sized mixtures
    • C04B35/0435—Refractories from grain sized mixtures containing refractory metal compounds other than chromium oxide or chrome ore
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3895—Non-oxides with a defined oxygen content, e.g. SiOC, TiON
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5463—Particle size distributions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

Изобретение относится к огнеупорной керамической шихте, а также к образованному из нее огнеупорному керамическому кирпичу, и может быть использовано для облицовки цементных вращающихся печей. Огнеупорная керамическая шихта имеет состав: a) 75-98 мас.%, по меньшей мере, основного исходного материала из группы: спеченная окись магния, плавленая окись магния, b) 2-25 мас.%, по меньшей мере, зернистого заполнителя из группы: карбид кремния, нитрид кремния, оксикарбид кремния, оксикарбонитрид кремния, c) максимально 5 мас. % других составных частей, каждый раз в пересчете на общую шихту, причем основный исходный материал находится на 10-40 мас.% во фракции помола <125 мкм, в пересчете на общую шихту, а зернистый заполнитель находится в гранулометрической фракции >125 мкм и <2 мм. Огнеупорный керамический кирпич, полученный из этой шихты путём прессования и обжига, характеризуется тем, что в нём зернистый заполнитель максимум наполовину спекается с основным исходным материалом. Технический результат изобретения - получение изделий с огнеупорностью выше 1400°С, высокой стойкостью к коррозии и выгодной структурной эластичностью. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 пр., 2 табл.

Description

Изобретение относится к огнеупорной керамической шихте, а также к образованному из нее огнеупорному керамическому кирпичу.
Огнеупорные керамические продукты можно разделить на несколько категорий, например, на основные и неосновные продукты. Изобретение относится только к основным продуктам, а именно к шихте и кирпичу, основной исходный материал которых состоит из спеченной окиси магния и/или плавленой окиси магния.
Из документа DE 4403869 С2 и DE 19859372 Cl известны шихты и кирпичи в соответствии с родовым понятием. Наряду с основным исходным материалом известные продукты состоят из шпинелей (герцинит, галаксит, якобсит).
При этом было установлено, что благодаря комбинации основного исходного материала с указанными шпинелями можно добиться выгодных механических свойств обожженного продукта. В особенности улучшается (снижается) дуктильность (хрупкость) обожженного формованного изделия, частично также улучшается устойчивость в особенности в отношении воздействия щелочей.
Следует отметить, что реакционные механизмы и механизмы спекания при обжиге соответствующих частей полностью еще не выяснены, однако различные достижения указывают на то, что не происходит полного, плотного спекания между отдельными компонентами шихты, так что обожженная часть также обладает определенной «эластичностью» (гибкостью). Другими словами: хотя при горении компоненты шихты вступают в физико-химическое взаимодействие, однако продукт является менее хрупким, чем отдельные компоненты шихты, и в целом становится «более эластичным».
Хотя вышеупомянутые огнеупорные продукты в течение многих лет зарекомендовали себя в промышленности и используются, например, для облицовки цементных вращающихся печей, все же сохраняется желание произвести дополнительные улучшения, в особенности в плане термической устойчивости обожженных продуктов. Например, инвариантная точка в системе силикат дикальция-алюминат кальция-шпинель-периклаз составляет лишь около 1325°С.
В основе изобретения лежит задача предложить основную огнеупорную керамическую шихту, из которой возможно изготовить огнеупорные формованные изделия, которые вдобавок к выгодной структурной эластичности обладают высокой огнеупорностью, которая определяется инвариантной точкой выше 1400°С. Кроме того, преимущественно обожженный продукт должен обладать особенно хорошей стойкостью к коррозии.
В изобретении отклоняются от обозначенного в предшествующем уровне техники способа применения шпинели в комбинации с исходным материалом периклаз. Было установлено, что содержание Al2O3 в шпинели является существенным для снижения термической стойкости обожженных продуктов. В особенности это имеет место в комбинации с компонентом шихты CaO. Хотя содержание CaO общей шихты может быть снижено вследствие применения бедных кальцием исходных материалов. Однако проблема сохраняется, когда при применении снова подается оксид кальция. Именно так происходит, например, во вращающихся трубчатых печах для изготовления цементного клинкера.
В ходе масштабных экспериментов было установлено, что эти недостатки можно устранить благодаря совершенно другому компоненту шихты, а именно компоненту шихты из группы: карбид кремния, оксикарбид кремния, оксикарбонитрид кремния, нитрид кремния.
Если из шихты, после добавления обычного связующего вещества, такого как лигносульфонат (например, в количестве до 4 мас. %, в пересчете на общую шихту), формуют и обжигают кирпич (в особенности в температурном диапазоне от 1400°С до 1600°С), то при этом в продукте в соответствии с изобретением получают только частичные мостики спекания между основным (MgO) исходным материалом и зернистым заполнителем, причем в особенности образуются следующие минеральные фазы: MgSiO3, Mg2SiO4, SiO2. При этом SiO2 образуется вследствие окисления SiC во время (окислительного) пиропроцесса. В большинстве случаев SiO2 вступает в реакцию с MgO и образует энстатит. Прилегая к нему, образуется форстерит, который создает прямую связь с основным исходным материалом, так как энстатит наряду с MgO является неустойчивым.
В ходе экспериментов можно было наблюдать, что максимально половина поверхности зернистого заполнителя спекается с окружающим огнеупорным основным исходным материалом. Во многих случаях зернистый заполнитель после обжига находится в основной матрице даже россыпью, то есть, между отдельными зернами заполнителя и основным матричным материалом совершенно нет никаких прочных связей. В непосредственном окружении зерен заполнителя наряду с MgO также может попадаться форстерит. Объем спекания зернистого заполнителя с окружающим огнеупорным основным исходным материалом можно установить благодаря микроскопическому исследованию аншлифа; при этом было установлено, что периферия зерна максимально наполовину своей длины спекается с окружающим основным исходным материалом.
Поскольку структура огнеупорного керамического продукта в соответствии с изобретением отличается от структурной микрофотографии кирпича из известного уровня техники, который содержит шпинель. С помощью нового продукта достигают по меньшей мере характеристик дуктильности, которыми обладают известные шпинельные продукты.
В сравнении с этим уровнем техники продукт в соответствии с изобретением отличается явно повышенной инвариантной точкой, которая, как правило, находится по меньшей мере на 100°С, часто более чем на 200°С выше, чем в продуктах с герцинитом, и/или галакситом, и/или якобситом.
Соответственно огнеупорность является высокой.
В самом общем варианте осуществления изобретение охватывает огнеупорную керамическую шихту со следующим составом:
- от 75 до 98 мас. % по меньшей мере одного основного исходного материала из группы: спеченная окись магния, плавленая окись магния,
- от 2 до 25 мас. % по меньшей мере одного зернистого заполнителя из группы: карбид кремния, нитрид кремния, оксикарбид кремния, оксикарбонитрид кремния,
- максимально 5 мас. % других составных частей,
- причем данные о массе каждый раз относятся к общей шихте.
Указанные выше свойства можно оптимизировать с помощью следующих вариаций, которые могут быть осуществлены отдельно и в комбинации друг с другом, если это определенно не исключается:
- применение основного исходного материала с долей >10 и <40 мас. % (в пересчете на общую шихту) во фракции помола <125 мкм, применение основного исходного материала с долей >35 мас. % (в пересчете на общую шихту) в гранулометрической фракции >1 мм,
- использование зернистого заполнителя в гранулометрическом составе может быть >125 мкм и <3 мм, причем нижняя граница также >0,5 мм и верхняя граница также <2 мм,
- снижение доли зернистого заполнителя в общей шихте до количества от 2 до 10 мас. %,
- выбор основного исходного материала, который сам состоит по меньшей мере на 95 мас. % из MgO, причем эта доля преимущественно составляет еще выше, например, выше 97 мас. % или выше 98,5 мас. %,
- подбор размера зерен заполнителя и основного исходного материала таким образом, что величина d90 основного зернистого исходного материала (также основной исходный материал без фракции помола <125 мкм) находится выше величины d90 зернистого заполнителя,
- применение основного исходного материала с содержанием железа, измеренным как Fe2O3, менее чем в 0,6 мас. %, в пересчете на основной исходный материал, причем эта доля должна быть как можно меньше, например, <0,3 мас. %,
- выбор основного главного компонента, сводящийся к тому, что он не содержит или содержит только немного (каждый раз <0,3 мас. %) оксида хрома и/или оксида алюминия, в пересчете на общую шихту,
- также вещество заполнителя должно быть как можно более чистым, чтобы оптимально достичь желаемого эффекта, причем посторонние составные части заполнителя являются благоприятными в особенности на <5 мас. %, в пересчете на массовую долю заполнителя в общей шихте.
Шихта согласно изобретению также в частности содержит два компонента шихты (основной исходный материал, зернистый заполнитель) в различных гранулометрических фракциях, причем оказалось выгодным, если основной исходный материал имеет долю фракции помола (<125 мкм), в то время как зернистый заполнитель большей частью (предпочтительно по меньшей мере 90%) в гранулометрической фракции должен находиться за пределами (выше, следовательно, в более крупной зернистости) этого диапазона помола.
Несмотря на малые доли примесей, которые большей частью обусловлены применяемыми сырьевыми материалами, продукт в соответствии с изобретением (наряду с карбидом и/или нитридом заполнителя) содержит только оксиды CaO, MgO и SiO2. Соотношение CaO/SiO2 для применяемого основного компонента соответственно является высоким и предпочтительно составляет по меньшей мере 2, в особенности >3, >4 или >5. Тем самым можно добиться инвариантной точки явно выше 1700°С.
За высокое соотношение CaO/SiO2 также отвечает карбидная, соответственно нитридная, связь кремния. Это также имеет преимущества в отношении развивающегося в результате коррозии напряжения обожженного продукта.
При применении карбида кремния в окислительно проведенном пиропроцессе можно получить частичное окисление карбида кремния, что приводит к сниженному соотношению CaO/SiO2. Таким образом, было бы вызвано усиленное спекание, что в принципе является нежелательным, так как тем самым была бы повышена хрупкость.
Однако поскольку шихта в соответствии с изобретением способствует установлению определенной дуктильности обожженного продукта вследствие регулирования атмосферы в печи при обжиге.
В заключение изобретение способствует пропитыванию обожженных продуктов углеродом, например, пеком. В продуктах из уровня техники (со шпинельными добавками в виде герцинита, якобсита или галаксита) это невозможно, так как шпинели содержат оксиды железа или оксиды марганца, которые при температурах применения были бы уменьшены благодаря материалу для пропитывания. Вследствие этого материал для пропитывания окислялся бы и тем самым по меньшей мере частично был бы неэффективным. В противоположность этому продукт в соответствии с изобретением совместим с таким углеродным пропитыванием, тем более что в основных вариантах осуществления он уже содержит карбидное вещество (зернистый заполнитель).
Для изготовления керамического формованного изделия в соответствии с изобретением к шихте добавляют связующее вещество. Связующее вещество может быть добавлено к шихте, например, в долях в диапазоне от 1 до 4 мас. %, также в особенности в долях в диапазоне от 2 до 3 мас. %, каждый раз в пересчете на 100 мас. % общей шихты (доли связующего вещества также суммируются к этому до 100 мас. % шихты).
Огнеупорное керамическое формованное изделие в соответствии с изобретением в своем самом общем варианте осуществления отличается следующими признаками, каждый раз определено при комнатной температуре:
- изготовлено из шихты указанного вида,
- последующая запрессовка до получения формованного изделия,
- последующий обжиг при температурах между 1400°С и 1600°С,
- причем зернистый заполнитель максимально наполовину спекается с окружающим основным исходным материалом.
В таком случае кирпич может обладать следующими характерными признаками:
- Модуль упругости: <60 ГПа
- работа разрушения: >200 Нм
- номинальная ударная прочность при растяжении: <9 МПа
- характеристическая длина: >250 мм
- инвариантная точка: >1700°С.
Модуль упругости (модуль Е) в частности можно определить согласно сведениям из следующего литературного источника: G. Robben, В. Bollen, А. Brebels, J van Humbeeck, О. van der Biest: "Impulse excitation apparatus to measure resonant frequencies, elastic module and internal friction at room and high temperature", Review of Scientific Instruments, том 68, cc. 4511-4515 (1997).
Работа разрушения, номинальная ударная прочность при растяжении, а также характеристическая длина в особенности могут быть определены в соответствии со сведениями из следующих литературных источников: Harmuth FL, Manhart Ch., Auer Th., Gruber D.: "Fracture Mechanical Characterisation of Refractories and Application for Assessment and Simulation of the Thermal Shock Behaviour", CFI Ceramic Forum International, том 84, №9, cc. E80-E86 (2007).
Инвариантная точка в частности может быть определена из фазовой системы имеющихся в кирпиче минеральных фаз.
Предпочтительно кирпичи могут быть использованы в промышленных печах, таких как вращающиеся трубчатые печи для изготовления цементного клинкера, а также в сталеплавильной промышленности.
Другие признаки изобретения следуют из признаков зависимых пунктов формулы изобретения, а также других материалов заявки.
Далее изобретение поясняется подробнее при помощи различных примеров осуществления.
В нижеследующей таблице 1 представлены четыре различные огнеупорные керамические шихты, причем шихты S-1, S-2 и S-3 обозначают примеры осуществления шихт в соответствии с изобретением, а шихта S-0 представляет собой состав сравнительной шихты не в соответствии с изобретением. При этом все указания относительно долей шихт соответствующих компонентов приведены в % по массе (мас. %), в пересчете на 100 мас. % соответствующей общей шихты.
Figure 00000001
Figure 00000002
Производственный процесс изготовления кирпича в соответствии с изобретением с компонентами шихты согласно таблице 1 каждый раз осуществляли в следующем порядке:
- смешивание компонентов шихты со связующим веществом, а именно 2,5 мас. % жидким лигносульфонатом, в пересчете на 100 мас. % общей шихты,
- формование стандартного кирпича (230×85×114 мм) под давлением прессования в 140 МПа,
- обжиг кирпичей при 1400°С в воздухе в течение 8 часов.
Данные и характеристические признаки изготовленных из шихт согласно таблице 1 кирпичей представлены в таблице 2. При этом изготовленные из шихт кирпичи каждый раз отмечены обозначениями (S-0, S-1, S-2, S-3) соответствующих шихт.
Далее в таблице 2 в целях сравнения представлены данные и характеристические признаки четырех других огнеупорных кирпичей на базе основного исходного материала, которые в каждом случае были изготовлены не из шихты в соответствии с изобретением. Конкретно речь идет о кирпичах A-D следующих типов кирпичей:
А: обожженный магнезитовый кирпич на основе спеченной окиси магния с 94 мас. % MgO и 6 мас. % Fe2O3.
В: обожженный магнезитовый кирпич на основе спеченной окиси магния с 97 мас. % MgO, 2 мас. % SiO2, 0,6 мас. % СаО и 0,4 мас. % Al2O3 + Fe2O3 + MnO.
С: обожженный магнезиально-шпинельный кирпич на основе спеченной окиси магния с 89,5 мас. % MgO и 10,5 мас. % Al2O3.
D: обожженный магнезиально-герцинитовый кирпич на основе спеченной окиси магния с 91,8 мас. % MgO, 3,4 мас. % Al2O3, 3,8 мас. % Fe2O3, 0,7 мас. % СаО и 0,3 мас. % SiO2.
Figure 00000003
Применяемая спеченная окись магния в кирпичах S-0, S-1, S-2 и S-3 имела содержание MgO в >97 мас. %. Применяемый карбид кремния имел степень чистоты прибл. в 95 мас. %.
Указанные в таблице показатели свойств определяли в соответствии со следующими способами:
- Модуль упругости: согласно сведениям в указанном выше литературном источнике в "Review of Scientific Instruments" (1997). При этом в примере осуществления модуль упругости определяли с помощью RFDA (анализатор резонансной частоты и демпфирования) фирмы IMCE n.v., Slingerweg 52, В-3600 Genk.
- Работа разрушения, номинальная ударная прочность при растяжении и характеристическая длина были определены с помощью проведения и оценивания теста на клиновый зазор согласно указанному выше литературному источнику в "CFI Ceramic Forum International" (2007).

Claims (12)

1. Огнеупорная керамическая шихта, имеющая состав
a) 75-98 мас.% по меньшей мере основного исходного материала из группы: спеченная окись магния, плавленая окись магния,
b) 2-25 мас.% по меньшей мере зернистого заполнителя из группы: карбид кремния, нитрид кремния, оксикарбид кремния, оксикарбонитрид кремния,
c) максимально 5 мас.% других составных частей, каждый раз в пересчете на общую шихту, причем
d) основный исходный материал находится на от >10 до <40 мас.% во фракции помола <125 мкм, в пересчете на общую шихту и
e) зернистый заполнитель находится в гранулометрической фракции >125 мкм и <2 мм.
2. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, основной исходный материал которой на >35 мас.% находится в гранулометрической фракции >1 мм, в пересчете на общую шихту.
3. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, зернистый заполнитель которой находится в гранулометрической фракции >0,5 мм и <2 мм.
4. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, зернистый заполнитель которой находится в количестве 2-10 мас.%, в пересчете на общую шихту.
5. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, основной исходный материал которой по меньшей мере на 95 мас.% состоит из MgO.
6. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, в которой величина d90 основного зернистого исходного материала без фракции помола находится выше величины d90 зернистого заполнителя.
7. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, основной исходный материал которой имеет содержание железа, измеренное как Fe2O3, менее чем в 0,6 мас.%, в пересчете на основной исходный материал.
8. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, содержащая менее чем 0,3 мас.% оксида алюминия, в пересчете на общую шихту.
9. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, содержащая менее чем 0,3 мас.% оксида хрома, в пересчете на общую шихту.
10. Огнеупорная керамическая шихта по п. 1, зернистый заполнитель которой максимально содержит 5 мас.% других составных частей, в пересчете на массовую долю заполнителя в общей шихте.
11. Огнеупорный керамический кирпич, изготовленный из шихты по п. 1 после прессования и обжига при температурах между 1400°С и 1600°С, в котором зернистый заполнитель максимально наполовину спекается с окружающим основным исходным материалом.
12. Огнеупорный керамический кирпич по п. 11 с по меньшей мере одним из следующих показателей свойств:
a) модуль упругости: <60 ГПа
b) работа разрушения: >200 Н/м
c) номинальная ударная прочность при растяжении: <9 МПа
d) характеристическая длина: >250 мм
e) инвариантная точка: >1700°C.
RU2014144728/03A 2012-06-15 2013-05-07 Огнеупорная керамическая шихта и образованный из нее кирпич RU2585332C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12172161.7A EP2674407B1 (de) 2012-06-15 2012-06-15 Feuerfester keramischer Versatz und daraus gebildeter Stein
EP12172161.7 2012-06-15
PCT/EP2013/059491 WO2013185983A1 (de) 2012-06-15 2013-05-07 Feuerfester keramischer versatz und daraus gebildeter stein

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585332C1 true RU2585332C1 (ru) 2016-05-27

Family

ID=48407530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014144728/03A RU2585332C1 (ru) 2012-06-15 2013-05-07 Огнеупорная керамическая шихта и образованный из нее кирпич

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9334190B2 (ru)
EP (1) EP2674407B1 (ru)
CN (1) CN104364221B (ru)
AP (1) AP3755A (ru)
BR (1) BR112014028995A2 (ru)
CA (1) CA2872316C (ru)
ES (1) ES2520666T3 (ru)
MA (1) MA37578B1 (ru)
MX (1) MX2014015132A (ru)
PL (1) PL2674407T3 (ru)
RU (1) RU2585332C1 (ru)
TN (1) TN2014000455A1 (ru)
UA (1) UA111023C2 (ru)
WO (1) WO2013185983A1 (ru)
ZA (1) ZA201409147B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017121452B9 (de) * 2017-09-15 2024-04-04 Refratechnik Holding Gmbh Verfahren zur Herstellung einer porösen Sintermagnesia, Versatz zur Herstellung eines grobkeramischen feuerfesten Erzeugnisses mit einer Körnung aus der Sintermagnesia, Verwendung des Versatzes zur Herstellung des Erzeugnisses sowie Verfahren zur Herstellung des Erzeugnisses
WO2024041935A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Method for producing silicon carbide coated refractory grains and silicon carbide coated refractory grains

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122535C1 (ru) * 1998-06-10 1998-11-27 Ермолычев Дмитрий Анатольевич Огнеупорный материал и способ его получения

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593068A (ja) * 1982-06-29 1984-01-09 日本鋼管株式会社 マグネシア−カ−ボン−炭珪系耐火物
JPS59152269A (ja) 1983-02-08 1984-08-30 九州耐火煉瓦株式会社 窒化珪素系複合耐火物
JPH02141466A (ja) 1988-11-24 1990-05-30 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd セラミックス複合材料及びその製造方法
JPH02164779A (ja) * 1988-12-19 1990-06-25 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd セラミックス複合材料及びその製造方法
JPH02274370A (ja) * 1989-04-17 1990-11-08 Harima Ceramic Co Ltd 溶銑予備処理容器用耐火物
GB9324655D0 (en) * 1993-12-01 1994-01-19 Glaverbel A method and powder mixture for repairing oxide based refractory bodies
US5700309A (en) 1993-12-01 1997-12-23 Glaverbel Method and powder mixture for repairing oxide based refractory bodies
DE4403869C2 (de) 1994-02-08 1998-01-15 Veitsch Radex Ag Feuerfester keramischer Versatz und dessen Verwendung
DE59904328D1 (de) 1998-11-30 2003-03-27 Veitsch Radex Gmbh Wien Feuerfeste keramische masse und deren verwendung
DE19859372C1 (de) 1998-12-22 2000-06-08 Veitsch Radex Ag Feuerfeste keramische Masse und deren Verwendung
CN1654426A (zh) * 2005-01-17 2005-08-17 武汉科技大学 一种不定形方镁石—碳化硅复合耐火材料及其生产方法
KR101031324B1 (ko) * 2009-03-09 2011-04-29 재단법인 포항산업과학연구원 제철 공업로의 노즐용 내화 조성물

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122535C1 (ru) * 1998-06-10 1998-11-27 Ермолычев Дмитрий Анатольевич Огнеупорный материал и способ его получения

Also Published As

Publication number Publication date
ES2520666T3 (es) 2014-11-11
AP2014008074A0 (en) 2014-11-30
EP2674407B1 (de) 2014-08-27
BR112014028995A2 (pt) 2017-06-27
US20150087496A1 (en) 2015-03-26
CA2872316A1 (en) 2013-12-19
MA37578B1 (fr) 2016-03-31
EP2674407A1 (de) 2013-12-18
CN104364221B (zh) 2017-06-09
TN2014000455A1 (en) 2016-03-30
WO2013185983A1 (de) 2013-12-19
ZA201409147B (en) 2015-12-23
AP3755A (en) 2016-07-31
PL2674407T3 (pl) 2015-03-31
CN104364221A (zh) 2015-02-18
CA2872316C (en) 2016-09-06
US9334190B2 (en) 2016-05-10
UA111023C2 (ru) 2016-03-10
MX2014015132A (es) 2015-08-06
MA20150106A1 (fr) 2015-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3060043A (en) Refractory castable
US9090507B2 (en) Low cement spinel stabilized silicon carbide composite material
US20150267133A1 (en) Chromium oxide product
WO2013005253A1 (ja) マグネシア質耐火物
US20100062386A1 (en) Basic Refractories Composition Containing Magnesium Orthotitanate and Calcium Titanate, Process for its Production and Uses Thereof
RU2585332C1 (ru) Огнеупорная керамическая шихта и образованный из нее кирпич
US6261983B1 (en) Magnesia spinel refractory brick
JP5949426B2 (ja) アルミナ−クロミア−マグネシア質耐火れんが
JP2011148643A (ja) マグネシア質耐火物
RU2623760C2 (ru) Периклазошпинелидный огнеупор
US10093576B2 (en) Unshaped refractory material
WO2001090030A1 (en) Insulating raw material for high temperature applications
JP6358272B2 (ja) マグネシア・スピネル質耐火煉瓦
JPWO2017146254A1 (ja) コークス炉用プレキャストブロック耐火物
JP2013249241A (ja) 不焼成れんが
RU2410361C1 (ru) Огнеупорная бетонная смесь
JP5663122B2 (ja) 非鉄金属製錬容器用キャスタブル耐火物及びそれを用いたプレキャストブロック
JP2014024689A (ja) マグネシア質不定形耐火物
WO2013032065A1 (en) Low cement corrosion-resistive unshaped refractories
US20070213198A1 (en) Refractory composition
Cölle et al. Evaluation of a carbon containing model-granules-system based on loomy clay raw materials
RU2634142C1 (ru) Состав для изготовления периклазошпинельных огнеупоров
JP2017019673A (ja) アルミナ−炭化珪素−カーボン系不定形耐火物
JPH0478578B2 (ru)
JPH06172044A (ja) アルミナ・スピネル質キャスタブル耐火物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180508