RU2625580C1 - Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов - Google Patents
Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625580C1 RU2625580C1 RU2016120822A RU2016120822A RU2625580C1 RU 2625580 C1 RU2625580 C1 RU 2625580C1 RU 2016120822 A RU2016120822 A RU 2016120822A RU 2016120822 A RU2016120822 A RU 2016120822A RU 2625580 C1 RU2625580 C1 RU 2625580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corundum
- fraction
- content
- fractions
- alumina
- Prior art date
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
- 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
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3243—Chromates or chromites, e.g. aluminum chromate, lanthanum strontium chromite
-
- 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
- C04B2235/5472—Bimodal, multi-modal or multi-fraction
-
- 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
- C04B35/10—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 aluminium oxide
- C04B35/101—Refractories from grain sized mixtures
- C04B35/105—Refractories from grain sized mixtures containing 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
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорному производству и может быть использовано для футеровки подин нагревательных печей, предназначенных для термообработки габаритных стальных заготовок. Огнеупорная бетонная смесь содержит высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент, содержащий не менее 70% Al2O3, корунд с содержанием оксида алюминия 98,4% фракции 2-7 мм и фракции менее 0,05 мм, а также синтетическую плавленую алюмохромистую шпинель с содержанием Cr2O3 - 15-25 и Al2O3 - 75-85 фракции 0,5-1,5 мм при следующем соотношении компонентов, масс.%: корунд фракции 2-7 мм 40, корунд фракции менее 0,05 мм 20, высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент 10, синтетическая плавленая алюмохромистая шпинель 30. Изобретение направлено на повышение прочности изделий и повышение стойкости к железной окалине.
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении огнеупорных бетонных изделий нормальных размеров и простых фасонов, предназначенных для применения в футеровке подин тепловых агрегатов в качестве опорных элементов, подвергающихся действию значительных стационарных механических нагрузок и истирающих усилий в зонах с температурой до 1350°С.
Применяемые в настоящее время огнеупорные бетоны имеют недостаточную термическую стойкость или химическую стойкость к железной окалине. Например, корундовые бетоны марок СКБ-97, BARCAST 95 WK, BARCAST 96 W, СБК-90 являются стойкими к железной окалине, но не обладают термостойкостью, а алюмосиликатные бетоны марок СКМБ 50, СКБТ 1,6, СШВЦ 40 имеют достаточно высокую термостойкость, однако не обладают стойкостью к железной окалине. При этом стоит учесть, что шлакоустойчивость характеризует химическое взаимодействие огнеупора со смесью жидких оксидов или оксидных соединений, а окалиноустойчивость - химическое взаимодействие огнеупора с тонкодисперсным оксидом железа в твердой или газовой фазе.
Как известно, оптимальным высокоогнеупорным заполнителем, стойким к взаимодействию с железной окалиной, является химически инертный оксид Al2O3 (корунд). В отсутствие жидкой фазы при температурах эксплуатации, материалы, содержащие в своей основе корунд, не взаимодействуют с железной окалиной вплоть до температур плавления одного из компонентов. Однако также известно, что огнеупорные изделия на основе корунда обладают недостаточной термостойкостью. Для увеличения термостойкости в корундовые заполнители вводят оксиды магния (MgO) или кремния (SiO2).
Наиболее близким к заявляемой является огнеупорная бетонная смесь для футеровки тепловых агрегатов (RU 2140407, опубл. 27.10.1999). Смесь содержит огнеупорный заполнитель на основе оксида алюминия и связующее, представляющее собой комплекс тонкодисперсных материалов, в качестве которого смесь содержит Al2O3 или смесь Al2O3 и SiO2, высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент, содержащий не менее 70% Al2O3, оксид магния или алюмомагнезиальную шпинель и дефлокулянт при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Огнеупорный заполнитель фракции 7-3 мм | 25-45 |
Огнеупорный заполнитель фракции 3-1 мм | 15-35 |
Огнеупорный заполнитель фракции 1-10 мм | 20-45 |
Al2O3 или смесь Al2O3 и SiO2 фракции 6-0,1 мкм | 2-25 |
Высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент фракции <40 мкм | 2-8 |
MgO или алюмомагнезиальная шпинель фракции <20 мкм | 5-15 |
Дефлокулянт | 0,1-1,5 |
Данная огнеупорная смесь содержит значительное количество оксида магния в чистом виде или в виде алюмомагниевой шпинели - от 5 до 15 масс. %. При химическом взаимодействии бетонного изделия, выполненного из данной магнийсодержащей смеси, с агрессивной средой в виде тонкодисперсного оксида железа (железной окалины) будет происходить образование соединений Mg и Fe2O3, которые по объему на 20-30% больше, чем первоначальные оксиды. Это приведет к резкому снижению механической прочности огнеупорного бетонного изделия.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке огнеупорной смеси, позволяющей получить из нее бетонные изделия для футеровки подин тепловых агрегатов, обладающие повышенной прочностью и стойкостью к окалине.
Предложена огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов, содержащая высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент, содержащий не менее 70% Al2O3, а в качестве высокоогнеупорного заполнителя на основе оксида алюминия - корунд, при этом в качестве высокоогнеупорного заполнителя смесь содержит корунд с содержанием оксида алюминия 98,4% фракции 2-7 мм и фракции менее 0,05 мм, а также синтетическую плавленую алюмохромистую шпинель с содержанием Cr2O3 - 15-25 и Al2O3 - 75-85 фракции 0,5-1,5 мм при следующем соотношении компонентов, масс.:
корунд фракции 2-7 мм с содержанием Al2O3 98,4% | 40 |
корунд фракции менее 0,05 мм с содержанием Al2O3 98,4% | 20 |
высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент | 10 |
синтетическая плавленая алюмохромистая шпинель | 30 |
Сущность изобретения заключается в том, что в качестве высокоогнеупорного заполнителя смесь содержит корунд с содержанием Al2O3 98,4%, причем 40 масс. % - корунд фракции 2-7 мм, и 20 масс. % - корунд фракции менее 0,05 мм. Такое количество корунда различных фракций подобрано для исключения образования жидкой фазы при температурах эксплуатации и в присутствии Fe2O3 (железной окалины). Синтетическая плавленая алюмохромистая шпинель с содержанием Cr2O3 - 15-25 и Al2O3 - 75-85, фракции 0,5-1,5 мм, являясь высокоогнеупорным, но инертным заполнителем, не только препятствует образованию жидкой фазы, но и создает термостойкую структуру. Содержание Cr2O3 в алюмохромистой шпинели менее 15 масс. % не обеспечивает необходимой термостойкой структуры, а превышение этого содержания свыше 25 масс. % увеличивает вероятность образования соединений с шестивалентным хромом, которые являются канцерогеноопасными. Размер зерен шпинели и ее количество в составе смеси позволяет максимально повысить термическую стойкость без снижения механической прочности.
Количество высокоглиноземистого кальцийалюминатного цемента, содержащего не менее 70% Al2O3, подобрано исходя из условий, исключающих резкое образование жидкой фазы в совместном присутствии любого количества железной окалины и основных оксидов шихты.
Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении прочности и стойкости к железной окалине изделий, применяемых для футеровки подин нагревательных печей, предназначенных для термообработки габаритных стальных заготовок.
Для реализации заявленного способа в качестве компонентов для приготовления смеси использовали корунд фракции 2-7 мм с содержанием Al2O3 98,4% и корунд фракции менее 0,05 мм с содержанием Al2O3 98,4% производства Богдановичского ОАО «Огнеупоры» или Первоуральского завода ОАО «Динур». В качестве высокоглиноземистого кальцийалюминатного цемента, содержащего не менее 70% Al2O3, использовали цемент марки Secar-70. Можно использовать его аналоги марки GORKAL 70 и UAC 70S. В качестве алюмохромистой шпинели использовали синтетическую плавленую шпинель, полученную в результате совместной плавки в электродуговых печах оксидов хрома и алюминия способом «на блок», в следующем соотношении, масс. %: Cr2O3 - 15-25 и Al2O3 - 75-85.
Для приготовления термостойкого бетона, химически стойкого к железной окалине, использовали, масс. %: корунд фракции 2-7 мм с содержанием Al2O3 98,4% (40), корунд фракции менее 0,05 мм с содержанием Al2O3 98,4% (20), высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент марки Secar-70 (10), вышеуказанную синтетическую плавленую алюмохромистую шпинель фракции 0,5-1,5 мм (30). Все компоненты в указанном соотношении перемешивали в смесителе с последующим добавлением воды в количестве 8 масс. %. Время смешения после введения воды составляло 5 минут. Приготовленную массу заливали в металлические формы в виде бруса с размерами 150×150×500 мм. Изделия сушили при температуре 20°С в течение 24 часов и затем термообрабатывали при температуре до 1100°С со скоростью подъема температуры 50 град/час и с выдержкой при максимальной температуре 1100°С 4 часа.
Для определения термостойкости из этой шихты изготавливали образцы стандартного размера по ГОСТ 20190-90 Приложение 5, а для определения химической стойкости к железной окалине - тигли размером 100×100×100 мм с толщиной стенки 25 мм. Изделия показали термическую стойкость в режиме 1250°С - вода более 35 теплосмен, а химическая стойкость - в 1,5 раза выше стойкости к окалине стандартных жаростойких бетонов. После распиливания тигля максимальная толщина пропитки по всему периметру составила 0,2 мм.
После извлечения из формы изделие помещали в сушило и сушили, повышая температуру с +20 до +600°С в течение 45 часов с выдержкой в течение 8 часов при температуре 200°С и 450°С. После этого изделие набирает необходимую прочность (предел прочности на сжатие по результатам лабораторных измерений - до 55…60 Н/мм2) и может быть установлено в тепловой агрегат. Окончательный обжиг изделие проходит при штатной работе агрегата при температуре до +1250°С. При этой температуре предел прочности на сжатие достигает 80…85 Н/мм2. Поскольку окончательный обжиг изделие проходит установленным в свое штатное положение в тепловом агрегате, достигается дополнительная экономия ресурсов и времени при его изготовлении.
Из заявленной смеси были изготовлены подовые блоки проходной толкательной печи на АО «Омутнинский металлургический завод», опорные элементы пода кольцевой печи на ПАО «Северский трубный завод» и др.
Claims (2)
- Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов, содержащая высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент, содержащий не менее 70% Al2O3, а в качестве высокоогнеупорного заполнителя на основе оксида алюминия - корунд, отличающаяся тем, что в качестве высокоогнеупорного заполнителя смесь содержит корунд с содержанием оксида алюминия 98,4% фракции 2-7 мм и фракции менее 0,05 мм, а также синтетическую плавленую алюмохромистую шпинель с содержанием Cr2O3 - 15-25 и Al2O3 - 75-85 фракции 0,5-1,5 мм при следующем соотношении компонентов, масс.%:
-
корунд фракции 2-7 мм с содержанием Al2O3 98,4% 40 корунд фракции менее 0, 05 мм с содержанием Al2O3 98,4% 20 высокоглиноземистый кальцийалюминатный цемент 10 синтетическая плавленая алюмохромистая шпинель 30
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120822A RU2625580C1 (ru) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120822A RU2625580C1 (ru) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2625580C1 true RU2625580C1 (ru) | 2017-07-17 |
Family
ID=59495311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120822A RU2625580C1 (ru) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2625580C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0425827A2 (en) * | 1989-10-31 | 1991-05-08 | North American Refractories Company | Spinel bondable ceramic composition |
RU2140407C1 (ru) * | 1999-01-18 | 1999-10-27 | АООТ "Санкт-Петербургский институт огнеупоров" | Огнеупорная бетонная смесь |
UA48283C2 (ru) * | 1999-07-06 | 2002-08-15 | Відкрите Акціонерне Товариство "Український Науково-Дослідний Інститут Вогнетривів Імені А.С.Бережного " | Огнеупорная бетонная масса |
RU2320617C2 (ru) * | 2006-02-10 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Огнеупорная бетонная смесь |
CN103274710A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-04 | 武汉钢铁(集团)公司 | RH真空炉插入管用Al2O3-MgO-Cr2O3质浇注料 |
-
2016
- 2016-05-26 RU RU2016120822A patent/RU2625580C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0425827A2 (en) * | 1989-10-31 | 1991-05-08 | North American Refractories Company | Spinel bondable ceramic composition |
RU2140407C1 (ru) * | 1999-01-18 | 1999-10-27 | АООТ "Санкт-Петербургский институт огнеупоров" | Огнеупорная бетонная смесь |
UA48283C2 (ru) * | 1999-07-06 | 2002-08-15 | Відкрите Акціонерне Товариство "Український Науково-Дослідний Інститут Вогнетривів Імені А.С.Бережного " | Огнеупорная бетонная масса |
RU2320617C2 (ru) * | 2006-02-10 | 2008-03-27 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Огнеупорная бетонная смесь |
CN103274710A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-04 | 武汉钢铁(集团)公司 | RH真空炉插入管用Al2O3-MgO-Cr2O3质浇注料 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020083408A1 (zh) | 一种钛复合抗侵蚀耐磨耐火浇注料的制备方法 | |
CN104591752A (zh) | 一种用于rh精炼炉浸渍管和环流管的烧成镁尖晶石砖及其制备方法 | |
JP7341771B2 (ja) | キャスタブル耐火物 | |
US6730159B1 (en) | Clinker hydraulic binder, use and method for making same | |
US9683782B2 (en) | Methods for producing silicon carbide whisker-reinforced refractory composition | |
RU2625580C1 (ru) | Огнеупорная бетонная смесь для футеровки подин тепловых агрегатов | |
RU2550626C1 (ru) | Огнеупорная бетонная композиция | |
JP2016150854A (ja) | 高炉樋用不定形耐火物 | |
JP4328053B2 (ja) | マグネシア−スピネル質れんが | |
JP2022105725A (ja) | キャスタブル耐火物及びその製造方法 | |
JP7072848B2 (ja) | ジルコニアを主成分とする耐火コンクリート成型物 | |
JP7247172B2 (ja) | 耐火性バッチ、当該バッチから不定形耐火セラミック製品を製造するための方法、当該方法によって得られる不定形耐火セラミック製品 | |
Pereira et al. | Brazilian refractory grade bauxite: a new alternative to refractories makers and users | |
US3125454A (en) | Insulating compositions | |
JP2020100853A (ja) | 高炉樋カバー用不定形耐火物 | |
JP6098834B2 (ja) | 溶融アルミニウム合金用不定形耐火物 | |
JP2016169113A (ja) | 耐爆裂性キャスタブル | |
JP2010195617A (ja) | マグクロれんが | |
RU2693717C1 (ru) | Способ изготовления футеровки тигля вакуумной индукционной печи | |
RU2579092C1 (ru) | Огнеупорная бетонная смесь | |
SU726055A1 (ru) | В жущее | |
JP2020132459A (ja) | マグネシア・スピネル質耐火れんが | |
JP2872670B2 (ja) | 溶融金属容器ライニング用不定形耐火物 | |
JP2016069219A (ja) | アルミナ−マグネシア質流し込み材 | |
SU1521728A1 (ru) | Композици дл изготовлени футеровки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180527 |