SU1719364A1 - Способ изготовлени безобжиговых динасокварцитовых изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении дина- сокварцитовых прессованных безобжиговых огнеупоров. Цель изобретени  повышение прочности при сжатии и изгибе после прессовани  и теплопроводности при 1300°С. Способ изготовлени  безобжиговых динасокварцитовых изделий предусматривает увлажнение динасового заполнител  водно-спиртовым раствором метилсиликоната натри  с последующим введением пыли-уноса производства ферросилици  или помола кварцита и добавлением тонкомолотого кварцита , феррохромового шлака и жидкого стекла , после чего осуществл ют перемешивание указанных, компонентов и дополнительно ввод т порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентою шихты, мас.%: водно-спиртовой раствор метилсиликоната натри  0,04-0,21; тонкомолотый кварцит 11-18,43; феррохромовый шлакО,3-0.8; кремнеземиста  пыль-унос производства ферросилици  или помола кварцита 4,45-8,6; жидкое стэкло 7,3-11,9; порошок фенолформальдегидной смолы, модифици рованной уротропином. 0,48-2.12; динасо- вый заполнитель остальное. Прочность огнеупора при сжатии 25,2 Н/мм2, при изги бе9,5 Н/мм , теплопроводность 1,42 8т/(м-К). 1 табл. (А

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении дина- сокварцитовых прессованых безобжиговых огнеупоров, предназначенных дл  кладки коксовых печей, футеровки нагревательных, стекловаренных печей и других тепловых агрегатов.

Цель изобретени  - повышение прочности при сжатии и изгибе после прессовани  и теплопроводности при 1300°С.

Пример. Используют следующие материалы: жидкое стекло (ГОСТ 13078-81) с силикатным модулем 2,96, плотностью 1,3 ± 0,02 г/см3; феррохромовый шлак (ТУ 14-11-181-79) следующего химсостава, мас.%: СаО 46-55; SI02 24-32; MgO 7-16; AfeOa остальное; метилсиликонат натри  (МРТУ 6-02-271-63) - водно-спиртовый раствор метилсиликоната - ГКЖ-10, плотностью 1,05 г/см3, содержание SI02 8,65% (по массе сухого остатка 27-31%), щелочность

(NaOH) 13,3-15,1%; динасовый заполнитель фракции 0-5 мм; тонкомолотый кварцит фракции менее 0,09 мм; фенольное порошкообразное св зующее (ОСТ 6-05-441-78) - фенолформальдегидна  смола с добавкой 6-9 мас.% уротропина, марка СФП-011 А, дисперсность 100% проход через сетку 009; кремнеземиста  пыль-унос производства ферросилици  (ТУ 14-5-157-87) или помола кварцита (микрокремнезем), имеющих еле-- дующий химсостав, мас.%, соответственно: SlOa 98; Ре20з+А120з 1-1,5; Mn, Ca, Na остальное и 5Ю2 97-98,5; FeaOa+AlaOa 1,1-1,5; СаО и МдО следы, п.п.п. остальное.

Использование в предлагаемом способе водно-спиртового раствора метилсили- коната натри  в качестве дефлокул нта в сочетании с тонкодисперсной структурообразующей добавкой в виде комбинации микрокремнезема и фенольного порошкообразного св зующего при соблюдении условий введени  каждой из перечисленных добавок в шихту, содержащую динасовый заполнитель,, тонкомолотый кварцит, шлак феррохромового производства и жидкое стекло в указанных пределах, позвол ет достичь оптимальную св занность массы дл  прессовани , за счет чего снижаютс  упругие силы в процессе формовани  и обеспечиваетс  уменьшение трещинообразовани  и исключение разрывов в формуемых издели х .

Благодар  увлажнению динасового заполнител  водно-спиртовым раствором ме тилсиликоната натри ,  вл ющегос  поверхностно-активным веществом, достигаетс  равномерное распределение тонкодисперсных компонентов шихты в массе без коагул ции жидкостекольного св зующего .

Снижение количества дефлокул нта менее 0,04% не обеспечивает повышение прочностных характеристик изделий, а увеличение его содержани  в шихте более 0,21% нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему повышению прочности свежесформованных изделий.

При использовании комбинации пыли- уноса и фенольного порошкообразного св зующего а качестве структурообразующей добавки достигаетс  комплексный эффект как от вли ни  каждого из указанных компонентов , так и их взаимным вли нием на структурообразование бетона.

Пыль-унос, имеюща  большую удельную поверхность и вводима  непосредственно на увлажненный зернистый динас, заполн ет не только промежутки между структурными составл ющими смеси, но и микротрещины заполнител , и в присутствии жидкостекольного св зующего создаютс  услови  дл  дополнительного цементировани  массы за счет образовани  гел  ЗЮ2, при этом происходит как бы взаимопроникновение матрицы огнеупора и заполнител .

Фенольное порошкообразное св зующее оказывает катализирующее действие на полимеризацию жидкого стекла в данной

0 шихте. Причем равномерно распределенна  в жидкостекольной композиции пыль- унос усиливает катализирующее действие фенольного св зующего, в св зи с чем оптимальна  св занность массы достигаетс 

5 при введении фенольного порошкообразного св зующего после смешени  всех других вход щих в состав шихты компонентов.

Получение прочного и плотного сырца обеспечивает формирование при высоких

0 температурах плотной теплопроводной структуры огнеупора. Кроме того, при нагревании фенольное по рошкообразное св зующее , представл ющее собой органическое соединение - фенолформальдегидную смо5 лу с добавкой уротропина, выгора , благопри тствует созданию структуры, в которой перерождение динасового заполнител  осуществл етс  без заметного трещинообразовани . Это позвол ет сохранить плотную

0 теплопроводную структуру огнеупора при температурах-1300-1400°С.

Несоблюдение условий введени , вход щих в комбинацию добавок, а также изменение пределов их содержани  в шихте

5 снижает технологичность шихты и ухудшает качество изделий.

При введении в шихту менее 4,45% пыли-уноса не достигаетс  достаточное повышение прочностных характеристик,

0 показателей плотности и теплопроводности . Увеличение содержани  пыли-уноса в шихте более 8,6% требует большего количества жидкого стекла, что отрицательно сказываетс  на огнеупорности изделий.

5 Изменение последовательности введени  пыли-уноса в шихту уменьшает св занность массы и способствует трещи- нообразованию свежесформованных изделий .

0 При введении в шихту менее 0,48% фенольного порошкообразного св зующего не обеспечиваетс  достаточное упрочнение сырца. Превышение ее количества более 2,12% сокращает врем  хранени  шихты до

5 укладки ее в форму.

Введение фенольного порошкообразного св зующего на более ранних стади х приготовлени  шихты приводит к тому, что часть данной добавки забивает поры заполнителей , в результате чего снижаетс  катализирующее воздействие на полимеризацию жидкого стекла и соответственно уменьшаетс  прочность сырца.°

Образцы готов т следующим образом.

Динасовый заполнитель увлажн ют водно-спиртовым раствором метилсилико- ната натри , затем ввод т пыль-унос (микрокремнезем ) и перемешивают в течение 3-4 мин. В полученную смесь добавл ют тонкомолотый кварцит и шлак феррохроме- вый (врем  смешени  3-4 мин), затем жидкое стекло (врем  смешени  5 мин). В последнюю очередь в шихту ввод т феноль- ное порошкообразное св зующее (врем  смешени  3 мин).

Из приготовленной шихты прессуют издели , которые после выдержки на воздухе в течение 4 ч подвергают сушке при 120 С до остаточной влажности 0,1-0,3%. Высушенные динасЧжварцитовые издели  гото- вы к эксплуатации.

Составы шихт и свойства образцов изделий приведены в таблице.

Представленные в таблице сравнительные характеристики безобжиговых дина- сокварцитовых изделий определ ют на образцах цилиндрической формы, диаметр и высота цилиндров равн лись 50 мм (определение предела прочное™ при сжатии и открытой пористости), в форме балочек с размерами 100x15x20 (определение предела прочности при изгибе); в форме нормального кирпича (определение теплопроводности ). Дл  определени  свойств изделий при температуре службы в коксовых печах часть образцов обжигают при 1400°С.

Прочностные характеристики образцов определ ют сразу после прессовани , после сушки и обжига. Определени  производ т по ГОСТ 4071-80 (предел прочности при сжатии) и методике МИ 14-345. 1-35-82 (предел прочности при изгибе). Согласно методике сущность метода состоит в нагру- жении нагретого образца по схеме трехточечного изгиба, измерени  величины разрушающей нагрузки и расчета предела прочности при изгибе при формуле: 3 Fa

Оизг., tп- 2bh2 где F - разрушающа  нагрузка, Н;

а - рассто ние между ос ми опор, мм;

b - ширина образца, мм;

h - высота образца, мм.

Плотность высушенных и обожженных образцов оценивают по открытой пористо- сти, которую определ ют по ГОСТ 2409-80. Измерение теплопроводности осуществл ют на безобжиговых издели х при 1300°С, как предусмотрено ГОСТом 12170-85.

Из данных таблицы видно, что безобжиговые динасокварцитовые образцы, изготовленные предлагаемым способом. обладают более высокими прочностными характеристиками, чем образцы по прототипу . В. наибольшей степени увеличиваетс  прочность свежесформованных образцов, так предел прочности при сжатии возрастает более чем в 15 раз. Кроме того, способ позвол ет повысить плотность и теплопроводность динасокварцитовых изделий при температурах службы в коксовых печах.

Claims (1)

1. Использование способа обеспечивает снижение брака при прессовании длинно-мерных динасокварцитовых изделий сложной конфигурации, что нар ду с улучшением качества изделий позвол ет успешно заменить энерго- и трудоемкие обжиговые динэ- совые издели  дл  кладки коксовых печей на безобжиговые динасокварцитовые. Формула изобретени  Способ изготовлени  безобжиговых динасокварцитовых изделий, включающий смешение динасового заполнител  с жидким стеклом, тонкомолотым кварцитом, феррохромовым шлаком и водно-спиртовым раствором метилсиликоната натри , прессование изделий из полученной шихты и их сушку отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности при сжатии и изгибе после прессовани  и теплопроводности при 1300°С, динасовый заполнитель увлажн ют водно-спиртовым раствором метилсиликоната натри , затем дополнительно ввод т тонкодисперсный кремнезем в виде кремнеземистой пыли-уноса производства ферросилици  или помола кварцита , после чего добавл ют тонкомолотый кварцит, феррохромовый шлак и жидкое стекло и после перемешивани  дополнительно ввод т порошок фенолформальде- гидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%: Водно-спиртовый раствор метилсиликоната натри 0,04-0,21 Тонкомолотый кварцит 4,00-18,43 Феррохромовый шлак 0,3-0,8 Кремнеземиста  пыль-унос производства ферросилици  или помола кварцита 4,45-8,60 Жидкое стекло 7,3-11,9 Порошок фенолформаль- дегидной смолы, модифицированной уротропином 0,48-2,12 Динасовый заполнитель Остальное

   Тонкомолотый кварцит 16,43 Жидкое стекло 7,30 Шлак феррохромовый 0,30

   Пыль унос производства ферросилици  4,45

   Фенольное порошкообразное св зующее 0,48 -;

   Водно-слиртовый раствор метилсиликоната натри  0,04

   Динасовый заполнитель 71j,40 Тонкомолотый кварцит 10,70 Жидкое стекло 8,90 Шлак феррохромовый О,ВО

   Пыль унос производства ферросилици  7,10

   Фенольное порошкообразное св зующее 0,93.

   водно-спиртовый раствор метил- . силиконата натри  0,17 Динасовый заполнитель 72,50 Тонкомолотый кварцит 4,00 Жидкое стекло 11,90 Шлак феррохромоаый 0,67

   Пыль унос производства ферросилици  8,60

   Фенольное порошкообразное.св зующее 2,12

   Водно-спиртовый раствор метилсиликоната натри  0,21

   Динасовый заполнитель 69,00 Тонкомолотый кварцит 18,43 Жидкое стекло 7,30 Шлак феррохромовый 0,30

   Пыль унос при помоле кварцита 4,45

   Фенольное порошкообразное св зующее 0,48

   Водно-слиртовый раствор метилсиликоната натри  0,04

   Динасовый заполнитель 71,4 Тонкомолотый кварцит 10,7 Жидкое стекло 8,9 Шлак феррохромоаый 0,В

   Пыль унос при помоле кварцита 7,10

   Фенольиое порошкообрааное св - зуоиее 0,93

   Водно-спиртовый раствор метилсиликоната натри  0,17

   Динасовый заполнитель 72,50 Тонкомолотый кварцит 4,00 Жидкое стекло 11,90 Шлак феррохромовый 0,67

   Пыль унос при помоле кварцита 8,60

   Фенольное порошкообразное св зующее 2,12

   Водно-спиртоаый раствор метио3 ,5 17,8 21,7 0,40 7.6 8,2 22.2 25,4 1,23

   4,76 27,2 22.8 0.43 8,2 9,7 20,0 24,8 1,42

   5.W 32,9 24,7 0,51 10,5 10,0 18,9 24,6 1,57

   3,8 24,3 25,2 0,28 8,0 9,0 21,5 23,4 .1,40

   4,5 26,5 24,2 0,4 8,0 9,5 19,8 23,7 1,42

   4,2 25,2 24,2 0,42 8,1 9,2 21,2 23,8 1,40

   Жидкое стекло 7,40 пак феррохромовый 0,50

   Водно-спиртовый раствор метил-

   силиконата натри  (введен после смешени  всех компонентов) 0,0

   в Димасовый заполнитель 71.00 0,2 27,3 23,2 0,13 6,2 8,0 22,8 25,2 0,97

   Тонкоиолотый кварцит 21,06

   Жидкое стекло 7,40 . Шлак феррохромовый 0,50

   Водно-спиртовый раствор

   нетилсиликоната натри  (введен

   на динасовый заполнитель) 0,04.

   9 Динасоаый заполнитель 71,40 2,2 18,2 21,8 0,30 7.8 8,6 20,4 24,2. 1,4 Тонкомолотый кварцит 10,70

   Жидкое стекло 8,90

   Влак феррохромовый 0,60

   Тонкодисперсный кремнезем в,

   виде отхода производства ферросилици  (пыль-унос) 7,10-.

   фенольное порошкообразное св - зувцее 0,93 .

   Водно-спиртовый раствор метил- силиконата натри  0,17

   10 Динасовый заполнитель 71,40 2,8 20,5 22,4 0,32 7,8 8,4 24,0 24,8 1,40 Тонкомолотый кварцит 10,70. . ..

   Жидкое стекло 8,90

   Шпак феррохроиового произвол-

   ства 0,80

   Тонкодислерсный кремнезем а

   вид отхода производства фер-.

   роснлици  (пыль-унос) 7,10

   Фенольное порошкообразное св зу-

   оцее 0,93

   Водно-спиртовый раствор метил-

   силиконата натри  0,17..|

   В примере 9 тонкодисперсный кремнезем (пыль-унос) (веден.совместно стонкомолотым кварцитом и «лаком феррохро- моаого производства;

   В примере 10 фенольное порошкообразно св аущее введено совместно стонкомолотым кварцитом и «лаком феррохромо- вого производства. . .