SU1719371A1 - Способ изготовлени огнеупоров - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к огнеупорной промышленности и может быть использовано дл  получени  огнеупоров, работающих в высокотемпературных и агрессивных средах . Целью изобретени   вл етс  повышение термостойкости и механической прочности при сохранении низкой газопроницаемости и высокотемпературной ползучести . Способ включает приготовление шихты путем совместного измельчени  диоксида циркони  со стабилизирующей добавкой, брикетировани , обжига брикета при 1200- 1300°С при скорости нагрева и охлаждени  брикета соответственно 40-50 и 60-70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па, дробление и измельчение брикета ,введениетермически необработанного диоксида циркони , который предварительно подвергают воздействию магнитного пол  напр женностью

Description

Изобретение относитс  к огнеупорной промышленности и может быть испрльзова- но дл  получени  огнеупоров, работающих в высокотемпературных и агрессивных средах .

Известны термостойкие циркониевые огнеупоры., содержание 60-80% стабилизированного и 20-40% нестабилизированного диоксида циркони . Издели  из указанной массы формуют прессованием при давлении не ниже 500 кг/см . Обжигают издели  при 1600-1750°С.

Однако такие огнеупоры имеют низкую механическую прочность 25-50 МПа и высокую пористость 16-22%. Также известны высокоогнеупорные материалы из электроплавленного диоксида циркони  с содержанием стабилизирующих оксидов , обеспечивающих наличие 5-40% моноклинной фазы. Изготавливаютс  эти издели  путем смешени  диоксида циркони  со стабилизирующей добавкой, брикетировани , обжига брикета, измельчени , формовани , обжига изделий при 1750°С в течение 6 ч.

Недостатком изделий, изготовленных по вышеуказанному способу,  вл етс  недостаточна  мехпрочность 50-154 Н/ммг, высока  пористость 16-23% и соответственно высока  газопроницаемость.

C3SB.-U&

:ю ы

1 ЮК&

. « 

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс 1 способ изготовлени  огнеупорных изделий из диоксида циркони  или бадделеита путем совместного измельчени  со стабилизирующей добавкой, брикетировани , обжига брикета, осуществл емого при 1200-1300°С, а нагрев и охлаждение производ тс  соответственно со скоростью 20-30 и 40-55 град/ч при парциальном давлении кислорода 20- 30 МПа, затем формование изделий и обжиг производ тс  при 1700-1750°С, нагрев и охлаждение соответственно .15-20 и 35-40 град/ч при парциальном давлении кислорода 2 -10 3-2-104 Па.

Однако такие издели  не обладают термостойкостью (0-1 вод ных теплосмен), что не позвол ет получать крупногабаритные сложной конструкции издели  и использовать их в службе при резкой смене высоких температур. Также недостаточно высока их механическа  прочность 215 Н/мм2 против 230-285 Н/мм2.

Цель изобретени  - повышение термической стойкости и механической прочности при сохранении низкой газопроницаемости и высокотемпературной ползучести.

Это достигаетс  тем, что в способе изготовлени  огнеупоров из диоксида циркони , включающем совместное измельчение диоксида циркони  со стабилизирующей добавкой, брикетирование, обжиг брикета при 1200-1300°С, измельчение, формование и обжиг изделий, измельченна  шихта содержит 25-30% термически необработанного диоксида циркони , подвергнутого воздействию магнитного пол  напр женностью (1-2) 104 эрстед и масса перед формованием выдерживаетс  при (10-40)°С в течение 55-200 ч, нагрев и охлаждение брикета осуществл ют соответственно со скоростью 40-50 и 60-70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па, а изделий 25-30 град/ч и 40-50 град/ч при парциальном давлении кислорода 2-105Па.

Существенными отличи ми предлагаемого способа  вл етс  вылеживание неувлажненной цирконистой массы дл  формовани  изделий в течение 55-200 ч при (10-40)°С, что приводит к гомогенизации фазового состава цирконистых порошков, отличающихс  повышенной структурной чувствительностью к механическому воздействию .

Обработка тонкозернистых цирконистых порошков перед смешением шихты в магнитном поле напр женностью (1-2)-10

эрстед обеспечивает повышение активности тонкомолотой составл ющей и скорости спекани  материала.

Длительность цикла термообработки брикета уменьшена за счет большей скорости нагрева и охлаждени , что снижает длительность обжига и расход топлива при изготовлении цирконистых огнеупоров.

Способ осуществл етс  следующим образом .

Диоксид циркони  или бадделеит измельчаетс  совместно со стабилизирующей добавкой, например СаО, производитс 

брикетирование, обжиг брикета при 1200- 1300°С со скоростью нагрева 40-50 град/ч и охлаждение со скоростью 60-70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па, измельчение брикета, введение в тонкомолотую составл ющую шихты 25-30% термически необработанного диоксида циркони  или бадделеита, подвергнутого воздействию магнитного пол  силой 1-2 -10 эрстед, смешение массы, формование и обжиг изделий при 1700-1800°С со скоростью нагрева 25-30°/ч и охлаждени  40-50°С/ч при парциальном давлении кислорода 2 -10- 2 -10s.

Примеры 1,2иЗ (предлагаемый

способ).

95 мас.% технического диоксида циркони  и 5 мае. % СаО смешивают и измельчают в шаровой мельнице до полного прохода через сито с  чейкой 0,09 мм, массу увлажн ют и прессуют брикет при давлении 50- 70 Па. Брикет обжигают при 1200-1300°С, нагрев и охлаждение брикета осуществл ют соответственно со скоростью 45-50 и 60-70 град/ч при парциальном давлении

кислорода 40-50 Па. Обожженный брикет подвергают дроблению и измельчению с последующим рассевом на фракции из расчета в шихте2-0,5 мм-45%, 0,5мм- 10%,

40 мкм - 20-15%, затем ввод т термически необработанный диоксид циркони  фракции

40 мкм - 25-30%, который предварительно подвергают воздействию магнитного пол  напр женностью(1-2) 104 эрстед. Порошок смешивают и оставл ют вылеживатьс  в течение 55-200 ч при 4{10-40)°С, затем увлажн ют раствором технического лигносульфоната до влажности 3-4% перемешивают и прессуют при давлении 70-90 Н/мм2. Сырец изделий подвергают

сушке до влажности 0,5%, а затем обжигают при 1700-1800°С со скоростью нагрева и охлаждени  25-30 и 40-50 град/ч соответственно при парциальном давлении кислорода 2-104-2-105 Па.

П р и м е р 4 (известный способ).

95 мас.% технического диоксида циркони  и 5 мас.% оксида кальци  смешивзюти измельчают в шаровой мельнице до полного прохода через сито с  чейкой 0.09 мм, массу увлажн ют и прессуют брикет при давлении 50 М Па. Брикет обжигают при 1250°С, нагрев и охлаждение брикета осуществл ют со скоростью соответственно 25 и 48 град/ч при парциальном давлении кислорода 28 Па. Обожженный брикет подвергают дроблению и измельчению с последующим рассевом на фракции из расчета в шихте 2-0.5 мм-45%, 0,5 мм- 10% и 40 мкм - 45%. Порошок смешивают, увлажн ют раствором технического лигносульфоната до влажности 3%. прессуют при давлении 100 МПа. Сырец изделий подвергают сушке до влажности 0,5%, а затем обжигу при 1725°С со скоростью нагрева изделий 18 град/ч и охлаждени  38 град/ч при парциальном давлении кислорода 2 10 Па.

Результаты исследований свойств полученных изделий представлены в таблице.

Из приведенных экспериментальных данных следует, что свойства изделий по предлагаемому способу (примеры 1-3) выше , чем у известного (пример 4). Термостойкость выше в 9-19 раз (4-19 т/смен против 0-1). мехпрочность выше в 1,5 раза (320-285 Н/мм2) против 215 Н/мм2.

Как показали результаты испытаний, технико-экономические преимущества предлагаемого способа состо т в повышении термостойкости в 9-19 раз и мехпроч- ности в 1,5 раза при сохранении низкой

газопроницаемости (0,03-0.045 ) и высокотемпературной ползучести (0,2-0,3 за 24 ч при нагрузке 0,2 Н/мм2 и температуре 1600°С), что обеспечивает экономический

эффект за счет уменьшени  расхода топлива при более кратковременном обжиге брикета, который составл ет 20 тыс. руб. в 1 год при объеме производства 70 т изделий .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  огнеупоров, включающий получение шихты путем совместного измельчени  оксида циркони  со

   стабилизирующей добавкой, брикетировани , обжига брикета при 1200-1300°С и измельчени , формование и обжиг изделий, отличающийс  тем, что, с целью повышени  термостойкости и механической

   прочности при сохранении низкой газопроницаемости и высокотемпературной ползучести , в шихту ввод т 25-30% порошка диоксида циркони , который предеаритель- но подвергают воздействию магнитного пол  напр женностью (1-2)-10/1 эрстед, и перед формованием шихту выдерживают при(10-40)°С в течение 55-200 ч, нагрев и охлаждение брикета осуществл ют со скоростью соответственно

   40-50 и 60-70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па, а нагрев и охлаждение изделий осуществл ют со скоростью соответственно 25-30 и 40-50 град/ч при парциальном давлении кислорода2-104-2-105Па ,