SU1726451A1 - Method of producing heat resistant refractory products - Google Patents

Method of producing heat resistant refractory products Download PDF

Info

Publication number
SU1726451A1
SU1726451A1 SU904795184A SU4795184A SU1726451A1 SU 1726451 A1 SU1726451 A1 SU 1726451A1 SU 904795184 A SU904795184 A SU 904795184A SU 4795184 A SU4795184 A SU 4795184A SU 1726451 A1 SU1726451 A1 SU 1726451A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mullite
electrocorundum
potassium fluoride
alumina
quartz glass
Prior art date
Application number
SU904795184A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Эдуардович Александров
Татьяна Игоревна Литовская
Светлана Петровна Александрова
Юрий Ефимович Пивинский
Original Assignee
Всесоюзный государственный институт научно-исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности
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
Application filed by Всесоюзный государственный институт научно-исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности filed Critical Всесоюзный государственный институт научно-исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности
Priority to SU904795184A priority Critical patent/SU1726451A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1726451A1 publication Critical patent/SU1726451A1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к черной и цветной металлургии и может быть использова- но при изготовлении керамической оснастки, эксплуатирующейс  в услови х длительных знакопеременных термических напр жений. Целью изобретени   вл етс  повышение механической прочности издели  после длительного термоциклировани  при одновременном снижении температуры спекани . Дл  этого в муллитовую суспензию сначала ввод т смесь тонкодисперсных составл ющих (глинозем, кварцевое стекло и фторид кали ), перемешивают, а затем зернистые составл ющие: электрокорунд и муллит при соотношении компонентов, мас.%: тонкомолотый муллит 32-34; электрокорунд 44-46; глинозем ГК фр. 0,063 мм 3,5, кварцевое стекло фр. 0,063 мм 2-4; фторид кали  0,5-1; вода 6-8; раствор силиката натри  0,1-0,2; зернистый муллит 1,8-12,4, -а обжиг провод т при 1200 или 1460°С. Полученные издели  имеют следующие свойства: открыта  пористость,%: обожженные при 1200°С 20,7-21,2; при 1460°С 19,0-19,2; прочность при сжатии необожженных образцов, МПа 3,8-4,0; прочность при сжатии, МПа, 59-63, 138-142, остаточна  прочность после восьми циклов 20-1250 -вода,%: 99-100, 98-100, остаточна  прочность после сорока циклов 20-1250°С - вода , %: 95-105, 70-76, усадка при обжиге, %: 0,3-0,4; 0,6-0,8. 2 табл.The invention relates to ferrous and non-ferrous metallurgy and can be used in the manufacture of ceramic tooling operating under long-term alternating thermal stresses. The aim of the invention is to increase the mechanical strength of the product after prolonged thermal cycling while reducing the sintering temperature. For this, a mixture of fine components (alumina, quartz glass and potassium fluoride) is first introduced into the mullite suspension, mixed, and then the granular components: electrocorundum and mullite at a ratio of components, wt.%: Finely ground mullite 32-34; electrocorundum 44-46; alumina GK fr. 0.063 mm 3.5, quartz glass FR. 0.063 mm 2-4; potassium fluoride 0.5-1; water 6-8; sodium silicate solution 0.1-0.2; granular mullite 1.8-12.4, -a calcination is carried out at 1200 or 1460 ° C. The resulting products have the following properties: open porosity,%: calcined at 1200 ° C 20.7-21.2; at 1460 ° C 19.0-19.2; compressive strength of unfired samples, MPa 3.8-4.0; compressive strength, MPa, 59-63, 138-142, residual strength after eight cycles of 20-1250 water,%: 99-100, 98-100, residual strength after forty cycles of 20-1250 ° C - water, %: 95-105, 70-76, shrinkage during firing,%: 0.3-0.4; 0.6-0.8. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к области черной и цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении керамической оснастки (тигли, короба, различные воронки , чашки), эксплуатируемой в услови х длительных знакопеременных термических напр жений.The invention relates to the field of ferrous and nonferrous metallurgy and can be used in the manufacture of ceramic tooling (crucibles, ducts, various funnels, cups), operated under conditions of long alternating thermal stresses.

Цель изобретени  - повышение механической прочности изделий после длительного термоциклировани  при одновременном снижении температуры спекани .The purpose of the invention is to increase the mechanical strength of products after prolonged thermal cycling while reducing the sintering temperature.

Эффект сохранени  прочности после длительного термоциклировани  достигаетс  формированием в ходе термообработки взаимосв занных регул рных зон вторичного муллита, кристаллы которого армируют первичную муллитовую матрицу и локализуют трещины, образующиес  вследствие разр дки термонапр жений. Регул рность образовани  вторичного муллита обеспечиваетс  присутствием в ходе реакции жидкой фазы за счет плавн  - фторида кали .The effect of preserving strength after prolonged thermal cycling is achieved by the formation during thermal treatment of interconnected regular zones of secondary mullite, the crystals of which reinforce the primary mullite matrix and localize the cracks resulting from the discharge of thermal stresses. Regularity of formation of secondary mullite is ensured by the presence of a liquid phase during the reaction due to smooth potassium fluoride.

Пример 1. Готов т образцы по следующей технологии.Example 1. Preparing samples using the following technology.

Вначале готов т водную суспензию муллита путем мокрого помола в шаровой мельнице. Затем приготавливают смесь тонкодисперсных глинозема ГК, кварцевого стекла и фторида кали , которую ввод т в водную суспензию муллита, и этот шликер тщательно перемешивают. Последними в полученный шликер замешивают зерни- стые электрокорунд и муллит. Полученной массой заполн ют гипсовые формы и вибрируют их на вибростенде 1,5-2 мин при частоте 2800 колебаний в минуту и амплитуде 0,5-1 мм. Отвибрированные издели  су- шат в естественных услови х, не вынима  из форм, 2-3 ч, извлекают из форм, досушивают при 80-100°С 2-3 ч. Затем провод т термообработку при 1200 и 1460°Сс выдержкой при указанных температурах 2 ч. Ско- рость подъема температуры 250°/ч.First, an aqueous suspension of mullite is prepared by wet grinding in a ball mill. Then a mixture of finely dispersed GK alumina, silica glass, and potassium fluoride is prepared, which is introduced into the aqueous suspension of mullite, and this slip is thoroughly mixed. The granular electrocorundum and mullite are kneaded last in the resulting slip. The resulting mass is filled with gypsum forms and vibrates them on the vibrostand for 1.5-2 minutes at a frequency of 2800 oscillations per minute and an amplitude of 0.5-1 mm. The vibrated products are dried in natural conditions, not removed from the molds, 2-3 hours, removed from the molds, dried at 80-100 ° C for 2-3 hours. Then heat treatment is carried out at 1200 and 1460 ° C with aging at the indicated temperatures. 2 h. The rate of temperature rise is 250 ° / h.

Состав образцов, мас.%:The composition of the samples, wt.%:

Муллит тонкомолотыйMullite fine milled

(тверда  фаза(solid phase

суспензии)33suspensions) 33

Электрокорунд45Electrocorundum45

Глинозем ГК фракцииAlumina GC fraction

менее 0,063 мм4less than 0,063 mm4

Кварцевое стекло фракцииQuartz glass fractions

менее 0,063 мм3less than 0,063 mm3

Фторид кали 0,75Potassium fluoride 0.75

Раствор силиката натри Sodium silicate solution

(,35 г/см3)0,15(, 35 g / cm3) 0.15

Вода (жидка  фазаWater (liquid phase

суспензии)7suspensions) 7

Зернистый муллит7,1Granular mullit7,1

При этом электрокорунд и муллит распределены по фракци м следующим образом , мас.%:Moreover, electrocorundum and mullite are distributed in fractions as follows, wt%:

Муллит фракции, ммMullite fraction, mm

. 3,0-1,013. 3.0-1.013

1,0-0591.0-059

Менее 0,578Less than 0.578

Электрокорунд фракции, ммElectrocorundum fraction, mm

3,0-1,0753.0-1.075

1,0-0,5251.0-0.525

В данном и последующих примерах дл  приготовлени  массы использовалс  традиционный зерновой состав.In this and the following examples, traditional grain composition was used to prepare the mass.

Пример 2. Массу состава, указанного в примере 1, готов т последовательным смешением компонентов: муллитова  суспензи , глинозем ГК, кварцевое стекло, фторид кали , зернистый электрокорунд и муллит. После смешени  дальнейшую обра- ботку провод  согласно примеру 1.Example 2. A mass of the composition specified in Example 1 was prepared by successively mixing the components: mullite slurry, alumina HA, quartz glass, potassium fluoride, granular electrocorundum and mullite. After mixing further processing, the wire according to example 1.

Пример 3, Массу состава, указанного в примере 1, готов т следующим образом: в муллитовую суспензию ввод т смесь тонкодисперсных глинозема ГК и кварцевого Example 3 The mass of the composition specified in example 1 is prepared as follows: a mixture of finely dispersed alumina HA and quartz is introduced into the mullite suspension.

стекла и полученный шликер тщательно перемешивают; затем в него замешивают электрокорунд и муллит. Последним при тщательном перемешиванием в массу ввод т фторид кали . После смешени  дальнейшую обработку провод т согласно примеру 1.glass and the resulting slurry is thoroughly mixed; then electrocorundum and mullite are mixed into it. Potassium fluoride was added last with careful mixing. After mixing, further processing is carried out according to Example 1.

Состав масс и свойства образцов на их основе приведены в табл.1 и 2 соответственно .The composition of the masses and the properties of the samples based on them are given in Tables 1 and 2, respectively.

Выход содержани  тонкомолотого муллита за указанные пределы (32-34%) ведет к ухудшению литейных свойств системы (более 34%) вследствие загустевани  шликера либо к снижению прочности после длительного термоциклировани  (менее 32%) вследствие увеличени  относительного содержани  воды (т.е. пористости).The yield of finely ground mullite beyond the specified limits (32–34%) leads to a deterioration of the casting properties of the system (more than 34%) due to thickening of the slip or to a decrease in strength after prolonged thermal cycling (less than 32%) due to an increase in the relative water content ).

Изменение содержани  электрокорунда приводит к снижению механической прочности образцов как в случае увеличени  его количества более 46% (вследствие нехватки необходимого количества спекающего тонкомолотого муллита), так и в случае уменьшени  его количества ниже 44% (вследствие недостаточного количества структурного заполнител  матрицы).A change in the content of electrocorundum leads to a decrease in the mechanical strength of the samples, both in the case of an increase in its amount by more than 46% (due to the lack of the necessary amount of sintering finely ground mullite) and in the case of a decrease in its amount below 44% (due to an insufficient amount of structural aggregate of the matrix).

Несоблюдение указанного количества глинозема ГК приводит к снижению механической прочности вследствие резкого увеличени  свободной поверхности в системе и недостатка св зки - структурообразовател  - первичного тонкомолотого муллита, если количество глинозема более 5%, или к снижению механической прочности после длительного термоциклировани  вследствие недостатка глинозёма дл  цепи вторичного муллитообразовани  в реакции с кварцевым стеклом, если его количество менее 3%.Failure to comply with the indicated amount of alumina HA leads to a decrease in mechanical strength due to a sharp increase in the free surface of the system and a lack of binder - builder - primary finely ground mullite, if the amount of alumina is more than 5%, or to a decrease in mechanical strength after prolonged thermal cycling due to the lack of alumina for the secondary mullite chain in reaction with quartz glass, if its amount is less than 3%.

По той же причине недопустимо снижение количества кварцевого стекла менее 2%. Выход количества кварцевого стекла за пределы 4% приводит к снижению механической прочности после длительного термо- циклировани  вследствие наличи  свободной стеклофазы, нарушающей регул рную кристаллическую микроструктуру.For the same reason, a reduction in the amount of silica glass of less than 2% is unacceptable. The output of the amount of quartz glass beyond 4% leads to a decrease in the mechanical strength after prolonged thermocycling due to the presence of a free glass phase disrupting the regular crystal microstructure.

Выход количества фторида кали  за пределы как в меньшую (менее 0,5%), так и в большую сторону (более 1 %) ведет к снижению механической прочности после длительного термоциклировани  вследствие нарушени  регул рного расположени  зон вторичного муллита, которые формируютс  определенным образом только при наличии установленного количества жидкой фазы (жидка  фаза обеспечиваетс  введением в массу фторида кали ).The output of potassium fluoride beyond both lower (less than 0.5%) and upwards (more than 1%) leads to a decrease in mechanical strength after prolonged thermal cycling due to the disruption of the regular arrangement of secondary mullite zones, which are formed in a certain way only when the presence of a set amount of the liquid phase (the liquid phase is provided by the introduction of potassium fluoride into the mass).

При содержании воды в шликере менее 6% ухудшаютс  литейные свойства, болееWhen the water content in the slurry is less than 6%, casting properties deteriorate, more

8% - увеличиваетс  пористость, что приводит к снижению механической прочности.8% - increases porosity, which leads to a decrease in mechanical strength.

Раствор силиката натри  в пределах 0,1-0,2% с традиционно используемой плотностью способствует регулированию рН с целью получени  устойчивых суспензий е удовлетворительными литейными свойствами.A solution of sodium silicate in the range of 0.1-0.2% with the traditionally used density helps to regulate the pH in order to obtain stable suspensions with satisfactory casting properties.

Остаточна  прочность после 8 и 40 циклов 20-1250°С - вода определ етс  следующим образом.Residual strength after 8 and 40 cycles of 20-1250 ° C - water is defined as follows.

Образец помещают в печь при 1250°С и нагревают в течение 10 мин. Далее все операции провод т по известной методике.The sample is placed in an oven at 1250 ° C and heated for 10 minutes. Further, all operations are carried out according to a known method.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ изготовлени  термостойких огнеупорных изделий; включающий приготовление водной суспензии тонкодисперсного муллита, смешение ее с электрокорундом и зернистым муллитом, виброформование, сушку и обжиг, отличающийс  тем, что, с целью повышени  механической прочности изделий после длительного тер- моциклировани  при одновременном сни0A method of making heat resistant refractory products; including the preparation of a water suspension of finely dispersed mullite, mixing it with electrocorundum and granular mullite, vibroforming, drying and roasting, characterized in that, in order to increase the mechanical strength of the products after prolonged thermocycling while simultaneously reducing 5five 00 5five жении температуры спекани , в суспензию тонкодисперсного муллита дл  поддержани  рН ввод т раствор силиката натри  плотностью 1,3-1,35 г/см перед смешиванием ее с зернистым электрокорундом и муллитом в нее ввод т смесь глинозема фракции менее 0,063 мм, кварцевого стекла фракции менее 0,063 мм и фторида кали  при следующем соотношении, мас.%:In order to maintain the pH, a solution of sodium silicate with a density of 1.3-1.35 g / cm is introduced into the suspension of finely dispersed mullite before mixing it with granular electrocorundum and mullite; a mixture of alumina fraction less than 0.063 mm, quartz glass fraction less than 0.063 mm and potassium fluoride in the following ratio, wt.%: ТонкодисперсныйFine муллит32-34mullit32-34 Электрокорунд44-46Electrocorundum44-46 Глинозем фракцииAlumina fraction менее 0,063 мм3-5less than 0,063 mm3-5 Кварцевое стеклоQuartz glass фракции менееfraction less 0,063 мм2-40.063 mm2-4 Фторид кали 0,5-1Potassium fluoride 0.5-1 Вода6-8Water6-8 Раствор силикатаSilicate solution натри 0,1-0,2sodium 0.1-0.2 ЗернистыйGrainy муллит1,8-12,4mullit1,8-12,4 а обжиг провод т при 1200 °С или 1460°С.and the calcination is carried out at 1200 ° C or 1460 ° C. Таблица 1Table 1 Примечание.Note. В числителе - данные дл  образцов, обожженных при , в знаменателе при .The numerator is the data for samples burned at, in the denominator at. Таблица2Table 2
SU904795184A 1990-02-23 1990-02-23 Method of producing heat resistant refractory products SU1726451A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904795184A SU1726451A1 (en) 1990-02-23 1990-02-23 Method of producing heat resistant refractory products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904795184A SU1726451A1 (en) 1990-02-23 1990-02-23 Method of producing heat resistant refractory products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1726451A1 true SU1726451A1 (en) 1992-04-15

Family

ID=21498201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904795184A SU1726451A1 (en) 1990-02-23 1990-02-23 Method of producing heat resistant refractory products

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1726451A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114368965A (en) * 2022-01-21 2022-04-19 义马瑞辉新材料有限公司 Preparation method of two-dimensional homogenized mullite corundum high-temperature material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 2462419, кл. С 04 В 35/10, 1978. Огнеупоры, 1980, № 3, с.45-50. Пивинский Ю.Е., Бевз В.А. Получение водных суспензий муллита и исследование их реологических и технологических свойств. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114368965A (en) * 2022-01-21 2022-04-19 义马瑞辉新材料有限公司 Preparation method of two-dimensional homogenized mullite corundum high-temperature material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2696691C1 (en) A method of obtaining a ceramic proppant (options)
SU1726451A1 (en) Method of producing heat resistant refractory products
US5360773A (en) High density fused silica mixes, refractory shapes made therefrom, and method of making the same
RU2668599C1 (en) Composite ceramic mixture
US1712005A (en) Refractory
SU1701702A1 (en) Ceramic material
SU1379290A1 (en) Ceramic compound for producing filtering articles
US1897183A (en) Method of and material employed in the manufacture of refractory
SU1680677A1 (en) Method for manufacturing articles of heat-resistant concrete
SU1004313A1 (en) Method for making products from aluminosilicate ceramic concretes
JPS6213300B2 (en)
RU2811141C1 (en) Method for producing quartz crucibles
RU2176227C2 (en) Composition of casting slip
RU2301211C1 (en) High-alumina binding suspension for production of ceramic material
SU1154248A1 (en) Binder for quartz ceramics
US2267772A (en) Refractory and method of making the same
SU1728186A1 (en) Raw material mixture for manufacturing light refractories
SU724472A1 (en) Method of manufacturing ceramic articles
RU2433104C1 (en) Method to manufacture corundum refractory materials
SU614073A1 (en) Method of quartz glass-base ceramic material manufacture
RU2190581C1 (en) Method of heat-resistant concrete producing
SU729164A1 (en) Ceramic mass
SU1203071A1 (en) Ceramic compound
SU759485A1 (en) Refractory concrete mix
SU1388394A1 (en) Mixture for producing ceramic tiles