UA119668C2

UA119668C2 - Система вогнетривкої зв'язуючої речовини

Info

Publication number: UA119668C2
Application number: UAA201611579A
Authority: UA
Inventors: Джеймс У. Стендера; Джэймс У. Стендера; Райан Херши
Original assignee: Везувіус Юесей Корпорейшн; Везувиус Юэсей Корпорейшн
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2019-07-25
Also published as: EP3143080A1; CN114656265A; MX2016015000A; TWI673251B; TW201546023A; JP6560340B2; AR100450A1; JP2017524645A; CN106414579A; KR102395678B1; US20180148377A1; US20170204011A1; AU2015259768B2; AU2015259768A1; EA030511B1; EA201692069A1; KR20170007745A; MA40002A; WO2015175091A1; CL2016002883A1

Abstract

Вогнетривка композиція, яка містить безводний розчинник, олеофільний реологічний модифікатор та вогнетривкий наповнювач, виявляє нетермопластичні властивості, і залишається пластичною та придатною до формування при температурах в діапазоні від 10 °C до 180 °C. Олеофільний реологічний модифікатор може ефективно зв'язуватися з розчинником з утворенням структури, подібної до гелю з органічними розчинниками, що мають полярність від середньої до високої. Як олеофільний реологічний модифікатор може бути використана філосилікатна глина, яка була оброблена четвертинним аміном жирної кислоти.

Description

ПЕРЕДУМОВИ СТВОРЕННЯ ВИНАХОДУ

Галузь винаходу

ЇО001| Даний винахід належить до систем або композицій вогнетривких наповнювачів для застосування в устаткуваннях де вимагаються специфічні в'язкопластичні властивості. Такі системи або композиції знаходять застосування як, наприклад, безводні матеріали для забивання льотки: органічні рідини з низькою в'язкістю використовують у поєднані з олеофільним реологічним модифікатором для надання необхідної консистенції матеріалу так, щоб він міг бути ефективно використаний. 0002) Пластичність - це термін, який характеризує деформацію матеріалу, що піддається незворотнім змінам форми у відповідь на прикладену силу. Термопластичний матеріал - це матеріал, який стає м'якшим та більш придатним до формування при підвищеній температурі, але повертається до жорсткого, більш твердого, стану при знижені температури.

В'язкопластичний матеріал або матеріал Бінгама поводить себе як жорстке тіло при низьких напругах, але розтікається у вигляді в'язкої рідини при високих напругах.

Ї000О3| У системах або композиціях вогнетривких наповнювачів використовували суміші кам'яновугільного пеку або нафтового пеку та смоляних пеків або феноло-альдегідних полімерів. Ці, пеки, смоляні пеки або полімери поєднували з великою кількість дрібних частинок, що підвищують рідинне тертя, та одержували дуже в'язкий термопластичний матеріал.

Результатом був матеріал з псевдопластичіпіми властивостями, 3 консистенцією, що нагадувала справжній в'язкопластичний матеріал, який може бути нанесений за допомогою гармати для забивання льотки та іншого добре відомого з рівня техніки обладнання, для забивання відкритої льотки доменної печі. Зазначені матеріали демонстрували високо термопластичні властивості, однак вони не були справжніми в'язкопластичними матеріалами.

Рідини з високою в'язкістю демонструють значні зміни у в'язкості при зміні їх температури; ці властивості передаються сумішам, що їх містять. Існує складність у приготуванні композиції зі звичайних матеріалів, яка могла б бути проштовхнута у гармату для забивання льотки в холодному стані та, одночасно була б бути достатньо жорсткою для зупинки заліза в отворі у нагрітому стані. Крім того, звичайні композиції проявляють дуже вузький діапазон пластичності в залежності від вмісту в них рідини. Одним зі способів підвищення корисного діапазону

Зо застосування звичайних композицій є додавання великої кількості дуже дрібних частинок. Це призводить до звуження каналів між частинками, роблячи проходження піролізних газів більш складним, при застосування вогнетривкої частини, виконаної з такої композиції.

І0004| Термопластичні матеріали мають робочі діапазони, які обмежені на обох кінцях для застосування даного винаходу. Наявні матеріали для забивання льотки містять як кам'яновугільний пек, так і кам'яновугільний смоляний пек, або як нафтовий пек, так і нафтовий смоляний пек та/або фенольно-альдегідний полімер з органічними розчинниками або без них.

Такий тип системи зв'язування розвиває пластичність при нагріванні матеріалу, надаючи йому м'якої, глиноподібної консистенції при температурі застосування. Нижньою температурною межею робочого діапазону є температура, за якої суміш є занадто жорсткою для проштовхування, за допомогою гармати для забивання льотки, та стікання до льотки для забивання її отвору. В деяких випадках жорсткість суміші призводить до "короткої льотки", стану пробки, що немає потрібної товщини або, в окремих випадках, до ситуацій, в яких гармата для забивання льотки не може навіть виштовхнути матеріал із сопла. Верхньою температурою межею робочого діапазону є точка, за якої суміш починає отверджуватися в результаті випаровування летючих речовин, полімеризації, або карбонізації органічних частин суміші. 0005) З рівня техніки добре відомо, що у водних системах в'язкопластичність розвивається у вогнетривкій системі за рахунок використання води, яка мас низьку в'язкість та низьку термопластичну природу. Однак, водні системи можуть мати недолік виявлення великих змін у пластичності, як результат невеликої зміни у вмісті рідини. Водні системи можуть також мати властивість вибухової реакції з залізом. 0006) Реологічні модифікатори, активовані водою, такі як глина, при диспергуванні у водному середовищі, слабко взаємодіють для надання вогнетривкій масі глиноподібної в'язкопластичної консистенції. Такі системи є добре відомими з рівня техніки, але не були застосовані для не-водних вогнетривких систем для використання як матеріалів для забивання льотки. Реологічні модифікатори поводяться інакше з не-водними розчинниками, ніж з водою.

Процес контролювання взаємодій тверде тіло-тверде тіло у не-водних системах істотно відрізняється від процесу контролювання цих взаємодій у воді. Крім того, існує величезний вибір рідин, що мають широкий спектр властивостей, які варто враховувати при виробництві не- в одних/твердих вогнетривких систем. бо Короткий опис суті винаходу

І0007| Даний винахід належить до систем або композицій вогнетривких наповнювачів для застосування в устаткуваннях де вимагаються специфічні в'язкопластичні властивості.

Наприклад, системи або композиції можуть застосовуватися для модифікації матеріалів для забивання льотки доменної печі шляхом використання не-водної рідини з низькою в'язкістю та олеофільного реологічного модифікатора, який взаємодіє з рідиною, забезпечуючи необхідну в'язкопластичність для початкового застосування глини. Зусилля, необхідне для екструдування вогнетривкої композиції даного винаходу через отвір менше залежить від змін у вмісті присутньої рідини, ніж для композицій попереднього рівня техніки.

ІО00О8| Температури, за яких наносять вогнетривку композицію відповідно до даного винаходу, як правило становлять або знаходяться в діапазоні від 10 "С до 125 "С. Кінцева температура застосування вогнетривкої композиції відповідно до даного винаходу зазвичай становить близько 1540 "С - температура розплаву заліза, але вона може бути значно вищою при застосуванні феросплавів.

І0009| Вогнетривка композиція відповідно до винаходу може складатися з безводної рідини, вогнетривкого наповнювача і олеофільного реологічного модифікатора, такого як органоглина або полімер. 0010) Безводна рідина може мати в'язкість нижчу за 10000, 5000, 3000 або 1500 сантипуаз, виміряну при 10 "С. Безводна рідина може мати в'язкість більшу за 1, 10 або 100 сантипуаз, виміряну при 10 "С. Вона може бути вибрана з поліненасичених жирів, аліфатичних вуглеводнів, ароматичних вуглеводнів, спиртів, альдегідів, складних ефірів, кетонів та їх комбінацій. Матеріали які можуть бути використані у безводних рідинах включають талову олію, етиленгліколь, гліцерин, пропіленгліколь, льняну олію, соєву олію та їх комбінації. Безводна рідина може бути присутня у вологій композиції, також описаній як загальний склад рідких і твердих матеріалів, у кількості, що знаходиться в діапазоні від 2 мас. 96 включно до 40 мас. 95 включно, від З мас. 95 до 35 мас. 95, або від 4 мас. 95 до 30 мас. 95. Бажаними властивостями для безводної рідини є низькі значення в'язкості та термонластичності. Деякі придатні безводні рідини виявляють збільшення у в'язкості у діапазоні від 10 до 6000 сантипуаз (СП) при зменшенні температури від 65 "С (150 "Е) до 10 (50 "Р). Деякі придатні рідини виявляють зміну у в'язкості, яка є нижчою за множник 2, 4, 6, 8, 10 або 50 в результаті зміни температури від 10 "С до 100 "С. Пропіленгліколь, придатна безводна рідина, виявляє зменшення в'язкості від 35 сантипуаз до 10 сантипуаз при зміні температури від 27 "С до 49 "С. Інші придатні безводні рідини можуть мати в'язкість меншу ніж 50000 сП, меншу ніж 40000 сП, або меншу ніж 30000 сП при 27 76. 00111) Олеофільний реологічний модифікатор може бути присутній у композиції в кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,2 мас. 96 включно до 50 мас. 95 включно, від 0,5 мас. 95 до 45 мас. 95, від 0,5 мас. 95 до 20 мас. 95, від 0,5 мас. 95 до 10 мас. 95, від 0,5 мас. 95 до 5 мас. 95, від 1 мас. 95 до 40 мас. 95, від 1 мас. 95 до 20 мас. 95, від 1 мас. 95 до 5 мас. 95, від 1 мас. 95 до 4 мас. ую або від 2 мас. 95 до 35 мас. 95 як відсоток від загального складу рідких і твердих компонентів. Олеофільний реологічний модифікатор може містити органоглину, філосилікати, смектити, гекторит або монтморилоніт та їх комбінації. З погляду функції, олеофільний реологічний модифікатор може ефективно зв'язуватися з рідиною для утворення желеподібної структури з органічними рідинами, що мають полярність від середньої до високої, такими як діоли, складні ефіри, кетони, гліколеві ефіри, спирти, та деякі полярні ароматичні органічні сполуки. Комбінація олеофільного реологічного модифікатора з придатною рідиною забезпечує композицію з тиском екструзії, що варіюється в меншому ступені в залежності від кількості присутньої рідини, ніж варіюється тиск екструзії композицій попереднього рівня техніки.

Ї0012| Органоглина являє собою тип філосилікатної глини, яка була оброблена четвертинним аміном жирної кислоти. Процес обробки включає заміну природних неорганічних замінних катіонів металів на більші катіони четвертинного амонію. Додавання рідини з низькою в'язкістю забезпечує поширення великих катіонів. Цей ефект відштовхування з наповнювачем уможливлює утворення в'язкопластичного матеріалу. 0013) Композиція відповідно до даного винаходу може містити полімер або полімери.

Полімери являють собою тип хімічної сполуки або суміші сполук, що складаються з безлічі повторюваних структур. Повторювані структури являють собою молекули 3з низькими молекулярними масами, які зв'язані між собою ковалентними хімічними зв'язками. Біологічні приклади полімерів включають полісахариди, целюлозу та глікопротеїни. Полімери, що зустрічаються у природі, включають бурштин, шерсть, шовк та натуральний каучук. Синтетичні полімери включають неопрен, нейлон, полівінілхлорид та поліетилен. Полімером, який може бути використаний композиції відповідно до винаходу є полівінілпіролідон. Полімер може 60 становити від 0,2 мас. 96 включно до 50 мас. 95 включно, від 0,5 мас. 96 включно до 45 мас. 95 включно, від 1 мас. 95 включно до 40 мас. о включно, від 2 мас. 96 включно до 35 мас. 9о включно як відсоток загального складу рідких та твердих комнонентів.

Ї0014| Смоли являють собою спеціальний тип полімеру, оскільки вони є термореактивними або термопластичними полімерами. Існує багато типів смол, які присутні як у вигляді рідини, так і порошку. Деякими прикладами є, без обмеження наведеними, новолачні фенолоформальдегідні смоли, резольні фенолоальдегідні смоли, епоксидні смоли, поліефірні смоли, епоси-поліефірні гібридні смоли, поліуретанові смоли, поліестер та акриловий полімер.

Смола може становити від 0,2 мас. 95 включно до 50 мас. 95 включно, від 0,5 мас. 95 включно до 45 мас. 95 включно, від 1 мас. 96 включно до 40 мас. 95 включно, від 2 мас. 96 включно до 35 мас. 95 як відсоток загального складу рідких та твердих компонентів. 00151 Вогнетривкі наповнювачі можуть включати коричневий електрокорунд, боксит, глину, кварцовий пісок, кварц, пірогенний кремнезем та карбід кремнію. У деяких варіантах виконання винаходу вогнетривкі наповнювачі, відмінні від кварцу, становлять щонайменше 15 мас. Фо вогнетривкого наповнювача. У деяких варіантах виконання винаходу вогнетривкі наповнювачі присутні у вологій композиції або в загальному складі рідких та твердих комнонентів, у кількості, що знаходиться в діапазоні від 5 мас. 96 включно до 90 мас. 95 включно, від 8 мас. 95 включно до 85 мас. 95 включно, від 10 мас. 95 включно до 80 мас. 95 включно або від 75 мас. 95 включно до 97 мас. 95 включно.

Ї0016| У деяких варіантах виконання винаходу, масове співвідношення олеофільного реологічного модифікатора до безводної рідини є рівним або знаходиться у межах співвідношення від 1 частини модифікатора на 50 частин рідини до 1 частини модифікатора на 1 частину рідини. У деяких варіантах виконання винаходу, масове співвідношення олеофільного реологічного модифікатора до безводної рідини є рівним або знаходиться у межах співвідношення від 1 частини модифікатора на 40 частин рідини до 1 частини модифікатора на 2 частини рідини. У деяких варіантах виконання винаходу, масове співвідношення олеофільного реологічного модифікатора до безводної рідини є рівним або знаходиться у межах співвідношення від 1 частини модифікатора на 30 частин рідини до 1 частини модифікатора на

З частини рідини.

Ї0017| Вогнетривка композиція відповідно до винаходу може додатково містити вуглецеву

Зо зв'язуючу речовину, або вуглецевмісну зв'язуючу речовину. Зазначена вуглецева зв'язуюча речовина може бути вибрана з кам'яновугільної смоли, кам'яновугільного смоляного пеку, нафтового пеку, нафтового смоляного пеку, смол та їх комбінацій. У деяких варіантах виконання винаходу вуглецева зв'язуюча речовина присутня у вологій композиції, або в загальному складі рідких та твердих компонентів, у кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,01 мас. 95 включно до 20 мас. 95 включно, від 0,01 мас. 9о включно до 18 мас. 95 включно, від 0,5 мас. 95 включно до 16 мас. 95 включно або від 1 мас. 96 включно до 15 мас. 95 включно.

Вуглецева зв'язуюча речовина може надавати композиціям високотемпературної міцності. 0018) Вуглецеву зв'язуючу речовину часто використовують для надання вогнетривкій масі міцності при високій температурі при експлуатації. В звичайних матеріалах вуглецева зв'язуюча речовина також служить як високов'язка рідина для надання матеріалу необхідної консистенції для застосування. Рідина, яка використовується у поєднанні з олеофільним реологічним модифікатором, може як взаємодіяти, так і не взаємодіяти з вуглецевою зв'язуючою речовиною.

У загальному випадку, якщо рідина є розчинником для вуглецевої зв'язуючої речовини і розчиняє частину вуглецевої зв'язуючої речовини в суміші, то ефект буде в збільшенні термонластичності кінцевої суміші. Якщо взаємодія рідини і вуглецевої зв'язуючої речовини є бажаною для будь-якої цілі, зазначена композиція відповідно до винаходу також може бути використана для зменшення ступеню термонластичності, який би мав місце, якби не був використаний олеофільний реологічний модифікатор. З використанням олеофільного реологічного модифікатора може бути доданий більш високий відсоток рідини 3 низькою в'язкістю з підтриманням, при цьому, необхідної робочої консистенції. 0019) Вогнетривка композиція відповідно до винаходу може додатково містити металовмісні речовини. Металовмісні речовини, які можуть буди використані, включають алюміній, кремній, феросиліцій, нітрид феросиліцію, діоксид титану та їх комбінації. У деяких варіантах виконання винаходу, метал присутній у вологій композиції, або в загальному складі рідких та твердих компонентів, в кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,01 мас. 96 включно до 10 мас. 95 включно, від 0,01 мас. 96 включно до 9,5 мас 95 включно, від 0,5 мас. 96 включно до 9 мас. 95 включно.

І0020| Вогнетривка композиція відповідно до винаходу може додатково містити пірогенний кремнезем, в деяких варіантах виконання винаходу, пірогенний кремнезем може бути присутній бо у вологій композиції, або у загальному складі рідких та твердих компонентів, в кількості, що знаходиться у діапазоні від 0,01 мас. 90 до 10 мас. 9бо, від 0,01 мас. 95 до 9 мас. 9бо, від 0,5 мас. 95 до 8 маб. 9. 0021) Композиція відповідно до винаходу виявляє зменшені термопластичні властивості, і тому вона залишається пластичною і придатною для формування при нижчих температурах, у порівнянні з сумішами попереднього рівня техніки. Зокрема, вона залишається пластичною та придатною для формування при температурі у діапазоні від -10 "С до 100 "С. Крім того, консистенція матеріалу буде більш однорідною при тривалішому температурному діапазоні, виключаючи різновиди в застосуванні та допускаючи більшу гнучкість при температурному контролі гармати для забивання льотки.

Короткий опис кількох видів зображень 00221 Фіг. 1 являє собою фотографію зразка відповідно до попереднього рівня техніки та зразка відповідно до даного винаходу на початку випробування на осадження конусу; 00231 Фіг. 2 являє собою фотографію зразка відповідно до попереднього рівня техніки та зразка відповідно до даного винаходу після завершенню випробування на осадження конусу;

І0024| Фіг. З являє собою графік тиску екструзії зразка композиції відповідно до даного винаходу по відношенню до температури;

І0025| Фіг. 4 являє собою графік тиску екструзії зразка композиції відповідно до попереднього рівня техніки по відношенню до температури;

І0026| Фіг. 5 являє собою графік тиску екструзії зразка композиції відповідно до даного винаходу вільної від смоли по відношенню до температури;

І0027| Фіг. б являє собою графік тиску екструзії зразка композиції відповідно до даного винаходу, яка містить смолу та полімер, по відношенню до температури; 0028) Фіг. 7 являє собою графік тиску екструзії зразка композиції відповідно до даного винаходу, яка містить талову олію, по відношенню до температури; та

І0029| Фіг. 8 являє собою графік тиску екструзії зразка композиції відповідно до попереднього рівня техніки та зразка композиції відповідно до даного винаходу, кожний по відношенню до маси доданої рідини.

Детальний опис винаходу

Приклад І

Зо ІЇ0030| У порівняльному прикладі відмінностей властивостей композиції відповідно до винаходу відносно композиції попереднього рівня техніки, два дослідні матеріали були виготовлені з однакових вогнетривких наповнювачів. У одному дослідному матеріалі, використовували олеофільний реологічний модифікатор, а у іншому дослідному матеріалі використовували олеофільний реологічний модифікатор, який широко застосовують у рівні техніки. Використаною рідиною з низькою в'язкістю був пропіленгліколь, а кількість рідини підбирали для досягнення бажаної консистенції, Олеофільний реологічний модифікатор дозволяв матеріалу залишатися у конусі та поводити себе як тверда речовина, а олеофобний матеріал повільно протікав та сповзав, тобто поводив себе подібно до в'язкої рідини. На Фіг. 1 ліворуч зображений зразок відповідно до попереднього рівня техніки, а праворуч - зразок відповідно до даного винаходу при ініціюванні випробування на осадження конусу. На Фіг. 2 ліворуч зображений зразок відповідно до попереднього рівня техніки, а праворуч - зразок відповідно до даного винаходу після завершення випробування на осадження конусу, після стояння протягом 120 секунд. У Таблиці І показано склади двох композицій у одиницях масових відсотків і грамах на партію. У композиції відповідно до попереднього рівня техніки та у композиції відповідно до винаходу використовується новолачна фенолоформальдегідна смола.

Гелеві олеофільні реологічні модифікатори (Органоглина) містили органічну рідину, на відміну від комового каоліну, який її не містив. Таким чином, композиція відповідно до даного винаходу потребувала більше рідини для того, щоб мати можливість екструдуватися при такому самому тиску екструзії, як і композиція відповідно до попереднього рівня техніки, при заданій температурі. У Таблиці ІЇ наведено висоти зразків двох композицій по відношенню до часу.

Зразок композиції відповідно до даного винаходу не показав жодної зміни за висотою, в той час, як висота зразка композиції відповідно до попереднього рівня техніки зменшилась на 48,1 95 протягом 120 секунд. Різка зміна характеристики зразка композиції відповідно до попереднього рівня техніки є не придатною для застосування, при якому вилитий шматок повинен зберігати свою форму у металургійній ємності. В порівнянні з композицією відповідно до попереднього рівня техніки, композиція даного винаходу зберігає свою структуру при більш широкому діапазоні температур не виявляючи властивостей притаманних рідинам.

Таблння Б Склад хомтюзнній, які досліджевалн їх випробуванні на осадження, ! Компонент : Композиція іо Коампозан данем : : попереднього рівня винаходу !

БОКОМ, КИТАЙСЬКИЙ ХІМ 67 0031667 00МАТ НЄ

ОЛОРНИЙ МЛ ОЮОМНемМмо 00095206 035504Ю 00505006

ДОМЕНИНИТЛИНОоЗЕМо СВО 05Я15АЗО5АО5ВВС

ДИСТЕНТСНРОБИННИЙ Я МО БОБОВІ

КАРБІДКРЕМНІНО ЯЗ НО М О0000007900000075МЮ 000070 000ТЯМЮ ке: ШЕ ХО: НЕ Й

ОКОКСОВНАИ ДМЕ ЯЮК 000000006670000016667000167 0800166 «(ВУГЛЕЦЕВА САЖА 0000000001667000010667 00006706

КОМОВИИКАЄЛІН 00000000 СВ я : Єкеофізьний резлогічний ! ! (ів сова? ;

Б зо НН КАМНІ АНА НААН НАННЯ

ОВОНОЛОАЛЬДЕПДНА СМОЛА ОЗ і ФАКТИЧНА КІЛЬКІСТЬ | 796.83 грам | Ще? грам :

ПРОШЛЕНСВКОЛЮ 00000000 ен

Таблиця Н.О Бвсоти зразків пре ванросуванни) на осадження конусу ' Використанні час ' Композиція ЖИНОМЛНОЛО 0 роюдюдленакомпознція

Конні МОНЕ ОВНВОГО ВІВНЯ ВЖК Он п КУНА В ВМ я

ШЕ з: Б) нших

Ї0ОЗ31| Композиції відповідно до даного винаходу були підготовлені для дублювання або забезпечення подібності властивостей зв'язаних продуктів кам'яновугільного пеку та нафтового пеку відповідно до попереднього рівня техніки, забезпечуючи при цьому більшу термопластичность, при вимірюванні тиску екструзії при низьких температурах. Як правило, при додаванні невеликої кількості рідини, суміші наповнювача та рідин з низькою в'язкістю змінюють свою поведінку від властивостей когерентної маси до властивостей рідини. Додавання олеофільного реологічного модифікатора змінює цю поведінку до в'язкопластичної реології.

Були виготовлені партії матеріалів з олеофільним реологічним модифікатором та без нього. Без олеофільного реологічного модифікатора отримували дуже вузький температурний діапазон від стану занадто жорсткий для застосування до стану занадто рідкий. При додаванні олеофільного реологічного модифікатора температурний діапазон, в якому плинність була прийнятною, ставав набагато ширшим.

Чаблиця НІ Залежність теку вжствузі (а) від земперятури : І Кампознщя | о Композещія | віяпсовіщна відповідна : вух КЕ іона Звичайні о о відшенява Р Е й : й і відновідно До ПИ: тет. чнх; 1 МО БиВИЖОЯУ 0 ДО ВИНИКОНУ і ! до ванахаду | композици ж внинхану зісмелоюета 0 З'овщне : ! " баз емоян о Ше : і ши ши лиш НК М ШИ СЕ М ші ше ше в ше 37 ! що і Коб 327 517 і об ііі він інн ві нні трон Знов он йввваь мііос нина очи ам нє пинпо о о чив ! па і Зак І 496 352 НО 3953 і - 0-26 --- 8-й ши лиш ни ш ншшш ш НИИ сш шк шшше ше ши ше: шен зе ши ше: ши шк:; нн и НО кН ВВС

Приклад ІІ

І0032| Був підготовлений досліджуваний матеріал відповідно до даного винаходу, який складався з китайського 90 95 бокситного глинозему - 59 95, реактивного глинозему - 6 95, карбіду кремнію - 7,5 95, кіаніту - 895, вуглецевої зв'язуючої речовини з різних металів та вуглецевмісних матеріалів - 6,67 9о, смоли - 3,33 96, олеофільного реологічного модифікатора - 2 до та пропіленгліколю - 7,5 9о. Зазначені компоненти змішували у звичайному вогнетривкому змішувачі і вимірювали тиск екструзії при різних температурах, використовуючи модифікований тестер Маршала, застосовний для екструзії асфальту, який широко використовують у виробництві асфальту. Форму з матеріалом підтримували при заданій температурі для підтримання температури зразка. За замовчуванням, температура для дослідження становила 66 "С. Результати дослідження представлені у першій колонці Таблиці І; тиск зазначений у кілопаскалях (кПа).

І0033| На Фіг. З представлено графік залежності тиску екструзії від температури для композиції відповідно до винаходу, яка містить пропіленгліколь як розчинник з низькою в'язкістю. По горизонтальній осі зазначено температуру у"С. По вертикальній осі зазначено тиск у кілопаскалях (кПа). Крива 10 є відображенням значень тиску. З Фіг. З можна побачити, що композиція відповідно до винаходу має низький тиск екструзії та є в'язкопластичною і придатною до формування в широкому діапазоні температур.

ПРИКЛАД ІІІ

І0034| Був підготовлений досліджуваний матеріал, відповідно до попереднього рівня техніки, який складався з китайського 90 95 бокситного глинозему - 42,5 95, глинозему - 10 95, карбіду кремнію - 7,5 905, кіаніту - 3,33 90, пірогенного кремнезему - 6 95, комового каоліну - 10 95, смоли - 1,5 95 та вуглецевої зв'язуючої речовини з різних коксів, смол та вуглецевмісних органічних рідин - 19,17 96. Зазначені компоненти змішували у звичайному вогнетривкому змішувачі і вимірювали тиск екструзії при різних температурах, використовуючи модифікований тестер

Маршала, застосовний для екструзії асфальту, який широко використовують у виробництві асфальту. Форму з матеріалом підтримували при заданій температурі для підтримання

Зо температури зразка. За замовчуванням, температура для дослідження становила 66 "с.

Результати дослідження представлені у другій колонці Таблиці Ш; тиск зазначений у кілопаскалях (кПа).

І0О35| На Фіг. 4 представлено графік залежності тиску екструзії від температури для композиції відповідно до попереднього рівня техніки. По горизонтальній осі зазначено температуру у "С. По вертикальній осі зазначено тиск у кілопаскалях (кПа). Крива 20 є відображенням значень тиску. З Фіг. 4 можна побачити, що композиція відповідно до попереднього рівня техніки має низький тиск екструзії та є в'язкопластичною і придатною до формування у дуже вузькому діапазоні температур, у порівнянні з композицією відповідно до даного винаходу.

Приклад ІМ

І00З36)| Був підготовлений досліджуваний матеріал відповідно до даного винаходу, який не містив смол і складався з китайського 90 95 бокситного глинозему - 52 95, глинозему - 6 95, карбіду кремнію - 7,5 95, вуглецевої зв'язуючої речовини з різних коксів - 11 95, олеофільного реологічного модифікатора - 2 9о та пропіленгліколю - 13 до. Зазначені компоненти змішували у звичайному вогнетривкому змішувачі і вимірювали тиск екструзії при різних температурах, використовуючи модифікований тестер Маршала, застосовний для екструзії асфальту, який широко використовують у виробництві асфальту. Форму з матеріалом підтримували при заданій температурі для підтримання температури зразка За замовчуванням, температура для дослідження становила 66 "С. Результати дослідження представлені у третій колонці Таблиці

ЇЇ; тиск зазначений у кілопаскалях (кПа).

І0037| На Фіг. 5 представлено графік залежності тиску екструзії від температури для композиції відповідно до винаходу. По горизонтальній осі зазначено температуру у "С. По вертикальній осі зазначено тиск у кілопаскалях (кПа). Крива 30 є відображенням значень тиску.

Величина тиску, яку спостерігали при температурі вище 180 "С, не могла б бути виміряна, оскільки це була б температура, вища за температуру кипіння рідини; тому представлені дані тільки твердих речовин. На Фіг. 5 показано, що за відсутності взаємодії між рідиною з низькою в'язкістю та будь-якою іншою частиною суміші (такої як взаємодія розчинника між рідиною з низькою в'язкістю та вуглецевою зв'язуючою речовиною), матеріал у дуже широкому діапазоні температур матиме майже постійний тиск екструзії.

Приклад М

І0О0З38| Був підготовлений досліджуваний матеріал відповідно до даного винаходу, який містив смолу і полімер та складався з китайського 90 95 бокситного глинозему - 48 95, глинозему - 6 95, карбіду кремнію - 7 95, кіаніту - 89 95, вуглецевої зв'язуючої речовини з різних коксів - 10, смоли - 5 95, полімеру - 2 9о та пропіленгліколю - 14 95. Зазначені компоненти змішували у звичайному вогнетривкому змішувачі і вимірювали тиск екструзії при різних температурах, використовуючи модифікований тестер Маршала, застосовний для екструзії асфальту, який широко використовують у виробництві асфальту. Форму з матеріалом підтримували при заданій температурі для підтримання температури зразка. За замовчуванням, температура для дослідження становила 66 "С. Результати дослідження представлені у четвертій колонці

Таблиці Ії; тиск зазначений у кілопаскалях (кПа).

І0039| На Фіг. б представлено графік залежності тиску екструзії від температури для зазначеної композиції відповідно до винаходу. По горизонтальній осі зазначено температуру у "б. По вертикальній осі зазначено тиск у кілопаскалях (кПа). Крива 40 є відображенням значень

Зо тиску. На Фіг. 6 показано криву, на якій лінія має пік при 95 "С, що відповідає початку активації полімеру та полімеризації. Після досягнення температури у 125 "С полімер знову починає розплавлятися. Після досягнення температури у 180 "С присутність смоли призводить до піролізації. Значення тиску екструзії нижче 2000 кПа показує, що зазначена композиція має властивості подібні до розробленої композиції відповідно до Прикладу ЇЇ.

Приклад МІ

І0040| Був підготовлений досліджуваний матеріал відповідно до даного винаходу, який містив талову олію та складався з китайського 90 95 бокситного глинозему - 60 95, глинозему -

З 95, карбіду кремнію - 22 95, вуглецевої зв'язуючої речовини з вуглецевмісних органічних твердих речовин та металів - б 9о, олеофільного реологічного модифікатора - 2 96, полярного органічного активатора - 0,5 95 та талової олії - 6,5 95, як показано у п'ятій колонці Таблиці ПП.

Зазначені компоненти змішували у звичайному вогнетривкому змішувачі і вимірювали тиск екструзії при різних температурах, використовуючи модифікований тестер Маршала, застосовний для екструзії асфальту, який широко використовують у виробництві асфальту.

Форму з матеріалом підтримували при заданій температурі для підтримання температури зразка. За замовчуванням, температура для дослідження становила 660. Результати дослідження представлені у п'ятій колонці Таблиці Ії; тиск зазначений у кілопаскалях (кПа).

І0041| На Фіг. 7 представлено графік залежності тиску екструзії від температури для зазначеної композиції, відповідно до винаходу, яка містить талову олію як розчинник з низькою в'язкістю. По горизонтальній осі зазначено температуру у "С. По вертикальній осі зазначено тиск у кілопаскалях (кПа). Крива 50 є наближеною до горизонтальної і залишається на рівні нижче 2000 кПа. Талова олія не являє собою полярний органічний розчинник, так що невелика кількість може бути додана для того, щоб активувати олеофільний реологічний модифікатор.

Незважаючи на відсутність смоли у цій композиції вона твердне при температурі вище 180 "С.

ПРИКЛАД МІЇ

І0042| На Фіг. 8 представлено результати експериментів для композиції відповідно до попереднього рівня техніки та для композиції відповідно до даного винаходу, які представлені у

Таблиці І. По горизонтальній осі зазначено температуру у "С. По вертикальній осі зазначено тиск у кілопаскалях (кПа). Крива 60 є відображенням значень тиску для композиції попереднього рівня техніки, що містить 2 мас. 95 звичайного комкового каоліну. Крива 70 є відображенням 60 значень тиску для композиції відповідно до даного винаходу, що містить 2 мас. 95 органічного модифікованого каоліну. Зазначені компоненти змішували у звичайному вогнетривкому змішувачі і вимірювали тиски екструзії при різних температурах, використовуючи модифікований тестер Маршала, застосовний для екструзії асфальту, який широко використовують у виробництві асфальту. Форму з матеріалом підтримували при заданій температурі для підтримання температури зразка. На Фіг. 8 показано, що для того, щоб отримати когерентну, придатну для формування масу для композиції відповідно до винаходу вимагається більше рідини ніж для отримання когерентної, придатної для формування маси для композиції відповідно до попереднього рівня техніки. Композиція відповідно до винаходу з олеофільним реологічним модифікатором виявляє меншу зміну у тиску екструзії при збільшені вмісту рідини, ніж це робить композиція відповідно до попереднього рівня техніки. 0043) Винахід також спрямований на застосування композиції відповідно до винаходу, як матеріалу для забивання льотки. При застосуванні, гармату для закривання льотки або гармату для забивання льотки, завантажену композицією відповідно до винаходу, спрямовують до льотки в металургійній ємності, і композицію відповідно до винаходу, проштовхують у льотку поки вона не буде герметично закупореною. 00441 Відповідно до винаходу, система або композиція вогнетривкого наповнювача може містити вогнетривкий наповнювач, безводну рідину та реологічний модифікатор. Безводна рідина може бути вибрана з групи, що складається з поліненасичених жирів, аліфатичних вуглеводнів, ароматичних вуглеводнів, спиртів, альдегідів, складних ефірів, кетонів та їх комбінацій. Безводна рідина може бути вибрана з групи, яка складається з талової олії, етиленгліколю, гліцерину, пропіленгліколю, льняної олії, соєвої олії та їх комбінацій. Безводна рідина може бути присутня у системі або композиції у кількості, яка знаходиться в діапазоні від 2 мас. 9 включно до 40 мас. 9о включно, як відсоток від загального складу рідких і твердих компонентів. Безводна рідина може виявляти зміну у в'язкості, яка є нижчою ніж множник 10 у відповідь на зміну температури від 10 "С до 100 "С. Олеофільний реологічний модифікатор може бути присутнім у композиції в кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,2 мас. 95 включно до 50 мас.9о включно, як відсоток від загального складу рідких і твердих компонентів.

Олеофільний реологічний модифікатор вибирають з групи, яка складається з органоглин, філосилікатів, глинистих мінералів, гекторітів, монтморилонітів та їх комбінацій. Олеофільний

Зо реологічний модифікатор може містити органоглину. Система або композиція вогнетривкого наповнювача може додатково містити полімер. Система або композиція вогнетривкого наповнювача може додатково містити полівінілпіролідон. Вогнетривкий наповнювач може бути вибраний з групи, що складається з коричневого електрокорунду, бокситу, глини, кварцового піску, кварциту, пірогенного кремнезему, карбіду кремнію та їх комбінацій. Вогнетривкий наповнювач може бути присутній у загальному складі рідких та твердих компонентів у кількості, що знаходьсь в діапазоні від 5 мас. 96 включно до 90 мас. 96 включно. Масове співвідношення олеофільного реологічного модифікатора до безводної рідини у системі або композиції вогнетривкого наповнювача може бути рівним бо знаходитися у межахьспіввідношення від 1 частини модифікатора на 50 частий рідини до 1 частини модифікатора на 1 частину рідини.

Система або композиція вогнетривкого наповнювача може додатково містити вуглецеву зв'язуючу речовину, вибрану з групи, яка складається з кам'яновугільного пеку, кам'яновугільних смоляних пеків, нафтового пеку, нафтових смоляних пеків, феноло-альдегідних полімерів та їх комбінацій. Система або композиція вогнетривкого наповнювача може містити вуглецеву зв'язуючу речовину у кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,01 мас. 956 включно до 20 мас. 95 включно, виміряних у відсотках від загального складу рідких та твердих компонентів. Система або композиція вогнетривкого наповнювача може додаткова містить металовмісну речовину, вибрану з групи, що складається з алюмінію, кремнію, феросиліцію, нітриду феросиліцію, діоксину титану та їх комбінацій. Металовмісна речовина може бути присутня у системі або композиції вогнетривкого наповнювача в кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,01 мас. 9о включно до 10 мас. 95 включно, виміряних у відсотках від загального складу рідких та твердих компонентів. Вогнетривкий наповнювач може додатково містити пірогенний кремнезем.

Пірогенний кремнезем може бути присутній у системі або композиції вогнетривкого наповнювача в кількості, що знаходиться в діапазоні від 0,01 мас. 95 включно до 10 мас. 95 включно, виміряних у відсотках від загального складу рідких та твердих компонентів.

Ї0045| Можливими є численні модифікації та варіації даного винаходу. Тому, слід розуміти, що на практиці винахід може бути здійснено інакше ніж конкретно описано, але в межах обсягу нижченаведеної формули винаходу.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Композиція вогнетривкого наповнювача, яка містить: від та включаючи 5 мас.9о до та включаючи 90 мас.9о вогнетривкого наповнювача; від та включаючи 4 мас.9о до та включаючи 30 мас.9о пропіленгліколю; від та включаючи 0,01 мас.9о до та включаючи 20 мас.9о вуглецевої зв'язувальної речовини, яка в основному складається з коксу; та від та включаючи 0,2 масою до та включаючи 50 мас. олеофільного реологічного модифікатора.

2. Композиція за п. 1, у якій олеофільний реологічний модифікатор присутній у композиції у кількості, що знаходиться в діапазоні від та включаючи 0,5 мас.9о до та включаючи 45 мас.95 як відсоток від загального складу рідких і твердих компонентів.

З. Композиція за п. 1, у якій олеофільний реологічний модифікатор вибраний з групи, яка складається з органоглин, філосилікатів, смектитів, гекториту, монтморилоніту та їх комбінацій.

4. Композиція за п. 1, у якій олеофільний реологічний модифікатор містить органоглину.

5. Композиція за п. 1, яка додатково містить полімер у кількості, що знаходиться в діапазоні від та включаючи 0,2 мас. 95 до та включаючи 50 мас. 95.

6. Композиція за п. 5, у якій полімер включає полівінілпіролідон.

7. Композиція за п. 1, яка додатково містить фенольну смолу у кількості, що знаходиться в діапазоні від та включаючи 0,2 мас. 95 до та включаючи 50 мас. 95.

8. Композиція за п. 1, у якій вогнетривкий наповнювач вибраний з групи, яка складається з коричневого електрокорунду, бокситу, глини, кварцового піску, кварцу, пірогенного кремнезему, карбіду кремнію та їх комбінацій.

9. Композиція за п. 1, у якій вогнетривкий наповнювач присутній в загальному складі рідких та твердих компонентів у кількості, яка знаходиться в діапазоні від та включаючи 5 мас.95 до та включаючи 90 мабс.9б5.

10. Композиція за п. 1, у якій масове співвідношення олеофільного реологічного модифікатора до пропіленгліколю є рівним або знаходиться у межах співвідношення від 1 частини модифікатора на 50 частин пропіленгліколю до 1 частини модифікатора на 1 частину Зо пропіленгліколю.

11. Композиція за п. 1, де вуглецева зв'язувальна речовина додатково включає речовину, вибрану з групи, яка складається з кам'яновугільного пеку, кам'яновугільних смоляних пеків, нафтового пеку, нафтових смоляних пеків, фенольних смол та їх комбінацій.

12. Композиція за п. 1, яка додатково містить металовмісну речовину, вибрану з групи, яка складається з алюмінію, кремнію, феросиліцію, нітриду феросиліцію, діоксиду титану та їх комбінацій.

13. Композиція за п. 12, у якій металовмісна речовина присутня в загальному складі рідких та твердих компонентів в кількості, яка знаходиться в діапазоні від та включаючи 0,01 мас.9о до та включаючи 10 мас.9б5.

14. Композиція за п. 1, яка додатково містить пірогенний кремнезем.

15. Композиція за п. 14, у якій пірогенний кремнезем присутній в загальному складі рідких та твердих компонентів в кількості, яка знаходиться в діапазоні від та включаючи 0,01 мас.9о до та включаючи 10 маб.95.