Огнеупорный материал и способ его получения

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 881069(088.8 Э ио делай изобретений и открытий/Б. И, Высоцкий, И. Я, Гузман и В. И. Э тинМосковский ордена Ленина и ордена Труд ого КрасногоЗнамени химико - технологический институт имИ;Мамлеева(54) ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использованодля изготовления муфелей, элементов печныхконструкций, направляющих цементационных печей.Известен огнеупорный материал на основеокиси алюминия, муллита и нитрида кремния 11.Недостатком этого материала являются низкие механические и теплофизические характеристики.Наиболее близким техническим решением к1 Опредлагаемому материалу является огнеупорныйматериал 2), содержащий, вес.%:Нитрид кремния 75 - 80Нитевидные кристаллымулл ита 20-2515Известный огнеупорный материал перемешивают, оформляют прессованием, затем сушат иРобжигают.,Этот материал имеет следующие характеристики: пористость, По % 10; кажущаяся плот Мность г/смз 2,84; предел прочностипри сжатии ос, кгс/см 900; термостойкостьот 845 С - вода, циклов400. Данный материал вследствие обычного, традиционного способа получения имеет недостаточно высокие свойства: низкую механическую прочность и заниженную термостойкость.Целью данного изобретения является повы. шение механической прочности и термостойкости. Поставленная цель достигается тем, что огнеупорный материал, включающий глиноземсодер. жащий компонент и нитрид кремния, в качест. ве глиноземсодержащего компонента содержит высокоглиноземистый шамот с содержанием 45 - 68% окиси алюминия при следующем соотношении компонентов, вес,%Высокоглиноземистыйшамот 75-86 Нитрид кремния 14-25Способ получения огнеупорного материала, включающий приготовление шихты, формование, сушку и обжиг, приготовление шихтыосуществвляют смешением 80 - 90 вес.% высокоглиноземистого шамота и 10 - 20 вес.% кремния, а обжиг ведут в среде азота при 1400-1500 С,881069 Таблица 1 Шихта И, вес,% Материал Высокоглиноземистый шамот 80 85 90 15 10 Кремний 20 Таблица 2 3 4 о % % ч ВысокоПрочность,кгс/ем Козф тепл. Термостой. костьот 850 С КТР10.,град Шихта,осж бкз вода, цикл 13,1 2,61 4300 2563,4 2,70 550 1 75 2 79 3 86 15,6 2,87 4500 260 3,8 3,5 500 21 17,9 3,2 4100 220 4,1 4,5 400 БО Ыюы ППП "Патент", г При обжиге в поры заготовки проникает азот и происходит синтез нитрида кремния, за счет, взаимодействия с кремнием. Новооб.разованный нитрид кремния."залечивает" поры; уменьшая пористость и, таким образом, повыша. 5 ет механическую прочность. Вокруг зерен, высокоглиноземистого шамота образуется оболочка из нитрида кремния, т. е, образуется сплошной "каркас" из нитрида кремния, который имеет очень хорошие теплофизические свойства, 1 О Таким образом, получен новый огнеупорный материал с новым составом и улучшенной структурой и более высокими свойствами, Такой огнеупорный материал может быль получен только при таком составе и по,способу реакционного спекания. П р и м е р. Для получения огнеупорного материала приготовлены три смеси компонентов, которые приведены в табл. 1. Предлагаемый огнеупорный материал на основе высокоглиноземистого шамота и. связки из нитрида кремния, полученный по методу реакционного спеканйя, позволяет повысить главО ные эксплуатационные характеристики огнеупорного материала,.улучппггь структуру его. Имеется возможность замены дорогостоящего карбид- кремниевого наполнителя в карбидкремниевых огнеупорах с нитридкремниевой связкой на бо лее дешевый высокоглиноземистый наполни- тель Формула изобретения 1. Огнеупорный материал, включающий глиноземсодержащий компонент и нитрид кремния, о т. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механической прочности и термостойкости, в качестве глиноэемсодержащего 55ВНИИПИ Заказ 986340 В шихту добавляют технологическую связку 5%-ный раствор поливинилового спирта или водный раствор сульФип - спиртовой барды плотностью 1,20 - 1,25 г/см . Из шихты прессуют образцы, сушат и обжигают а высокотемпературной печи в среде азота при конечной темпе. ратуре обжига 1450 С,Состав и свойства полученного материалаприведены в табл. 2. компонента содержит высокоглиноземистыйшамот с содержанием 45 - 68% окиси алюминияпри следующем соотношении компонентов, вес.%:Высокоглиноземистыйшамот 75 - 86Нитрид кремния 14-252, Способ получения огнеупорного материалапо п, 1, включающий приготовление шихты,формование, сушку и обжиг, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, приготовление шихтыосуществляют смешением 80 - 90 вес,% высокоглиноземистого шамота и 10 - 20 вес.% кремния,а обжиг ведут в среде азота при 1400 - 1500 С,Источники информации,принятые во внимание при.экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 288629,кл, С 04 В 35/10, 1974.2. Авторское свидетельство СССР Н 273700,кл, С 04 В 35/58, 1970;Тираж 663 ПодписноеУжгороул. Проектная, 4