Шихта для изготовления огнеупоров

(21) 348 (22) 09.46 07. бин,и В.И о50-60 15-35 зит 15 аустический ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ Н АВТОРСНОйУ СЯИДЕТВЪСТВ 0297/29-3308.82(56) 1 Авторское свидетельство ССВ 578286, кл. С 04 В 35/10, 1976,2. Авторское свидетельство СССР9 885224, кл. С 04 В 35/18, 1980.3. Авторское свидетельство СССР9 166895, кл. С 04 В 35/10, 1963(54)(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЬНИЯОГНЕУПОРОВ, включаюцая электрокорувд, высокоглиноземистый компонент и огнеупорную глину, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения теплопроводнбсти при сохра ненни высокой механической прочности и огнеупорности, она в качестве высокоглиноэемистого компонента содержит алюиохромовые отходы нефтехимической промьвшенности и дополнительно каустический магнезит при следуюцем соотношении компонентов,:лас.В:Электрокорунд 14-20 Алюмохромовые отходынефтехимической прмьвшенностиОгнеупорная глинаИзобретение относится к промышленностц строительных материалов,преимущественно к высокоглиноэемистым огнеупорам применяемым дляфутеровки печей и тепловых агрегатов в промьааленности строительных материалов, металлургическойи химической отраслях промышленнос.ти.Известна шихта для изготовленияогнеупорных иэделий, включающая,вес,Ъ алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности (пылькатализатора каучукового производства) 50-67, графит 20-30, глина8-16," карбид кремния 3-8; кремний1-7,ф свяэузцее 1-5 (1.Йедостатком данной шихты является низкая механическая прочностьизготовленных из нее огнеупорныхматериалов, а содержащиеся в еесоставе графит и металлический кремний резко увеличивают теплопроводность изделий, что способствуетувеличению тепловых потерь в процессе эксплуатации огнеупорной футеровки.Известна шихта для изготовленияогнеупоров, включающая, вес.Ъ:алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности 82,5-96,5, окисьхрома 3-15, карбонат натрия 0,52,5 (2 .Однако наличие в шихте щелочесодержащего компонента (карбонатнатрия) способствует образованиюлегкоплавких соединений в системеглинозем-кремнезем (А 103 - 810),что отрицательно сказывается наогнеупорности изделий, приводитк уплотнению структуры огнеупораи повыаению теплопроводности системы в целом.Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсяшихта для изготовления огнеупоров,включающая,вес,Ъ: электрокорунд53-67; обожженный технический глинозем 22-28; огнеупорная глина 1217 3,Огнеупорный материал, изготовленный из шихты данного состава,характеризуется высокими показателями механической прочности и огнеупорности, обусловленными наличиемв шихте болыаих количеств электрокорунда и обожженного техническогоглинозема. Однако высокое содержание электрокорунда с плотностью3,2-3,5 г/см 5 придает изделиям высокий объемный вес (порядка 2,602,74 г/смф), что влечет за собойувеличение их теплопроводности.Кроме того, высокая стоимость входящих в шихту компонентов резкоудорожает производство высокоглиноэемистых изделий на их основе.Цель изобретения - снижение теплопроводности прн сохранении высокой механической прочности и огнеупорности.Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления огнеупоров, включающая электрокорунд, высокоглиноземистый компонент и огнеупорную глину, в качестве высокоглиноэемистого компонента содержит алюмохромовые отходы нефтехимической промыаленности и дополнительно каустический магнезит при следующем соотношении компонентов, мас,Ъ: 51 О15 14-20 Электрокорунд Алюмохромовые отходы нефтехимической нромыаленности 50-60 Огнеупорная глина 15-35 Каустический магнезит 1-5 магнезита карбонат магния декар 65 Алюмохромовые отходы нефтехими 25 ческой промыаленности представляютсобой отработанный катализатор производства синтетического каучука.Отходы мелкодисперсны (количествофракции менее 0,09 мм порядка 703 О 80), что позволяет использоватьих без предварительного рассева ипомола. Химический состав отходов,мас.Ъ: АГ 05 72-76; Сг 013-15,3102 8-10; примесные оаислы (Ге 203,35 МОь В 20) до 1 По химическому составу и физическому состоянию алюмохромовыеотходы нефтехимической промышленности отвечают всем требованиям,4 О предъявляемым к компонентам, используемьм при подготовке шихты для прОизводства огнеупоров,Каустический магнезит представляет собой пыль производства спе 45 ченного магнезита,. состоящую преимущественно иэ каустического( л 5-10 МкС 09 ) магнезита, Зерновой состав каустического магнезита характеризуется содержанием5 О фракции 10-200 мкм с преобладанием (не менее 75) фракции 1080 мкм,Снижение теплопроводности присохранении высокой механической55.прочности и огнеупорности изделийпри.дополнительном введении в шихту каустического магнезита и исполь.эовании в качестве высокоглиноземистого компонента алюмохромовых60 отходов нефтехимической промьааяенности объясняется следующим.В процессе высокотемпературнойобработки присутствующий в шихтеи входящий в состав каустического1058940 Таблица 1 Содержание, мас.Ъ в шихте Известной Компоненты Предлагаемой 1 2 14 16 60 20 18 Электрокорунд Алюмохромовые отходы нефтехимической промышлен- ности 60 57 50 53 21 15 Каустический магие"зит Технический глинозем бонизируется с образованием оксида магния, обладающего высокоразвитой поверхностью и, следовательно, повьыенной реакционной способностью, Высокоактивный окснд маг ния в системе электрокорундалюмохромовые отходы нефтехимической промышленности - огнеупорная глина обеспечивает протекание химических реакций образования магнеэиально-глиноземистой шпинели (И 80 ф А 1 С) и магнезиохромита (МВОСгО). Причем твердофазовые реакции образования укаэанных соединений происходят с увеличением объема и образованием микротрещиноватой структуры огнеупорного материала, что приводит к снижению его объемного веса, увеличению . пористости и снижению теплопроводности иэделий.Высокую огнеупорность системе обеспечивают алюмохромовые отходы нефтехимической промышленности, входящие в состав шихты в качестве высокоглиноземистого компонента. Присутствующий в алюмохромовых отходах оксид хрома образует в процессе обжига высокоогнеупорную кристаллическую фазу - твердый раствор Сг О в корунде, способствующую увеличению структурной вязкости, повьзаению температуры плавления композиции оксид хрома - оксид алюминия и огнеупорности системы в целом.Высокаа механическая прочность огнеупорного материала достигает-. ся тем, что образующиеся в процессе термообработки шихты соединения - магнезиально-глиноземистая Огнеупорная глина 35 29 шпинель н магнеэиохромит кристаллиэуются в виде удлиненных кристаллов игольчатой н призматическойФормы, прочно аринруищих структуруогнеупора и тем самым повышающихего устойчивость к механическимнагрузкам, в особенности в процессе эксплуатации в условиях высокихтемператур.Количество дополнительно вводи мого в шихту каустического магнезита, необходимое для получения иэделий с высокими термомеханическими свойствами, находится в пределах 1-5 мас.%, Введение меньше го количества каустического магнезита приводит к увеличению объемного веса, снижению пористости изначительному увеличению теплопроводности (до 1,7 Вт/мфград) 2 р изделий, а увеличение его содержания сверх 5 мас,Ъ приводит к значительному раэрыхлению структурыогнеупора, существенному снижениюобъемного веса, снижению теплопроводности и резкому падению прочностных свойств изделий (до 15-20 МПа).Таким образом, совокупность выбранных компонентов, их весовые соотношения обусловливают обраэованчевысокоогнеупорных Фаэ с высокимиогневыми характеристиками, отличительной структуры, обеспечивающихизделиям иэ шихты предлагаемогосостава высокие качественные показатели по теплопроводности, прочнос-ти и огнеупорности.Составы образцов предлагаемой шихты с граничньки и средними соотношениями исходных компонентов и известной шихты приведены в табл. 1.1058940 Состав шихты Свойства Известный(базовый)+ Теплопроводность, Вт/м С 1 33 1 31 1 27 1 26 1,87 Предел прочности при сжатии, ИПа 68,0 63,9 57,6 50,8 1900 1900 191.0 .1910 2,38 2,30 2,26 2,21 47,5 Огнеупорность, СОбъемный вес, г/смЭ У 1890 2,71 прототип. Составитель Р. ИальковаРедактор О. Колесникова ТехредИ.Костик Корректор О, Тигоре Заказ 9699/21 Тираж 622 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д, 4/5филиал 11 ПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Шихты приведенных в табл. 1 составов готовят следующим образом.Предварительно обожженные при 1600 ОС и измельченные дочастиц размера 0,01-2,0 мм алюмохромовые отходы смешивают с каустическим магнезитом в лопастном смесителе в течение 5-6 мин. Полученную смесь двух компонентов увлажняют водой до влажности 10, затем последователь но вводят в нее злектрокорунд и 10 В качестве базового образца принятИз данных табл, 2 видно, что предлагаемая шихта для изготовления высокоглиноэемистых огнеупоров позволяет получить изделия с высоки ми качественными показателями по прочности и огнеупорности. А сравогнеупорную глину и вновь ведут перемешивание. Цикл перемешивания массы 5 мин, Из полученной шихты формуют образцы при удельном давлении 500 кг/см. Обжиг образцов про" водя в силитовой печи при (1570+ +10) С и выдержке 2 чТермомеханические свойства образцов, определенные по общеприняти 1 методикам испытаний огнеупоров, приведены в табл. 2.Таблица 2 нительно невысокая теплопроводность этих изделий обусловливает высокую техникс-экономическую эффективность их применения в качестве футеровочного материала, работающего в условиях высоких температур.