Способ изготовления огнеупорных изделий

металлоустойчивость получаемых изделий. Большое содержание глинистого компонента (в обоих слоях) приводит к уплотцению материала, высокому спеканию его при воздействии температуры термообработки при изготовлении, что обуславливает низкую термостойкость. К тому же. глинистый компонент образует при взаимодействии со сталью легко-О плавкйе соединения с высокой вязкостью, легко смываемые движущимся расплавом.Известно также, что зерна корунда .растворяются в контакте с расплавом 15 стали - низкая металлоустойчивость.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления огнеупорных. иэделий, которые могут быть использованы при разливке алюминиевых сплавов, включающий намотку на шаблон тканого волокна, пропитанного составом, включающим, мас.%: окись хрома 31-54, глина огнеупорная 25 4-11, фосфатное связующее 35-65. Сушат при 120 С в течение двух ч с по-оследующей термообработкой при 450 С в течение двух ч.Этот способ изготовления позволяет 30 получить .изделия, устойчивые к расплаву алюминия (температура службы700 С), но непригодные для работы в контакте с расплавом стали, так как вследствие значительной скорости про питки расплавом стали, они не обеспечивают достаточно длительного срока службы..Цель изобретения - увеличение срока службы путем повьппения металлоус тойчивости и прочности изделий.Эта цель достигается тем, что способ изготовления огнеупорных изделий для тепловых установок, преимущественно для разливки стали, путем нане сения на шаблон тканого волокна, пропитанного составом, содержащим огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее, огнеупорную глину, и термообработки, на шаблон наносят углеродно графитовое тканое волокно, пропитанное составом, содержащим, мас.%: карбид кремния илиграфит - 27-56, фосфатное связующее 34-65 и огнеупорная глина 3-10, до образования 1/5-1/3 толщины изделия, после чего наносят кремнеэемное тканое волокно, пропитанное составом, содержащим, мас. : алюмосиликатный или магнезиальношпиндельный огнеупорный наполнитель13-28, фосфатное связующее 37-77,огнеупорная глина - 3-4, карбид, кремния или графит - 6-3, до образования1/3-1/2 толщины изделия, а затем наносят кремнеземное тканое волокно,пропитанное составом, содержащим,мас. : алюмосиликатный или магнези- .ально-шпиндельный огнеупорный наполнитель 16-65, фосфатное связующее30-81 и огнеупорная глина 3- 5,Нанесение на шаблой углероднографитового тканого волокна, пропитанного связующим, включающим в качествезаполнителя углеродсодержащий компонент, позволяет значительно повыситьметаллоустойчивость изделий за счетснижения процессов пропитки его металлическим расплавом, что в итогеположительно сказывается на увеличении срока службы изделий.Изменение в последующем слое состава тканого волокна (углероднографитового на кремнеземное) при сохране".;нни в составе для пропитки углеродсодержащего компонента, позволяет получить слой иэделия, отличающийся отпервоначального более низкой теплопроводностью за счет высокой теплоизоляционной способности кремнеземного волокна, и в то же время, близкого по характеру термического расширения к предыдущему слою и последующему, что обеспечивает высокуютермостойкость изделий,Нанесение далее кремнеземного тканого волокна, пропитанного составом,в котором отсутствует углеродсодержащий компонент, позволяет понизитьтеплопроводность иэделий и дает возможность эксплуатировать их в окислительной атмосфере, так как углеродсодержащие слои защищены наружным иимеющим оксидный состав,В процессе термообработки изделийпроисходит усадка материала, причемвеличина ее понижается от наружногослоя к промежуточному и затем к внутреннему, что обуславливает сжатиевнутреннего слоя промежуточным, промежуточного слоя - .наружным и обеспечи-,.вает повышение прочности изделий.Нанесение внутреннего слоя до 1/5"1/3 толщины изделия достаточно дляобеспечения высокой его металлоустойчивости; значительное увеличение толщины этого слоя недопустимо, так какповьппает теплопроводность изделия,1094249 Структура изделий и состав (мас.Х) слоев исследо ванных обРазцовСвойства характер вэаимоействия с расплавом стали очность,а Прототип Огнеупорный . наполнит ель-окись хрома Интенсивная пропитка, сопровож.дающаяся раэиы,0 ваном материала.: и увеличением диаметра канала метал- лоцровода,огнеупорная глина раствор гексаметафосфата натрия46 инертный промежу- . теплоизослой точный ляционныйслой слой что отрицательно сказывается на качестве металлических отливок. К тому же, углероднографитовые ткани стоят дороже чем кремнеземные.Промежуточный компенсационный слой до 1/3-1/2 толщины изделия обеспечивает компенсацию разницы термических напряжений внутреннего (метаплоустойчивого) и наружного (теппоиэоляцнон ного) слоев, между которыми он расположен. Значительное увеличение его толщины, т.е. более 1/2 толщины из" делия нецелесообразно, так .как отрицательно сказывается на теплопровод ности иэделия. Уменьшение толщины промежуточного слоя менее укаэанных соотношений не создает эффект компенсации разницы термических напряжений слоев и не обеспечивает повышениеЮ срока службы изделий. Выбор толщины теплоиэоляционного слоя в пределах 1/2-2/З.толщины, изделия определяется конструктивными особенностями изделий и экономическими соображениями. 25П р и м е р. Изготавливают различ" ные составы для цронитки тканых воло- кон, приведенные в таблице.Йа шаблон наносят тканое.углерод-. 3 О нографитовое волокно, пропитанное составом, нриведенньв в графе 2 таблицы. После намотки 1/5-1/3 толщины из-.35 . делия углеродиографитовое волокно заменяют на кремнеземное, пропитанное составом, приведенным в графе 3 таб- лицые 6После изготовления 1/3-1/2 толщины изделия продолжают наслаивать кремне- земное тканое волокно, но состав для его пропитки соответствует приведенному в графе 4 таблицы.Полученные заготовки сушат при 100- 120 С, затем подвергают термообработоке при 600 С со скоростью подъема температуры 30-50 ОС в ч и выдержкой при конечной температуре 2 ч.В качестве фосфатной связи используют однозамещенный фосфат магния плотностью 1,2 г/см, а также (в составе 17) одноэамещенный фосфат алюминия плотностью 1,3 г/смз . В качестве наполнителя используют электрокорунд, высокоглиноэемистый шамот, хромитовую руду. после вибропомола.В качестве углеродсодержащего компонента используют карбид кремния и графит.Свойства изделий, подученных по прототипу и предлагаемому способу, приведены в таблице.Таким образом, сочетание и последовательность операций, предложенного способа позволяют ц монолитные многослойные изделия с определенньи расположением и конкретньв назначением слоев, что позволяет значительно повысить металлоустойчивость и прочность изделий при сохранении достаточно низких показатедей теплопроводности (0,4-0,5 Вт/мК по прото-типу и 0,7-0,8 Вт/мК по предлагаемому способу) и термостойкости (ЗО воздушных теплосмен по прототипу и 26 теплосмен по предлагаемому способу).8Продолжение .таблицы 1094249 Свойства Огнеупорный наполнитель -электрокорундоднозамещенныйфосфат магния 1размывание каналаотсутствует, наблюдается незначительная пропитка. 16 13 77 65 28,3 1/7 2/3 1/6 размывание канала 29,9 отсутствует, пропитка незначительнаял.,. 1/2 1/3 инертный промежу- теплоизослой , точный ляционныйслой . слой 1 Ч,размывание каналаотсутствует, пропитка незначитель,4ная 28 30 32 1/2 1/4 Огнеупорный наЧ. размывание канала отсутствует, пропитка незначительная 30,1 48 329 1/3 1/2. 1/5 Структура изделий и состав (мас.Х) слоев исследоф ваннык образцов огнеупорнаяглина 8углеродсодерзащий компонент -карбид кремния 27толщина слоев,доли 1/5Состав тот же,толщина слоев,доли 1/3 П 1. Состав тот же, толщина слоев, доли 1/5 Огнеупорныйнаполнитель - высокоглиноземистый щамотоднозамещенный фосфат алюминия 34 огнеупорнаяглина 1 О углеродсодержащий компонент - графиттолщина слоев, доли полнительхромит .однозамеще нныйфосфат магния48огнеупорная глина 3углеродсодержащийкомпонент - гра"Фит 49толщина слоев,доли арактер взаимо- прочноСть,ействия с рас- ИПапланом- стали1 размывание канала 29,4 отсутствует, про/питка отсутствует