Способ изготовления огнеупоров

)ю С 04 В 35/4 ОСУДАР СТВ Е ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯ С)БР И Е Изобретение промышленности но для получения в высокотемперату дах иевые илизинного анной давле- делия мостойкие цирконание 60-80% стабнестабилизирова, Изделия из указессованием при/см . Обжигают из Известны тер огнеупоры содерж рованного и 20-40 диоксида циркони массы формуют и нии не ниже 500 кг при 1600-1750 С. Однако такив кую механическую высокую пористост(56) Авторское свидетельство СССР М 285579, кл. С 04 В 35/48, 19 О.Авторское свидетельство СССР М 1306925, кл. С 04 В 35/48, 1985, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРОВ157) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для получения огнеупоров, работающих в высокотемпературных и агрессивных средах. Целью изобретения является повышение термостойкости и механической прочности при сохранении низкой газопроницаемости и высокотемпературной ползутносится к огнеупорной может быть испрльэоваогнеупоров, работающих рных и агрессивных срегнеупоры имеют низрочность 25-50 МПа и 16-22 . Также иэвестчести. Способ включает приготовление шихты путем совместного измельчения диоксида циркония со стабилизирующей добавкой, брикетирования, обжига брикета при 1200- 1300 С при скорости нагрева и охлаждения брикета соответственно 40 - 50 и 60 - 70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40 - 50 Па, дробление и измельчение брикета, введение термически необработанного диоксида циркония, который предварительно подвергают воздействию магнитного поля напряженностью (1-2) 10 эрстед, прессование, сушку и обжиг изделий при 1700-1800 С со скоростью нагрева и охлаждения 25 - 30 и 40-50 град/ч соответственно при парциальном давлении кислорода 2 10 - 2 10 Па, Чак 4 . 5симальная прочность возрастает до 285 Н/мм, а термостойкость до 19 теплосмен (1300 С - вода), 1 табл,ны высокоогнеупорные материалы из электроплавленного диоксида циркония с содержанием стабилизирующих оксидов, обеспечивающих наличие 5 - 400 моноклинной фазы, Изготавливаются зти изделия путем смешения диоксида циркония со стабилизирующей добавкой, брикетирования, обжига брикета, измельчения, формования, обжига изделий при 1750 С в течение 6 ч.Недостатком изделий, изготовленных по вышеуказанному способу, является недостаточная мехпрочность 50-154 Н/мм, высокая пористость 16-23 и соответственно высокая газопроницаемость, 1719371Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является способ изготовления огнеупорных изделий из диоксида цирконияили бадделеита путем совместного измельчения со стабилизирующей добавкой,брикетирования, обжига брикета, осуществляемого при 1200 - 1300 С, а нагрев и охлаждение производятся соответственносо скоростью 20-30 и 40-55 град/ч при 10парциальном давлении. кислорода 2030 МПа, затем формование изделий и обжиг производятся при 1700 - 1750 С, нагреви охлаждение соответственно,15-20 и35 - 40 град/ч при парциальном давлении 15кислорода 2 10 -2 10 Па,Однако такие изделия не обладают термостойкостью (О - 1 водяных теплосмен), чтоне позволяет получать крупногабаритныесложной конструкции изделия и использовать их в службе при резкой смене высокихтемператур. Также недостаточно высока ихмеханическая прочность 215 Н/мм против2230 - 285 Н/мм .Цель изобретения - повышение термической стойкости и механической прочностипри сохранении низкой газопроницаемостии высокотемпературной ползучести,Это достигается тем, что в способе изготовления огнеупоров из диоксида циркония, включающем совместное измельчениедиоксида циркония со стабилизирующей,добавкой, брикетирование, обжиг брикетапри 1200 - 1300 С, измельчение, формование и обжиг изделий, измельченная шихта 35содержит 25 - 30 термически необработанного диоксида циркония, подвергнутоговоздействию магнитного поля напряженностью (1 - 2) 10 эрстед и масса перед формованием выдерживается при (10 - 40)С в 40течение 55-200 ч, нагрев и охлаждениебрикета осуществляют соответственно соскоростью 40-50 и 60 - 70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па,а изделий 25-30 град/ч и 40 - 50 град/ч при 45париальном давлении кислорода 2 10 -42 10 Па.Существенными отличиями предлагаемого способа является вылеживание неувл ажне н ной цирконистой массы для 50формования изделий в течение 55-200 ч при(10-40)С, что приводит к гомогенизациифазового состава цирконистых порошков,отличающихся повышенной структурнойчувствительностью к механическому воздействию,Обработка тонкозернистых цирконистых порошков перед смешением шихты вмагнитном поле напряженностью 1-2) 104 зрстед обеспечивает повышение активности тонкомолотой составляющей и скорости спекания материала.Длительность цикла термообработки брикета уменьшена за счет большей скорости нагрева и охлаждения, что снижает длительность обжига и расход топлива при изготовлении цирконистых огнеупоров,Способ осуществляется следующим образом.Диоксид циркония или бадделеит измельчается совместно со стабилизирующей добавкой, например СаО, производится брикетирование, обжиг брикета при 1200- 1300 С со скоростью нагрева 40-50 град/ч и охлаждение со скоростью 60 - 70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па, измельчение брикета, введение в тонкомолотую составляющую шихты 25-30;4 термически необработанного диоксида циркония или бадделеита, подвергнутого воздействию магнитного поля силой 1-2 10 эрстед, смешение массы, формование и обжиг изделий при 1700 - 1800 С со скоростью нагрева 25 - 30/ч и охлаждения 40 - 50 С/ч при париальном давлении кислорода 2 10 - 2 10,П р и м е р ы 1, 2 и 3 (предлагаемый способ),95 мас. технического диоксида циркония и 5 мас.СаО смешивают и измельчают в шаровой мельнице до полного прохода через сито с ячейкой 0,09 мм, массу увлажняют и прессуют брикет при давлении 50- 70 Па. Брикет обжигают при 1200 - 1300 С, нагрев и охлаждение брикета осуществляют соответственно со скоростью 45-50 и 60-70 град/ч при парциальном давлении кислорода 40-50 Па, Обожженный брикет подвергают дроблению и измельчен ию с последующим рассевом на фракции из расчета в шихте 2-0,5 мм - 45;,0,5 мм - 10 ф ,40 мкм - 20 - 15 , затем вводят термически необработанный диоксид циркония фракции40 мкм - 25 - 30, который предварительно подвергают воздействию магнитного поля напряженностью(1-2) 10 эрстед,4 Порошок смешивают и оставляют вылеживаться в течение 55-200 ч при +10-40)С, затем увлажняют раствором технического лигносульфоната до влажности 3-4 перемешивают и прессуют при давлении 70-90 Н/мм . Сырец изделий подвергают сушке до влажности 0,5 , а затем обжигают при 1700-1800 С со скоростью нагрева и охлаждения 25-30 и 40-50 град/ч соответственно пуи париальном давлении кислорода 2 10 - 2 10 Па.П р и м е р 4 (известный способ), 95 мас.% технического диоксида циркония и 5 мас.оксида кальция смешиваоти измельчают в шаровой мельнице до полного прохода через сито с ячейкой 0,09 мм, массу увлажняют и прессуют брикет при давлении 50 МПа. Брикет обжигают при 1250 С, нагрев и охлаждение брикета осуществляют со скоростью соответственно 25 и 48 град/ч при парциальном давлении кислорода 28 Па. Обожженный брикет подвергают дроблению и измельчению с последующим рассевом на фракции иэ расчета в шихте 2-0,5 мм - 45,0,5 мм - 100 и40 мкм - 45%, Порошок смешивают, увлажняют раствором технического лигносульфоната до влажности 30 . прессуют при давлении 100 МПа. Сырец изделий подвергают сушке до влажности 0,5%, а затем обжигу .при 1725 С со скоростью нагрева изделий 18 град/ч и охлаждения 38 град/ч при парциальном давлении кислорода 2 10Па.Результаты исследований свойств полученных изделий представлены в таблице.Из приведенных экспериментальных данных следует, что свойства изделий по предлагаемому способу (примеры 1-3) выше, чем у известного (пример 4). Термостойкость выше в 9-19 раэ (4 - 19 т/смен против 0-1), мехпрочность выше в 1,5 раза (320-285 Н/мм ) против 215 Н/мм 2.Как показали результаты испытаний, технико-экономические преимущества предлагаемого способа состоят в повышении термостойкости в 9 - 19 раз и мехпрочности в 1,5 раза при сохранении низкой газопроницаемости (0,03 - 0,045 мкм) и ьысокотемпературной ползучести (0,2-0,3 за 24 ч при нагрузке 0,2 Н/мм и температуре 1 б 00 С), что обеспечивает экономический 5 эффект за счет уменьшения расхода топлива при более кратковременном обжиге брикета. который составляет 20 тыс, руб. в 1 год при обьеме производства 70 т изделий,10 Формула изобретения Способ изготовления огнеупороо,включающий получение шихты путем совместного измельчения оксида циркония со 15 стабилизирующей добавкой, брикетирования, обжига брикета при 1200 - 1300 С и измельчения, формование и обжиг изделий, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости и механической 20 прочности при сохранении низкой газопраницаемости и высокотемпературной ползу- чести, в шихту вводят 25-30 порошка диоксида циркония, который предварительно подвергают воздействию магнитного по ля напряженностью (1 - 2) 10 эрстед, иперед формованием шихту выдерживают при (10-40)С в течение 55-200 ч. нагрев и охлаждение брикета осуществляют со скоростью соответственна 30 40 - 50 и 60 - 70 град/ч при парциальномдавлении кислорода 40 - 50 Па, а нагрев и охлаждение изделий осуществляют со скоростью соответственно 25-30 и 40 - 50 град/ч при париальном давлении кисло рода 2 10 -2 10 Па,Способ изготовления огнеупоров и иксвойства3 (Приготовление брикета Созиестное нзивльчеиие 2 т 00, сп стабилизнрувцей добавкой СвО при ик соотноввнии+95:5 9535 Уелааненив брикетной снесиПрессоеаниеОбкиг Тенпвратура,СНагрев со скоростью, С/чОнпакдение со скоростья, С/чПарциапьнов давление Оз газовой средиДробление, изнельчение, сепарация,рассев нв фракции 12001250 40 45 60 65 13005070 12502548 40 50 Изготовление ивделнй Тонкое изиельчение териичвски необработанного диоксида цнрконил илн бадделеита Воздействие магнитного поля натермически необработанный диоксидциркоиия илн бадделеит,Эрстед т 1 О 15 Сиеиение пороаков и ик вилеанванне, чУвлакнвние 100 200 ПрессованиаСуикаОбаиг+1800305021 О Тенпвратура,ьСНагрев со скоростьв, С/чОклвздение со скоростьв, эС/чПарцизпьное давление кислорода, ПвСвойства иэделийКаауцался плотность, г/снОткрнтая пористость, 8Предел прочности при саатии, Н/ииГазопроницавность, нинаТериостойкость, теплоснеии 130020 зС, водаДафорнацил ползучвсти за 24 ч принагрузке 0,2 Н/еР и твнпвратура1500 С 1750254521 О 4,9512,82300,0459 5,0111,82580,0411 5,0412,12850,0319 4,7115,52150,040 0,3 О в 25 Ое 2 Ою 25Составитель И. УсатиковРедактор Н, Федорова Техред М,Моргентал Корректор Л, Бескид Заказ 738 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101