Способ изготовления безобжиговых динасокварцитовых изделий

(5 цю С 04 В 35/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ИЗГОТОГОВЫХ ДИНАСОКВАЛИЙ(5) Изобретение отноности строительныхбыть использовано прсокварцитовых прессвых огнеупоров. Це ЛЕНИЯ БЕЗОБЖИ РЦИТОВЫХ ИЗДЕ сится к промышлен материалов и может и изготовлении дина ованных безобжиго ль изобретения -ст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности(56) Разработка технологии изготовления, выпуск опытных партий и испытание блочных простенков коксовых печей, Отчет ВОСтИО. Государственный регистрационный М 01860117867, Свердловск, 1986, с. 31-35,С.Р, Замятин и др. Огнеупорные бетоны. Справочник. М., 1982, с. 12, 41, 42, 60, 67-74, 102. Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении динасокварцитовых прессованых безобжиговых огнеупоров, предназначенных для кладки коксовых печей, футеровки нагревательных, стекловаренных печей и других тепловых агрегатов.Цель изобретения - повышение прочнои при сжатии и изгибе после прессования теплопроводности при 1300 С. повышение прочности при сжатии и изгибе после прессования и теплопроводности при 1300 С. Способ изготовления безобжиговьх динасокварцитовых изделий предусматривает увлэжнение динасового заполнителя водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия с последующим введением пыли-уноса производства ферросилиция или помола кварцита и добавлением тонкомолотого кварцита, феррохромового шлака и жидкого стекла, после чего осуществляют перемешивание указанных, компонентов и дополнительно вводят порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентов шихты, мас. О: водно-спиртовой раствор метилсиликоната натрия 0,04-0,21; тонкомолотый кварцит 11-18,43; феррохромовый шлак 0,3-0,8; кремнеземистая пыль-унос про- Д изводства ферросилиция или помола кварцита 4,45-8,6; жидкое стзкло 7,3-11,9; порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином. 0,48-2,12; динасовый заполнитель остальное, Прочность огнеупора при сжатии 25,2 Н/ммг, при изгибе 9,5 Н/мм, теплопроводность 1,42 Вт/(м К).1 табл. иеааЪ П р и м е р. Используют следующие материалы: жидкое стекло (ГОСТ 1308 - 81) с силикатным модулем 2,96, плотностью 1,3 + 0,02 г/см: феррохромовый шлак (Ту 14-11-181 - 79) следующего химсостава, мас.: СаО 46 - 55; 810 г 24 - 32; М 90 7 - 16: АгОз остальное; метилсиликонат натрия (МРТУ 6-02-271-63) - водно-спиртовый раствор метилсиликоната - ГКЖ, плотностью 1,05 г/см, содержание ЯОг 8,65% (по массе сухого остатка 27-31 О), щелочность(чаОН) 13,3 - 15,1 ; динасовый заполнитель фракции 0 - 5 мм; тонкомолотый кварцит фракции менее 0,09 мм; фенольное порошкообразное связующее (ОСТ 6 - 05-441 - 78) - фенолформальдегидная смола с добавкой 6 - 9 мас.уротропина, марка СФПА, дисперсность 100 проход через сетку 009; кремнеземистая пыль-унос производства ферросилиция (ТУ 14-5 - 157 - 87) или помола кварцита; (микрокремнезем), имеющих следующий химсостав, мас. , соответственно: 5 О 98; ГеОз+А 20 з 1 - 1,5; Мп, Са, йа остальное и ЯО 2 97 - 98,5; Ге 20 з+А 20 з 1,1 - 1,5; СаО и М 90 следы, п,п.п. остальное.Использование в предлагаемом способе водно-спиртового раствора метилсиликоната натрия в качестве дефлокулянта в сочетании с тонкодисперсной структурообразующей добавкой в виде комбинации микрокремнезема и фенольного порошкообразного связующего при соблюдении условий введения каждой из перечисленных добавок в шихту, содержащую динасовый заполнитель, тонкомолотый кварцит, шлак феррохромового производства и жидкое стекло в указанных пределах, позволяетдо- стичь оптимальную связанность массы для прессования, за счет чего снижаются упругие силы в процессе формования и обеспечивается уменьшение трещинообразования и исключение разрывов в формуемых изделиях,Благодаря увлажнению динасового заполнителя водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, являющегося поверхностно-активным веществом, достигается равномерное распределение тонко- дисперсных компонентов шихты в массе без коагуляции жидкостекольного связующего,Снижение количества дефлокулянта менее 0,04 не обеспечивает повышение прочностных характеристик изделий, а увеличение его содержания в шихте более 0,21 нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему повышению прочности свежесформованных иэделий.При использовании комбинации пылиуноса и фенольного порошкообразного связующего в качестве структурообразующей добавки достигается комплексный эффект как от влияния каждого из указанных компонентов, так и их взаимным влиянием на структурообразование бетона.Пыль-унос, имеющая большую удельную поверхность и вводимая непосредственно на увлажненный зернистый динас, заполняет не только промежутки между структурными составляющими смеси, но и микротрещины заполнителя, и в присутст 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 вии жидкостекольного связующего создаются условия для дополнительного цементирования массы за счет образования геля РО 2, при этом происходит как бы взаимопроникновение матрицы огнеупора и заполнителя.Фенольное порошкообразное связующее оказывает катализирующее действие на полимеризацию жидкого стекла в данной шихте. Причем равномерно распределенная в жидкостекольной композиции пыльунос усиливает катализирующее действие фенольного связующего, в связи с чем оптимальная связанность массы достигается при введении фенольного порошкообразного связующего после смешения всех других входящих в состав шихты компонентов,Получение прочного и плотного сырца обеспечивает формирование при высоких температурах плотной теплопроводной структуры огнеупора. Кроме того, при нагревании фенол ьное порошкообразное связующее, представляющее собой органическое соединение - фенолформальдегидную смолу с добавкой уротропина, выгорая, благоприятствует созданию структуры, в которой перерождение динасового заполнителя осуществляется без заметного трещинообразования, Это позволяет сохранить плотную теплопроводную структуру огнеупора при температурах300-1400 С,Несоблюдение условий введения, входящих в комбинацию добавок, а также изменение пределов их содержания в шихте снижает технологичность шихты и ухудшает качество изделий,При введении в шихту менее 4,457 ь пыли-уноса не достигается достаточное повышение прочностных характеристик, показателей плотности и теплопроводности. Увеличение содержания пыли-уноса в шихте более 8,6 требует большего количества жидкого стекла, что отрицательно сказывается на огнеупорности изделий,Изменение последовательности введения пыли-уноса в шихту уменьшает связанность массы и способствует трещинообразованию свежесформованных изделий.При введении в шихту менее 0,48фенольного порошкообразного связующего не обеспечивается достаточное упрочнение сырца, Превышение ее количества более 2,12 сокращает время хранения шихты до укладки ее в форму,Введение фенольного порошкообразного связующего на более ранних стадиях приготовления шихты приводит к тому, что часть данной добавки забивает поры заполнителей, в результате чего снижается катаИз данных таблицы видно, что безобжиговые динасокварцитовые образцы, изготовленные предлагаемым способом, обладают более высокими прочностными характеристиками, чем образцы по прототипу. В, наибольшей степени увеличивается прочность свежесформованных образцов, так предел прочности при сжатии возрастает более чем в 15 раэ, Кроме того, способ 0 позволяет повысить плотность и теплопроводность динасокварцитовых изделий при температурах службы в коксовых печах,Использование способа обеспечиваетснижение брака при прессовании длинно-.мерных динасокварцитовых изделий сложной конфигурации, что наряду с улучшением качества изделий позволяет успешно заменить энерго- и трудоемкие обжиговые динасовые изделия для кладки коксовых печей на безобжиговые динасокварцитовые,Формула изобретения Способ изготовления безобжиговых динасокварцитовых изделий, включающий смешение динасового заполнителя с жидким стеклом, тонкомолотым кварцитом, феррохромовым шлаком и водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, прессование изделий из полученной шихты и их сушку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности при сжатии и изгибе после прессования и теплопроводности при 1300 С, динасовый заполнитель увлажняют водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, затем дополнительно вводят тонкодисперсный кремнезем в виде кремнеземистой пыли-уноса производства ферросилиция или помола кварцита, после чего добавляют тонкомолотый кварцит, феррохромовый шлак и жидкое стекло и после перемешивания дополнительно вводят порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином, при следующем соотношении компонентов шихты, мас. О :Водно-спиртовыйраствор метилсиликоната натрия 0,04 - 0,21 Тонкомолотый кварцит 4,00 - 18,43 Феррохромовый шлак 0,3-0,8 Кремнезем истаяпыль-унос производстваферросилиция или помола кварцита 4,45-8,60 Жидкое стекло 7,3-11,9 Порошок фенолформальдегидной смолы, модифицированной уротропином 0,48-2,12 Динасовый заполнитель Остальное лизирующее воздействие на полимеризацию жидкого стекла и соответственно уменьшается прочность сырца.Образцы готовят следующим образом.Динасовый заполнитель увлажняют 5 водно-спиртовым раствором метилсиликоната натрия, затем вводят пыль-унос (микрокремнезем) и перемешивают в течение 3-4 мин. В полученную смесь добавляют тонкомолотый кварцит и шлак феррохромо вый (время смешения 3 - 4 мин), затем жидкое стекло (время смешения 5 мин). В последнюю очередь в шихту вводятфенольное порошкообразное связующее (время смешения3 мин). 15Из приготовленной шихты прессуют изделия, которые после выдержки на воздухе в течение 4 ч подвергают сушке при 120 С до остаточной влажности 0,1 - 0,3, Высушенные динасокварцитовые изделия гота вы к эксплуатации.Составы шихт и свойства образцов изделий приведены в таблице.Представленные в таблице сравнительные характеристики безобжиговых дина сокварцитовых изделий определяют на образцах цилиндрической формы, диаметр и высота цилиндров равнялись 50 мм (определение предела прочности при сжатии и открытой пористости). в форме балочек с 30 размерами 100 х 15 х 20 (определ."ние предела прочности при изгибе); в форме нормального кирпича (определение теплопроводности). Для определения свойств изделий при температуре службы в.коксовых 35 печах часть образцов обжигают при 1400 ОС.Прочностные характеристики образцов определяют сразу после прессования, после сушки и обжига. Определения производят по ГОСТ 4071-80(предел прочности при 40 сжатии) и методике МИ 14 - 345, 1 - 35.-82 (предел прочности при изгибе). Согласно методике сущность метода состоит в нагружении нагретого образца по схеме трехточечного изгиба, измерения величины 45 разрушающей нагрузки и расчета предела прочности при изгибе при формуле:3 Равизгй22 оигде Р - разрушающая нагрузка, Н; 0а - расстояние между осями опор, мм;Ь - ширина образца, мм;й - высота образца, мм.Плотность высушенных и обожженных образцов оценивают по открытой пористо сти, которую определяют по ГОСТ 2409-80. Измерение теплопроводности осуществляют на безобжиговых иэделиях при 1300 С, как предусмотрено ГОСТом 12170-85.1119364 Состав шихты, нас.2 Опыт Предел прочности приизгибе, Н/низ Открытая пористость, 2 послетернообработкипри, С еплопро"еодность,Вт/(н к) После термообработки при, С Сырец Сырец После териообработкн при, С.М 120 14001400.120 120.1400а 5 22,2 25,4 1,23 17,8 21,7 3,5 0,40 7,6 82 22,8 476 27,2 043 82 97 20,0 24,8 1,42 2 5,44 32,9 24,7 21,5 23,4 1,40 25,2 0,28 8,0 9,0 3,8 243 19,8 23,71,42 0,4 8,0 . 9 5 4,5 26,5 242 24,2 25,2 1 Димасоаый заполнитель 69,00Тонкоиолотый квврцит 18,43Жидкое стекло 7,30Шлак Феррохроиовый 030 Пыль унос яроиаводства ферросилиция 4,45Фенольное поровкообраэноесвязующее 048Водно-спиртовый раствориетилсиликоната натрия 0,04Динасовый заполнитель 71 ь 40Тонкомолотый кварцит 10,70Жидкое стекло 8,90Шлак Феррохроноаый 0,80 Пыль унос производства Ферросилицин 7,10Фенольное порошкообразное связусщее 0,93Водно"спиртовый рвствор нетилснликоиата натрия 0,17 Динасоаый заполнитель 72,50 Тонкомолотый кварцит 4,00 Жидкое стекло 11,90Шлак феррохроновый 0,67 Пыль унос производства ферросилиция 8,60Фенольное пороакообразное свяэу"ющее 2,12 Водно-спиртовый раствор нетилснликонвта натрия 0,21 Динасовый заполнитель 69,00 Тонконолотый кварцит 18,43 Жидкое стекло 7,30Шлак феррохромовый 0,30 Пыль унос при помоле кварцита 4,45Фенольное порощкообраэное связующее 0,48Водно-спиртовый раствор иеФил" силиконата натрия 0,04 Динасовый залоэитель 71,4 Тонконолотый кэврциТ 107жидкое стекло 89Шгак Феррохромовый 018 Пыль унос при помоле кварцита 710фенопьное пороакообрвзное связуящеа 093ВОДНОфСПНРтоанй Раствор катил+ силиконата натрия 0,17 Динасовый заполнитель 72;50 Тонкснолотый кварцит 4,00Жидкое стекло 1190 Шлак феррохромовый 067 Пыль унос при поноле кварцита 8,60Фенольное порощкообрааное связующее 2,12 Водно"спиртовый раствор нетияПредел прочности прискатки Н/нис 051 105 10 О 189 246 157 0,42 8,1 9,221,2 23,8 1,401719364 10 08 обопкение тзбпиуы силнконата натрил 0,21Аинасовый заполнитель 71,00Тонконопотмй кварцит 21,06йндкое стекло 7,40 5 в 8 78 22,7 24,2 0,95 7(мро- тотип) 0,12 22,5 19 в 2 Оф Вфак Феррохроновый 0,50 Водно-спиртовый раствор нетилсиликоната патрик (введен после смевенил всех конпонентов)0,04Аииэсоаый заполнитель 71,00Тонконолотый кварцит 21,06Видкое стекло 7,40 8,0 22,8 25 в 2 Оэ 97 Ое 3 62 23,2 0,2 27,3 Юлвк Феррохромовый Ое 50 Водно-спиртовый растворметипсиликоната натрия (введениа динасовый заполнитель) 0,04Динасовый заполнитель 71,40Тонконолотый кварцит 10,70)(максе стекло 8,90Влек Феррохромовый 0,80Тонкодисперсный креинезен видв отхода производства ферросилицил (пмль-унос)7,10 20,4 24,2 1 ф 4 18,2 0,30 7,8 8,8 21,8 2,2 Фенопьное поромкообразное свлзусцее 0,93Водно-спиртовый раствор матилсиликоната натрил 0,17 Динасовый заполнитель 71,40 Тонконолотый кварцит 10,70 Внйкое стекло 8,90 0,32 7,8 8,4 24,0 10 24,8 140 2,8 22,4 20,5 Впвк Фефрохроиового произвол" став 0,80Тонкодисперсный кремнезем аиде отхода производстве Фарросмлицил (пыль-унос) 7,10 Фенольное порсакообразное свлзуадае 0,93 Водно-спиртовый раств 6 р нетилсиликоната патрик 0,17 аВ принере 9 тонкодисперсный кремнезен (пыль-унос) введен,совнестно с тонкомолотым каарцнтон н влеком Фаррохроавнового производстваВ примере 10 Фенольное поровкообразное салзуюмее введено совнестно с тонкомолотым кеарцитом и елаком феррохроноаого производства. Составитель Т, СельченковаРедакторН.Киштулинец ТехредМ.Моргентал КорректорО,Кундрик Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 738 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5