Способ изготовления огнеупорных изделий

(5 Яг,К 10 высокая дность, а1 й вследастиц огНедостсредняя плтакже невыствие неравнеупорной м ком его является ность и теплопров кая прочность иэде омерного спекания рицы НаиболееНОСТИ И ДОСТспособ изготосодержащийкомпонента днеупорного степлоизоляци близкими Гав(1 ОК 1 ВЛЕИИЯ О ТЕКНИ РСКОИ С эРф., тУ 1 в 11 Я ЕУ.1 т 1 н их иЭДО ние О 1 нсупор 1 СЛЯЦИОННГГО 1 Отовла 1 н 1 а сна си при псоел 1 ииОГО измельля тепло ала Оя и приг нной сме ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) В,Н.Соков, А.А,Куэенков и Н.А.Дубовик (56) Авторское свидетельство СССР М 1108084, кл. В 32 В 18/00, 1984.Авторское свидетельство СССР 1 ч, 1712341, кл. В 32 В 18/00, 1991.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование: технология изготовления теплоизоляционнь,х изделий, предназначенных для футеровки теплоагрегатов в черной и цветной металлургии. Сущность: при изготовлении огнеупорных изделий сначала на весь огнеупорный компонент, используемый для приготовления теплоиэоляционного и огнеупорного слоев, при его измельчении воздействуют струями 48- 52 оь-ной водной эмульсии ГКЖ 94 М в количестве 3-4(1 от общей массы жидкого компонента, подаваемым под давлением Изобретение относится к огнеупорным материалам, а именно к способам изготовления теплоизоляционных изделий, предназначенных для футеровки теплоарегатов в черной и цветной меаллургии.Известен способ изготовления теплоизоляционных иэделий методом самоуплотн я ющи хся масс включающий приготовление смеси порошка о 1 неупорного материала с гранулами полистирола, размещение смеси в замкнутой перфорированной форме, нагрев. распалубку и обжиг сырца.(о Ынп 1 779620 А 1 2 В 18/00, С 04 В 35/00 20,15 - 0,2 МПа, Готовят с 1 есь для ег 1 лои,ч 1 ляционно 1 о слоя перец:. 1 ва 1 н 1-.л, части. з мельченного указанным приемом огнеупорного компонента и части жидкого компонента в виде 0,2-0,5 оь-ной водной эмульсии ГКЖМ при их соотношении (1-2):(1-2,5) с последовательным пофракционным введением полистирола в процессе вибрации с изменяющейся частотой и амплитудой. Затем готовят смесь для огнеупорного слоя перемешиванием части измельченного указанным приемом огнеупорного компонента и оставшейся части жидкого компонента при их соотношении (1 - 2,5):(1-3) полученные смеси послойно разливают в замкнутые перфорированные формы, прогревают токами промышленной частоты в течение 30 мин, а после распалубки производят сушку сырца горячим воздухом при 120 - 125 С в течение 25 - 30 мин и обжиг при 1600 С, Получаемые иэделия характеризуются плотностью 500550 кг/м,3 прочностью при сжатии 12,5 - 13,5 МПа, коэффициентом теплопроводности 0,14-0,16 Вт/м К, 1 табл, 1779620Огнеупорный компонент (обработанный 48-52;- ный водной 10эмульсией)Жидкий компонент в виде ГКЖ 94 М - 0,2- 0,5 -ная воднаяэмульсия 1-2 1 - 2,5 1:2,5 1:3 вании огнеупорного и жидкого компонента с последовательным пофракционным введением полистирола в процессе вибрации с применяющейся частотой и амплитудой колебаний, а затем огнеупорной смеси - при перемешивании огнеупорного и жидкого компонентов, послойное размещение смесей в замкнутой перфорированной форме, нагрев токами промышленности частоты, сушку и обжиг,Недостатком этого способа является невысокая прочность изделий из-за хрупкости огнеупорной матрицы и слабой спекаемости ее частиц.Цель изобретения - повышение прочности,Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления огнеупорных изделий, включающем измельчение огнеупорного компонента для теплоизоляционного и огнеупорного слоя и приготовление сначала теплоизоляционной смеси при перемешивании огнеупорного и жидкого компонента с последовательным пофракционным введением полистирола в процессе вибрации с изменяющейся частотой . и амплитудой колебаний, а затем огнеупорной смеси - при перемешивании огнеупорного и жидкого компонентов, послойное размещение смесей в замкнутой перфорированной форме, нагрев токами промышленной частоты, сушку и обжиг, в котором на огнеупорный компонент при его измельчении воздействуют струями жидкого компонента в количестве 3 - 4 от его общей массы в виде 48-52-ной водной эмульсии ГКЖМ, подаваемой под давлением 0,15 - 0,2 МПа, а перемешивание компонентов при приготовлении смесей производят с оставшейся частью жидкого компонента в виде 0,2-0,5 -ной водной эмульсии ГКЖМ. Способ осуществляют следующим образом.Сначала на весь огнеупорный компонент, используемый для приготовления теплоизоляционного и огнеупорных слоев при его измельчении, воздействуют струями 48 - 52;- ной водной эмульсии ГКЖМ в количестве 3-4 от общей массы жидкого компонента, подаваемым под давлением 0,15-0,2 МПа,Предварительно огнеупорный и жидкий компонент в виде ГКЖМ 0,2-0,5 -ной концентрации делят для приготовления теплоизоляционного и огнеупорного слоев соо ветстгенно. Огнеупор- Теплоизоляный слой ционныйслой Затем приготавливают смесь для теплоизоляционного слоя. Для этого в лопастную20 мешалку помещают необходимую частьжидкого компонента в. виде 0,2 - 0,5 -нойводной эмульсии ГКЖМ и необходимуючасть обработанного огнеупорного компонента и затем, как в прототипе, сначала вво 25 дят при вибрации с частотой колебаний60-65 Гц и амплитудой 0,08 - 0,1 мм полистирол фракции 0,1 - 0,25 мм в количестве 1525 от его общей массы и перемешивают втечение 0,5 - 1,0 мин.30 Далее вводят полистирол фракции 0,30,45 мм в количестве 30-65; при вибрациис частотой 50-55 Гц и амплитудой 0,13-0,15мм и перемешивают в течение 0,5 - 1 мин изатем полистирол фракции 0,5-0.65 мм в35 количестве 20-45 при вибрации с частотой 40-45 Гц и амплитудой 0,18 - 0,2 мм иперемешивают в течение 0,5 - 1 мин. Общаявремя перемешивания 3,5 - 6 мин.Затем приготавливают огнеупорную40 смесь. Для этого в другую лопастную мешалку помещают соответствующую частьжидкого компонента в виде 0,2 - 0,5-нойводной эмульсии ГКЖМ, соответствующую часть обработанного огнеупорного45 компонента и перемешивают в течение 1-3мин,Смесь разливают в замкнутые формы сперфорированными стенками, чередуя слойтеплоизоляционного и огнеупорного слоев.50 Затем производят.электропрогрев токамипромышленной частоты 50 Гц в течение 30мин.После распалубки производят сушкусырца горячим воздухом при Т=120-125 С в55 течение 25-30 мин и обжиг при температуре1600 С,Использование в качестве жидкого компонента водной эмульсии ГКЖМ (ТУ 6-02694-76) для получения смеситеплоизоляционного и огнеупорного слоевпозволяет создать бесплавниевый огнеупорный материал, что позволяет не снижать его огнеупорность.При этом использование ГКЖМ в виде 48-52 -ной водной эмульсии для обработки огнеупорного компонента в процессе его измельчения позволяет создать защитные пленки вокруг частиц огнеупорного компонента, Особый эффект при этом достигается за счет подачй эмульсии струями под давлением 0,15 - 0.2 МПа, т.к. при этом осуществляется наилучший контакт частиц материала с эмульсией,При использовании эмульсии концентрацией менее 48 оне будет равномерного покрытия частиц пленками, а более 52 концентрации также ведет к снижению прочности из-за невозможности равномерного распыления эмульсии над поверхностью огнеупорных частиц вследствие повышения вязкости эмульсии,Подача эмульсии струями под давлением менее 0,15 МПа ведет к неравномерному распределению ее вокруг частиц, а более 0,2 МПа - к получению неоседающего облака водной эмульсии, что вызывает снижение прочности.Использование эмульсии в количестве менее 3 от ее общей массы для обработки частиц огнеупорного компонента вызывает неравномерность покрытия массы частиц, а более 4 - к нарушению контакта между огнеупорными частицами при термообработке, что снижает прочность изделий. Использование жидкого компонента в виде 0.2 - 0.5-ной водной эмульсии ГКЖМ для приготовления теплоизоляционной и огнеупорной смеси позволяет создать плотную структуру огнеупорной матрицы за счет обеспечения наилучшего контакта огнеупорных частиц и частиц с полистиролом в теплоизоляционной смеси, а также максимально снизить водопоглощение полистирола,При снижении концентрации эмульсии менее 0,2% снижается прочность магистрали из-за нарушения плотности упаковки частиц, а при увеличении более 0,5 также ухудшаются показатели из-за ухудшения контакта между частицами. При этом использование жидкого компонента в виде 0,2 - 0.56-ной водной эмульсии ГКЖМ в количестве 96 - 97% от общей массы жидкого компонента вызвано необходимостью создания оптимальных условий для получения огнеупорной и теплоизоляционной смесей, Уменьшение количества жидкого компонента ведет к снижению прочности и огнеупорности за счет получения неоднородной 1,7 4 2,7товлении теплоизоляционной смеси полистирол последовательно вводили (по прототипу) фракции 0,1 - 0,15 мм в количестве 15 от общей массы при перемешивании в течение 0,5 мин и вибрации с частотой 60 Гц и 5амплитудой 0,08 мм, обработанный огнеупорный компонент при перемешивании втечение 1 мин при частоте 60 Гц и амплитудевибрации 0,08 мм, полистирол фракции 0,3 -0,35 мм в количестве 65 при перемешивании в течение 0,5 мин с частотой 50 Гц иамплитудой 0,13 мм и фракции 0,5-0,55 ммв количестве 20 при перемешивании в течение 0,5 мин с частотой 40 Гц и амплитудой0,18 мм, 15П р и м е р 2, При приготовлении огнеупорного и теплоизоляционного слоя на огнеупорный компонент при измельчениивоздействовали струями жидкого компонента в количестве 4 от его общей массы 20подаваемого под давлением 0,2 МПа, приэтом в качестве жидкого компонента используют 52-ную водную эмульсию ГКЖ 94 М, При приготовлении огнеупорной итеплоизоляционной смеси испольэовали 25жидкий компонент - 0,5 -ную воднуюэмульсию ГКЖМ в количестве 96 , приэтом при приготовлении теплоизоляционной смеси полистирол последовательновводили(по прототипу) фракции 0,2 - 0,25 мм 30в количестве 25 от общей массы при перемешивании в течение 1 мин и вибрации счастотой и амплитудой 0,1 мм, огнеупорныйпорошок при перемешивании в течение 3мин и вибрации с частотой 65 Гц и амплитудой 0,1 мм, полистирол фракции 0,4-0,45 ммв количестве 30% при перемешивании в течение 1 мин с частотой 55 Гц и амплитудой0,15 мм и полистирол фракции 0,6 - 0,65 ммв количестве 45 при перемешивании в течение 1 мин с частотой 45 Гц и амплитудой0,2 мм,П р и м е р 3, При приготовлении огнеупорного и теплоизоляционного слоя на огнеупорный компонент при измельчении 45воздействовали струями жидкого компонента в количестве 3,5 от его общей массы, подаваемого под давлением 0,17 МПа,при этом в качестве жидкого компонентаиспользуют 50%-ную водную эмульсию 50ГКЖМ, При приготовлении огнеупорнойи теплоизоляционной смеси использовалижидкий компонент - 0,35-ную воднуюэмульсию ГКЖМ в количестве 96,5, приэтом при приготовлении теплоизоляционной смеси полистирол последовательновводили (по прототипу) фракции 0,15-0,2 ммв количестве 20 при перемешивании в течение 0,7 мин с частотой О,З Гц и амплитудой0,09 мм, огнеупорный порошок при переме. шивании в течение 2,5 мин, частоте 63 Гц и амплитуде 0,09 мм, полистирол фракции 0,35 - 0.4 мм в количестве 48 при перемешивании в течение 0,7 мин, частоте 53 Гц и амплитуде 0,14 мм и полистирол фракции 0,55-0,6 мм в количестве 32 при перемешивании в течение 0,7 мин и вибрации с частотой 43 Гц и амплитудой 0,10 мм. П р и м е р 4. При приготовлении огнеупорного и теплоизоляционного слоев наогнеупорный компонент при измельчениивоздействовали. струями жидкого компонента в количестве 2 от его общей массы,подаваемого под давлением 0,12 МПа, приэтом в качестве жидкого компонента используют 46 -ную водную эмульсию ГКЖ 94 М;При приготовлении огнеупорной и теплоизоляционной смеси использовали жидкий компонент - 0,1-ную воднуюэмульсию ГКЖМ в количестве 98%, приэтом при приготовлении теплоизоляционной смеси компонент вводили в количествес частотой и амплитудой по примеру 2.П р и м е р 5. При приготовлении огнеупорного и теплоизоляционного слоев наогнеупорный компонент при измельчениивоздействовали струями жидкого компонента в количестве 5 от его общей массы.подаваемого под давлением 0,23 МПа, приэтом в качестве жидкого компонента используют 54;4-ную водную эмульсию ГКЖ 94 М. При приготовлении огнеупорной итеплоизоляционной смеси использовалижидкий компонент - 0,6 " -ную воднуюэмульсию ГКЖМ в количестве 95 , приприготовлении теплоизоляционной смесикомпоненты вводили в количестве. с частотой и амплитудой по примеру 2,Результаты испытаний приведены втаблице.Как видно из данных таблицы прочностьиэделий по предложенному способу посравнению с известным в 1,44-1,46 разавы ше.Формула изобретенияСпособ изготовления огнеупорных изделий, включающий измельчение огнеупорного компонента для теплоизоляционного иогнеупорного слоя и приготовление теплоизоляционной смеси при перемешиванииогнеупорного и жидкого компонентов с последовательным пофракционным введением полистирола в процессе вибрации сизменяющейся частотой и амплитудой колетбаний, а затем огнеупорной смеси при перемешивании огнеупорного и жидкогокомпонентов, послойное размещение смесив замкнутой перфорированной форме, на10 1779620 Составитель В.Соков Техред М.Моргентал Гктор И.Савина екторС,Лисин аказ 4413 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 нат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 роизводственно-издательскии грев токами промышленной частоты, сушку иобжиг,отличающийся тем,что,с целью повышения прочности, на огнеупорный компонент при его измельчении воздействуют струями жидкого компонента в количестве 3-4 от его общей массы в виде 48 - 52 -ной водной эмульсии ГКЖМ, подаваемой под давлением 0,15-0,2 МПа, а перемешивание компонентов при приготовлении смесей производят с оставшейся час тью жидкого компонента в виде 0,2 - 0,5водной эмульсии ГКЖМ,