RU2267469C1 - Raw mixture for refractory article production - Google Patents
Raw mixture for refractory article production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267469C1 RU2267469C1 RU2004114296/03A RU2004114296A RU2267469C1 RU 2267469 C1 RU2267469 C1 RU 2267469C1 RU 2004114296/03 A RU2004114296/03 A RU 2004114296/03A RU 2004114296 A RU2004114296 A RU 2004114296A RU 2267469 C1 RU2267469 C1 RU 2267469C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mullite
- fractions
- temperature
- less
- fused
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства огнеупоров и может быть использовано для изготовления керамических узлов высокотемпературных агрегатов, огнеприпасов, работающих при температурах до 1800°С в окислительной и восстановительной средах, а также в качестве изоляторов.The invention relates to the field of production of refractories and can be used for the manufacture of ceramic assemblies of high-temperature aggregates, refractories, operating at temperatures up to 1800 ° C in oxidizing and reducing environments, as well as insulators.
Известна огнеупорная масса (авт. св. СССР №1151529, кл. С 04 В 35/18, 33/22, 1985 г.), включающая, мас.%:Known refractory mass (ed. St. USSR No. 1151529, class C 04 B 35/18, 33/22, 1985), including, wt.%:
Недостатком данной массы является невысокая температура службы до 1000°С и недостаточная термостойкость, т.к. изделия, имеющие высокую плотность и низкую пористость, не выдерживают перепадов температур и имеют ограниченный срок службы в условиях «нагрев - охлаждение». Наличие большого количества муллитокорундового шамота, имеющего значительное количество примесей и стеклофазы, не позволяет работать изделию при температурах выше 1000°С. При повышении температуры службы резко снижается прочность, и изделия разрушаются.The disadvantage of this mass is the low service temperature up to 1000 ° C and insufficient heat resistance, because products with high density and low porosity do not withstand temperature extremes and have a limited service life under “heating - cooling” conditions. The presence of a large amount of mullite-corundum fireclay, having a significant amount of impurities and glass phase, does not allow the product to work at temperatures above 1000 ° C. With an increase in the service temperature, the strength sharply decreases, and the products are destroyed.
Наиболее близкой (прототипом) является сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий (ав. св. СССР №1723070, кл. С 04 В 33/22, 1992 г.), включающая, мас.%:The closest (prototype) is a raw material mixture for the manufacture of refractory products (av. St. USSR No. 1723070, class C 04 B 33/22, 1992), including, wt.%:
Указанная сырьевая смесь не может быть использована для изготовления изделий, работающих при температурах выше 1600°С, из-за высокого содержания в ней (около 80%) высокоглиноземистого шамота или плавленого муллита, имеющих значительное количество примесей и стеклофазы, вызывающих деформацию изделий при температурах выше 1500°С.The specified raw mix cannot be used for the manufacture of products operating at temperatures above 1600 ° C, due to the high content in it (about 80%) of high-alumina chamotte or fused mullite, which have a significant amount of impurities and glass phase, causing deformation of products at temperatures above 1500 ° C.
Недостатком смеси является необходимость применения высоких температур обжига (1550-1580°С). Изделия, работающие в интервале температур 1200-1500°С, имеют невысокий срок службы.The disadvantage of the mixture is the need for high firing temperatures (1550-1580 ° C). Products operating in the temperature range 1200-1500 ° C have a low service life.
Технической задачей изобретения является повышение огнеупорности при одновременном снижении температуры обжига и сохранении прочности и термостойкости.An object of the invention is to increase refractoriness while reducing the firing temperature and maintaining strength and heat resistance.
Для решения этой задачи сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий, включающая электрокорунд фракции менее 0,05 мм, плавленый муллит фракции 0,4-1 мм и этилсиликат, дополнительно содержит электрокорунд фракции 0,5-0,8 мм, плавленый муллит фракции 1,0-2,5 мм и графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve this problem, the raw material mixture for the manufacture of refractory products, including electrocorundum fractions of less than 0.05 mm, fused mullite fraction 0.4-1 mm and ethyl silicate, additionally contains electrocorundum fraction 0.5-0.8 mm, fused mullite fraction 1, 0-2.5 mm and graphite in the following ratio of components, wt.%:
Увеличение в составе материала корунда суммарно до 70% обусловлено тем, что корунд содержит Al2О3 до 99%, поэтому является более жаростойким материалом, чем муллит, т.к. температура его плавления составляет около 2050°С (для сравнения температура плавления плавленого муллита 1810°С), поэтому введение 45-50% корунда как связующей основы и 20-25% в виде зернистого заполнителя обеспечивает повышение огнеупорности материала до 1900°С.The increase in the composition of corundum material to a total of 70% is due to the fact that corundum contains Al 2 O 3 up to 99%, therefore it is more heat-resistant material than mullite, because its melting temperature is about 2050 ° С (for comparison, the melting temperature of fused mullite is 1810 ° С); therefore, the introduction of 45-50% corundum as a binding base and 20-25% in the form of a granular filler increases the fire resistance of the material to 1900 ° С.
При содержании корунда фракции менее 0,05 мм выше 50% увеличивается усадка материала и снижается прочность, при содержании менее 45% снижается термостойкость.When the content of the corundum fraction is less than 0.05 mm above 50%, the shrinkage of the material increases and the strength decreases, and when the content is less than 45%, the heat resistance decreases.
При содержании корунда фракции 0,5-0,8 мм более 25% снижается прочность и термостойкость материала, при содержании менее 20% снижается огнеупорность.When the content of corundum fractions of 0.5-0.8 mm is more than 25%, the strength and heat resistance of the material decreases, when the content is less than 20%, the fire resistance decreases.
Введение в материал 23-27% муллита улучшает спекание и сохраняет прочность и термостойкость материала. Содержание муллита более 27% снижает огнеупорность материала, а содержание менее 23% снижает прочность и термостойкость. При этом содержание мелкой фракции муллита более 22% требует увеличение водной связки - корундового шликера (электрокорунд фракции менее 0,05 мм), т.к. мелкое зерно впитывает в себя больше воды, а это соответственно ведет к увеличению усадки при обжиге и снижению термостойкости.The introduction of 23-27% mullite into the material improves sintering and preserves the strength and heat resistance of the material. A mullite content of more than 27% reduces the refractoriness of the material, and a content of less than 23% reduces strength and heat resistance. In this case, the content of the fine mullite fraction of more than 22% requires an increase in the aqueous binder - corundum slip (electrocorundum fraction less than 0.05 mm), because fine grain absorbs more water, and this accordingly leads to an increase in shrinkage during firing and a decrease in heat resistance.
Содержание мелкой фракции менее 15% снижает спекаемость и прочность материала.The content of the fine fraction of less than 15% reduces the sintering and strength of the material.
Для сохранения термостойкости материала при общем снижении количества муллита в материал вводят графит в количестве 2-5 мас.%, который, выгорая при температуре обжига, оставляет в материале мелкие закрытые поры, способствующие увеличению термостойкости. Графит намного легче корунда и муллита, поэтому 2-5 мас.% - это значительное объемное количество. Содержание графита менее 2% не создает достаточного количества пор для сохранения термостойкости материала, а содержание графита более 5% требует увеличения водной связки - корундового шликера, т.к. графит отбирает на себя большое количество воды, и масса становится непромешиваемой.To preserve the heat resistance of the material with a general decrease in the amount of mullite, graphite is introduced into the material in an amount of 2-5 wt.%, Which, burning out at the firing temperature, leaves small closed pores in the material, contributing to an increase in heat resistance. Graphite is much lighter than corundum and mullite, so 2-5 wt.% Is a significant volumetric amount. A graphite content of less than 2% does not create a sufficient number of pores to maintain the heat resistance of the material, and a graphite content of more than 5% requires an increase in the aqueous binder — corundum slip, because graphite takes a large amount of water onto itself, and the mass becomes unstable.
Увеличение количества этилсиликата по сравнению с прототипом связано с увеличением в материале мелкой фракции (графит - по объему), для смачивания которой он необходим. Введение этилсиликата выше 2% нецелесообразно из-за того, что в таком случае все поры зернистого заполнителя закрываются этилсиликатом и между зерном и водной связкой не создается достаточного сцепления для образования однородной литьевой массы.The increase in the amount of ethyl silicate in comparison with the prototype is associated with an increase in the fine fraction in the material (graphite - by volume), for the wetting of which it is necessary. The introduction of ethyl silicate above 2% is impractical due to the fact that in this case all the pores of the granular aggregate are closed with ethyl silicate and there is not sufficient adhesion between the grain and the aqueous binder to form a homogeneous casting mass.
Технология изготовления изделий из предлагаемой сырьевой смеси заключается в следующем.The manufacturing technology of products from the proposed raw mix is as follows.
Вначале мокрым помолом в шаровых мельницах с корундовой футеровкой и корундовыми мелющими телами приготавливают корундовый шликер, для чего в мельницу загружают соответствующее количество воды и электрокорунда (№50, 63 или 80) и в присутствии специально подобранного электролита - ортофосфорной кислоты - ведут помол в течение 36-48 часов до получения шликера плотностью 2,7-3,0 г/см3, рН 8-10, вязкостью 4-9°Е и остатка на сите 005-10%. Затем приготовленный шликер смешивают с зернистым заполнителем, состоящим из электрокорунда, муллита разных фракций и графита, предварительно смоченным этилсиликатом, после чего литьевую смесь выливают в активные (гипсовые) формы и оставляют в них до формообразования. Затем готовые изделия извлекают из формы и сушат либо на воздухе при комнатной температуре, либо в сушильном шкафу при температуре 60-100°С. По окончании сушки изделия обжигают в туннельной газовой печи при температуре 1450-1550°С.First, corundum slip is prepared by wet grinding in ball mills with corundum lining and corundum grinding bodies, for which an appropriate amount of water and electrocorundum (No. 50, 63 or 80) are loaded into the mill and grinding is carried out for 36 months -48 hours to obtain a slip with a density of 2.7-3.0 g / cm 3 , pH 8-10, viscosity 4-9 ° E and the residue on a sieve 005-10%. Then, the prepared slip is mixed with a granular aggregate consisting of electrocorundum, mullite of various fractions and graphite, previously moistened with ethyl silicate, after which the injection mixture is poured into active (gypsum) forms and left in them until shaping. Then the finished product is removed from the mold and dried either in air at room temperature or in an oven at a temperature of 60-100 ° C. After drying, the products are fired in a tunnel gas furnace at a temperature of 1450-1550 ° C.
Предлагаемый состав сырьевой смеси позволяет повысить огнеупорность до 1900°С при сохранении прочности и термостойкости материала, а также снизить температуру обжига до 1450-1500°С.The proposed composition of the raw mix allows to increase refractoriness up to 1900 ° C while maintaining the strength and heat resistance of the material, as well as reduce the firing temperature to 1450-1500 ° C.
Изделия, обожженные при более низкой температуре, имея изначально меньшую плотность, чем спеченные при температуре 1550-1580°С, будут иметь большую термостойкость и устойчивость к перепадам температур в процессе эксплуатации.Products fired at a lower temperature, having initially lower density than sintered at a temperature of 1550-1580 ° C, will have greater heat resistance and resistance to temperature changes during operation.
Из предлагаемой сырьевой смеси изготавливают изделия массой от 0,5 до 25 кг различной конструкции, работающие в промышленных условиях.From the proposed raw material mixture, products weighing from 0.5 to 25 kg of various designs, working in industrial conditions, are made.
В настоящее время при работе в проходных печах для спекания таблеток нитридной керамики и твердых сплавов применяется технологическая оснастка и детали внутренней арматуры печи, изготовленные из молибдена и вольфрама, которые интенсивно корродируют в условиях увлажненной водородной атмосферы печи (спекание таблеток), азотной, насыщенной углеродом (спекание нитридной керамики) и в вакууме с избытком углерода (спекание твердых сплавов). Кроме того, при высоких температурах (до 1800°С), характерных для этих процессов, молибден и вольфрам рекристаллизуются, что приводит к катастрофическому охрупчиванию, изменению размеров деталей оснастки и искажению их формы. Расход материалов для восстановления покоробившихся и прогоревших деталей только из молибдена вакуумной переплавки составляет до 1 т в год.Currently, when working in continuous furnaces for sintering tablets of nitride ceramics and hard alloys, technological equipment and parts of the furnace’s internal fittings made of molybdenum and tungsten are used, which intensively corrode under conditions of a humidified hydrogen atmosphere of the furnace (sintering of tablets), nitrogen saturated with carbon ( sintering of nitride ceramics) and in vacuum with excess carbon (sintering of hard alloys). In addition, at high temperatures (up to 1800 ° C), characteristic of these processes, molybdenum and tungsten recrystallize, which leads to catastrophic embrittlement, resizing of tool parts and distortion of their shape. The consumption of materials for the restoration of warped and burned-out parts only from vacuum remelting molybdenum is up to 1 ton per year.
Заявляемая сырьевая смесь используется для изготовления технологической оснастки и деталей внутренней арматуры печи взамен существующих дорогостоящих материалов молибдена и вольфрама.The inventive raw material mixture is used for the manufacture of tooling and parts of the internal fittings of the furnace instead of existing expensive materials of molybdenum and tungsten.
Кроме того, из сырьевой смеси были изготовлены электроизоляторы (рабочая температура - 1200°С, работают уже 1,5 года и продолжают работать), комплект керамических изделий, работающих под нагрузкой в печи при обжиге крупногабаритных изделий (рабочая температура -1260°С), футеровка для печей (рабочая температура до 1600°С), горелочные камни для газовых печей (рабочая температура 1600-1650°С), поддоны для тиглей и тиглей для варки стекла (рабочая температура 1500-1570°С) и т.п. Все они испытаны и успешно работают в промышленных условиях.In addition, electrical insulators were made from the raw material mixture (working temperature - 1200 ° C, have been working for 1.5 years and continue to work), a set of ceramic products working under load in the furnace during the firing of large products (working temperature -1260 ° C), lining for furnaces (working temperature up to 1600 ° C), burner stones for gas furnaces (working temperature 1600-1650 ° C), pallets for crucibles and crucibles for glass melting (working temperature 1500-1570 ° C), etc. All of them are tested and successfully work in industrial conditions.
В таблице 1 приведены составы предлагаемой и известной масс, а в таблице 2 - сравнительные свойства из указанных масс.Table 1 shows the compositions of the proposed and known masses, and in table 2 - comparative properties of these masses.
Как видно из таблицы 2, предлагаемая сырьевая смесь позволяет повысить огнеупорность до 1900°С по сравнению с прототипом при сохранении прочностных свойств, снизить температуру обжига изделий до 1450-1500°С, увеличить срок службы изделий при температурах 1200-1500°С в 1,5-2 раза.As can be seen from table 2, the proposed raw material mixture can increase refractoriness up to 1900 ° C compared with the prototype while maintaining strength properties, reduce the firing temperature of products to 1450-1500 ° C, increase the service life of products at temperatures of 1200-1500 ° C in 1, 5-2 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004114296/03A RU2267469C1 (en) | 2004-05-11 | 2004-05-11 | Raw mixture for refractory article production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004114296/03A RU2267469C1 (en) | 2004-05-11 | 2004-05-11 | Raw mixture for refractory article production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004114296A RU2004114296A (en) | 2005-10-27 |
RU2267469C1 true RU2267469C1 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=35863796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004114296/03A RU2267469C1 (en) | 2004-05-11 | 2004-05-11 | Raw mixture for refractory article production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267469C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606739C2 (en) * | 2011-08-16 | 2017-01-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Slurry for casting under pressure and made of refractory ceramics for gas-turbine plants |
RU2742265C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-02-04 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Crude mixture for making fire-resistant articles |
US11198647B2 (en) | 2015-02-09 | 2021-12-14 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Batch for production of a refractory product, a process for the production of a refractory product, a refractory product as well as the use of a refractory product |
RU2775746C1 (en) * | 2021-10-05 | 2022-07-07 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" | Charge based on aluminum oxide and method for its production |
-
2004
- 2004-05-11 RU RU2004114296/03A patent/RU2267469C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606739C2 (en) * | 2011-08-16 | 2017-01-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Slurry for casting under pressure and made of refractory ceramics for gas-turbine plants |
US11198647B2 (en) | 2015-02-09 | 2021-12-14 | Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg | Batch for production of a refractory product, a process for the production of a refractory product, a refractory product as well as the use of a refractory product |
RU2742265C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-02-04 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Crude mixture for making fire-resistant articles |
RU2775746C1 (en) * | 2021-10-05 | 2022-07-07 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" | Charge based on aluminum oxide and method for its production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004114296A (en) | 2005-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7943541B2 (en) | Sintered refractory product exhibiting enhanced thermal shock resistance | |
KR101561989B1 (en) | A sintered refractory material based on silicon carbide with a silicon nitride binder | |
US2752258A (en) | Silicon nitride-bonded silicon carbide refractories | |
WO2007061070A1 (en) | Refractory brick | |
JP7304175B2 (en) | Manufacturing method of mullite brick | |
CN106145976B (en) | Andalusite-mullite-silicon carbide brick for cement kiln and preparation method thereof | |
CN103288465A (en) | Pyrophyllite brick and preparation method thereof | |
JP5069301B2 (en) | Firing refractory ceramic products | |
JP5943032B2 (en) | Manufacturing method of lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory | |
CN107892579A (en) | Calcareous glass furnace molten tin bath suspended roof brick of aluminic acid and preparation method thereof | |
RU2267469C1 (en) | Raw mixture for refractory article production | |
CN108503342B (en) | Carbon-free refractory material and preparation method and application thereof | |
CN113979761B (en) | Ternary composite self-repairing baking-free sliding plate brick and preparation method thereof | |
JP6758147B2 (en) | How to make cordierite-containing alumina-silica brick | |
JP3034808B2 (en) | Thermal shock resistant ceramics and manufacturing method thereof | |
CN112573932B (en) | Homogeneous body re-sintered fused zirconia mullite brick and preparation method thereof | |
JP3949408B2 (en) | Silica brick for hot repair and its manufacturing method | |
JP2021147275A (en) | Magnesia-spinel refractory brick | |
KR100356736B1 (en) | Silicon carbide (SiC) quality urinary ware and its manufacturing method | |
JP7513380B2 (en) | Runner bricks for steel ingot casting | |
JP4127783B2 (en) | Firing jigs and ceramic molding materials | |
JP4475724B2 (en) | Method for manufacturing amorphous refractory having a close-packed structure excellent in strength and spall resistance | |
JP3368035B2 (en) | Setter | |
JP4785824B2 (en) | Shaped refractory brick with spalling resistance and erosion resistance, its manufacturing method and fire wall | |
RU2301211C1 (en) | High-alumina binding suspension for production of ceramic material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120926 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180512 |