RU2495000C2 - Melt-moulded chromium-containing refractory material - Google Patents
Melt-moulded chromium-containing refractory material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495000C2 RU2495000C2 RU2012100194/03A RU2012100194A RU2495000C2 RU 2495000 C2 RU2495000 C2 RU 2495000C2 RU 2012100194/03 A RU2012100194/03 A RU 2012100194/03A RU 2012100194 A RU2012100194 A RU 2012100194A RU 2495000 C2 RU2495000 C2 RU 2495000C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- chromium
- melt
- refractory material
- mgo
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления хромсодержащих огнеупорных материалов для футеровки стекловаренных печей при утилизации радиоактивных отходов.The invention relates to the refractory industry and can be used for the manufacture of chromium-containing refractory materials for lining glass melting furnaces in the disposal of radioactive waste.
Известны плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [1], содержащий, мас.%: Cr2O3 72-86, Al2O3 1,0-2,5; MgO 1,5-5,0; SiO2 10,5-14,0; Fe2O3+FeO 0,5-4,7; по меньшей мере один щелочной оксид из группы: Na2O, K2O, Li2O 0,4-1,5; по крайней мере один галоген из группы F, Cl 0,1-0,3; плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [2], содержащий, мас.%: Cr2O3 60-90; Al2O3 3-15; MgO 2-10; SiO2 2-5,5; ZrO2 0,5-1,5; Na2O 0,5-1; TiO2 1,5-4; Fe2O3 0,5-3; плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [3], содержащий, мас.%: Cr2O3 62-89; MgO 2-7; Al2O3 2-10; Na2O 0,5-1; Fe2O3 0,5-1; TiO2 1-3; SiO2 4-10; CaO 1-6.Known fused cast chromium-containing refractory material [1], containing, wt.%: Cr 2 O 3 72-86, Al 2 O 3 1,0-2,5; MgO 1.5-5.0; SiO 2 10.5-14.0; Fe 2 O 3 + FeO 0.5-4.7; at least one alkaline oxide from the group: Na 2 O, K 2 O, Li 2 O 0.4-1.5; at least one halogen from the group F, Cl 0.1-0.3; fused-cast chromium-containing refractory material [2], containing, wt.%: Cr 2 O 3 60-90; Al 2 O 3 3-15; MgO 2-10; SiO 2 2-5.5; ZrO 2 0.5-1.5; Na 2 O 0.5-1; TiO 2 1.5-4; Fe 2 O 3 0.5-3; fused-cast chromium-containing refractory material [3], containing, wt.%: Cr 2 O 3 62-89; MgO 2-7; Al 2 O 3 2-10; Na 2 O 0.5-1; Fe 2 O 3 0.5-1; TiO 2 1-3; SiO 2 4-10; CaO 1-6.
Указанные материалы вследствие высокого содержания Cr2O3 и необходимости проведения высокотемпературной плавки (свыше 2300°С) литья расплава характеризуются низким выходом годных изделий из-за наличия на них дефектов (трещин, сколов углов и ребер).These materials, due to the high content of Cr 2 O 3 and the need for high-temperature melting (above 2300 ° C) of melt casting, are characterized by a low yield of products due to the presence of defects (cracks, chips of corners and ribs) on them.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому объекту является плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [4], содержащий, мас.%: Cr2O3 33,6-54,5; Al2O3 35-45; SiO2 3,5-9,6; Na2O 0,5-0,8; B2O3 0,5-2,5; ZrO2 1-2; MgO 5-6,5.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed object is a fused-cast chromium-containing refractory material [4], containing, wt.%: Cr 2 O 3 33.6-54.5; Al 2 O 3 35-45; SiO 2 3.5-9.6; Na 2 O 0.5-0.8; B 2 O 3 0.5-2.5; ZrO 2 1-2; MgO 5-6.5.
Указанный материал характеризуется недостаточной коррозионной стойкостью для использования в расплавах боросиликатных силикатных стекол, а также пониженными технологическими показателями, в частности, низким выходом годных изделий из-за небольшого количества стекловидной фазы в огнеупоре. Низкая жидкотекучесть и высокая кристаллизационная способность расплавленного материала указанного состава, связанная с недостатком стекловидной фазы, ограничивают производительность плавильного агрегата и также ведут к увеличению дефектов изделий.The specified material is characterized by insufficient corrosion resistance for use in melts of borosilicate silicate glasses, as well as low technological parameters, in particular, low yield of products due to the small amount of the vitreous phase in the refractory. Low fluidity and high crystallization ability of the molten material of the specified composition, due to the lack of a glassy phase, limit the performance of the melting unit and also lead to an increase in product defects.
Целью настоящего изобретения является улучшение технологичности изготовления огнеупорных изделий при высокой коррозионной стойкости огнеупорного материала к расплавам боросиликатных стекол. Поставленная цель достигается тем, что плавленолитой огнеупорный материал, включающий Cr2O3, Al2O3, ZrO2, SiO2, MgO, B2O3, по меньшей мере один щелочной оксид из группы: Na2O, K2O, Li2O; Fe2O3, TiO2 и СаО при следующем соотношении компонентов, мас.%:The aim of the present invention is to improve the manufacturability of the manufacture of refractory products with high corrosion resistance of the refractory material to melts of borosilicate glasses. This goal is achieved in that the fused-cast refractory material, including Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , MgO, B 2 O 3 , at least one alkaline oxide from the group: Na 2 O, K 2 O Li 2 O; Fe 2 O 3 , TiO 2 and CaO in the following ratio of components, wt.%:
По экспериментальным данным содержание Cr2O3 в плавленом огнеупоре данного состава должно находиться в пределах 18,0-33,7%. При меньшем количестве оксида хрома не обеспечивается требуемая коррозионная стойкость огнеупора, а введение в огнеупор более 33,7% Cr2O3 уменьшает выход годных изделий. Содержание Al2O3 в пределах 24,2-28,0% обеспечивает образование твердого раствора (Cr, Al)2O3, устойчивого к действию боросиликатных расплавов. Повышение содержания Al2O3 свыше 28,0% ведет к уменьшению концентрации оксида хрома в твердом растворе и соответственно снижению его коррозионной стойкости.According to experimental data, the content of Cr 2 O 3 in the fused refractory of this composition should be in the range of 18.0-33.7%. With less chromium oxide, the required corrosion resistance of the refractory is not provided, and the introduction of more than 33.7% Cr 2 O 3 into the refractory reduces the yield of suitable products. The content of Al 2 O 3 in the range of 24.2-28.0% ensures the formation of a solid solution of (Cr, Al) 2 O 3 resistant to borosilicate melts. Increasing the content of Al 2 O 3 over 28.0% leads to a decrease in the concentration of chromium oxide in the solid solution and, accordingly, to a decrease in its corrosion resistance.
Диоксид циркония является самым устойчивым в коррозионном отношении компонентом огнеупора и находится в составе шихты для плавления в виде циркона ZrSiO4. Содержание ZrO2 в пределах 27,0-34,9% является оптимальным, так как в этом случае при содержании SiO2 13,0-15,0% при требуемой коррозионной стойкости достигается достаточной высокий выход изделий при литье расплава.Zirconia is the most corrosion-resistant component of the refractory and is part of the mixture for melting in the form of zircon ZrSiO 4 . The content of ZrO 2 in the range of 27.0-34.9% is optimal, since in this case, when the content of SiO 2 is 13.0-15.0% with the required corrosion resistance, a sufficiently high yield of products during melt casting is achieved.
Стеклофаза плавленолитого огнеупорного материала предложенного состава, сформированая кремнеземом в количестве 13,0-15,0%, щелочным оксидом из группы: Na2O, K2O, Li2O, оксидами B2O3 (0,2-0,4%) и MgO (0,3-0,5%) обеспечивает жидкотекучесть расплава и хорошее заполнение: литейной формы, что способствует получению огнеупорных изделий с заданными размерами. Одновременно стекловидная фаза огнеупорного материала является наиболее слабым в коррозионном отношении структурным компонентом огнеупора. Повышение коррозионной стойкости стеклофазы обеспечивает комплексные добавки компонентов MgO (0,3-0,5%), Fe2O3 (0,3-0,7%), TiO2 (0,2-0,5%) и CaO (0,3-0,7%). Добавки оксидов железа, титана и кальция в указанных количествах повышают вязкость и тугоплавкость стеклофазы, что способствует повышению коррозионной стойкости огнеупора. Также наличие указанных оксидов обеспечивает расширение сырьевой базы для производства плавленолитых хромсодержащих огнеупоров и рациональное использование цирконийсодержащего сырья.The glass phase of the molten refractory material of the proposed composition, formed by silica in an amount of 13.0-15.0%, an alkaline oxide from the group: Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, oxides B 2 O 3 (0.2-0.4 %) and MgO (0.3-0.5%) provides melt flow and good filling: of a mold, which contributes to the production of refractory products with specified sizes. At the same time, the vitreous phase of the refractory material is the structurally weakest structural component of the refractory. Increasing the corrosion resistance of the glass phase provides complex additives of the components MgO (0.3-0.5%), Fe 2 O 3 (0.3-0.7%), TiO 2 (0.2-0.5%) and CaO ( 0.3-0.7%). Additives of iron, titanium, and calcium oxides in the indicated amounts increase the viscosity and refractoriness of the glass phase, which contributes to an increase in the corrosion resistance of the refractory. Also, the presence of these oxides ensures the expansion of the raw material base for the production of fused-cast chromium-containing refractories and the rational use of zirconium-containing raw materials.
Ниже изобретение поясняется на конкретных примерах его выполнения.Below the invention is illustrated by specific examples of its implementation.
Для получения огнеупорного материала подготавливают шихты, состоящие из окиси хрома, глинозема, окиси магния, хромового концентрата, цирконового концентрата, рутилового концентрата, карбонатов калия, натрия и лития, борного ангидрида.To obtain a refractory material, mixtures are prepared consisting of chromium oxide, alumina, magnesium oxide, chromium concentrate, zircon concentrate, rutile concentrate, potassium carbonates, sodium and lithium, boric anhydride.
Шихты плавят в электродуговой печи при напряжении 100-170 В и силе тока 1-3 кА. Расплав заливают в графитовые литейные формы, после чего отливки размером 450×250×250 мм отжигают в естественных условиях в термоящиках с теплоизолирующей засыпкой.The mixture is melted in an electric arc furnace at a voltage of 100-170 V and a current strength of 1-3 kA. The melt is poured into graphite casting molds, after which castings of 450 × 250 × 250 mm in size are annealed in natural conditions in thermal boxes with heat-insulating backfill.
Конкретные составы предлагаемого огнеупорного материала представлены в табл.1.The specific compositions of the proposed refractory material are presented in table 1.
Технологичность изготовления огнеупорных изделий оценивают по выходу годных (без трещин, посечек, сколов углов и ребер) из 10 отливок размером 450×250×250 мм.The manufacturability of the manufacture of refractory products is estimated by the yield (without cracks, cuts, chips of corners and ribs) from 10 castings of 450 × 250 × 250 mm in size.
Определение коррозионной стойкости огнеупорного материала в расплаве боросиликатного стекла состава, мас.%: SiO2 53,0; Na2O 18,0; Al2O3 2,0; B2O3 5,5; СаО 15,0; MgO 1,0; F2O3 3,5; P2O5 1,0; SO3 0,6; проводят в статических условиях при температуре 1150°С в течение 50 ч. Коррозионную стойкость (скорость коррозии) образцов огнеупора определяют по изменению линейных размеров (сечение образцов 10×10 мм) на уровне стекла после коррозионных испытаний.Determination of the corrosion resistance of the refractory material in a melt of borosilicate glass composition, wt.%: SiO 2 53,0; Na 2 O 18.0; Al 2 O 3 2.0; B 2 O 3 5.5; CaO 15.0; MgO 1.0; F 2 O 3 3,5; P 2 O 5 1.0; SO 3 0.6; carried out under static conditions at a temperature of 1150 ° C for 50 hours. Corrosion resistance (corrosion rate) of the refractory samples is determined by the change in linear dimensions (sample cross section 10 × 10 mm) at the glass level after corrosion tests.
Результаты технологических показателей и эксплуатационных испытаний огнеупоров приведены в табл.2.The results of technological indicators and operational tests of refractories are given in table.2.
Из табл.2 следует, что огнеупорный материал предлагаемого состава (составы 1-4) имеют в 1,2-2,2 раза меньшую скорость коррозии в расплаве боросиликатного стекла, а также большим выходом годных изделий по сравнению с известным огнеупором (составы 5-6).From table 2 it follows that the refractory material of the proposed composition (compositions 1-4) have a 1.2-2.2 times lower corrosion rate in the melt of borosilicate glass, as well as a higher yield of products in comparison with the known refractory (compositions 5- 6).
Использование заявляемого изобретения позволит организовать производство плавленолитого хромсодержащего огнеупора, характеризующегося высокой коррозионной стойкостью к расплавам боросиликатного стекла и высокой технологичностью изготовления изделий.The use of the claimed invention will allow to organize the production of fused-cast chromium-containing refractory, characterized by high corrosion resistance to melts of borosilicate glass and high manufacturability of products.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2041181, кл. С04В 35/657, БИ №22, 1995.1. RF patent No. 2041181, cl. СВВ 35/657, BI No. 22, 1995.
2. Авт.свид. СССР №1476827, кл. С04В 35/62, 1987.2. Autosvid. USSR No. 1476827, cl. C04B 35/62, 1987.
3. Авт.свид. СССР №1550856, кл. С04В 35/60, С04В 35/62, 1987.3. Autosvid. USSR No. 1550856, class C04B 35/60, C04B 35/62, 1987.
4. Авт.свид. СССР №1470729, кл. С04В 35/62, БИ №13, 1989.4. Autosvid. USSR No. 1470729, class C04B 35/62, BI No. 13, 1989.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100194/03A RU2495000C2 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Melt-moulded chromium-containing refractory material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100194/03A RU2495000C2 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Melt-moulded chromium-containing refractory material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012100194A RU2012100194A (en) | 2013-07-20 |
RU2495000C2 true RU2495000C2 (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=48791427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012100194/03A RU2495000C2 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Melt-moulded chromium-containing refractory material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495000C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581182C1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Melt-moulded high-chromium refractory material |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3837870A (en) * | 1972-05-12 | 1974-09-24 | Electro Refractaire | Fused cast refractory products containing chromic oxide |
US4119472A (en) * | 1976-09-01 | 1978-10-10 | Corning Glass Works | Rebonded fusion-cast AZS refractory grain |
SU718426A1 (en) * | 1978-01-27 | 1980-02-29 | Государственный научно-исследовательский институт стекла | Electrically fused refractory material |
SU1470729A1 (en) * | 1987-04-02 | 1989-04-07 | Щербинский Завод Электроплавленых Огнеупоров | Castable refractory |
EP1122224B1 (en) * | 2000-01-31 | 2004-08-18 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires | Fused cast alumina-zirconia-silica based products with an improved microstructure |
RU2280019C2 (en) * | 2000-06-20 | 2006-07-20 | Сосьете Эропеэн Де Продюи Рефрактер | Low cost melt and cast materials on base of alumina-zirconium-silica and method for using them |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100194/03A patent/RU2495000C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3837870A (en) * | 1972-05-12 | 1974-09-24 | Electro Refractaire | Fused cast refractory products containing chromic oxide |
US4119472A (en) * | 1976-09-01 | 1978-10-10 | Corning Glass Works | Rebonded fusion-cast AZS refractory grain |
SU718426A1 (en) * | 1978-01-27 | 1980-02-29 | Государственный научно-исследовательский институт стекла | Electrically fused refractory material |
SU1470729A1 (en) * | 1987-04-02 | 1989-04-07 | Щербинский Завод Электроплавленых Огнеупоров | Castable refractory |
EP1122224B1 (en) * | 2000-01-31 | 2004-08-18 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires | Fused cast alumina-zirconia-silica based products with an improved microstructure |
RU2280019C2 (en) * | 2000-06-20 | 2006-07-20 | Сосьете Эропеэн Де Продюи Рефрактер | Low cost melt and cast materials on base of alumina-zirconium-silica and method for using them |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581182C1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Melt-moulded high-chromium refractory material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012100194A (en) | 2013-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6002283B2 (en) | Refractory with high zirconia content | |
US8497221B2 (en) | Refractory block and a glass melting furnace | |
AU2003224231B2 (en) | Molten and cast refractory product with high zirconia content | |
CA2333251C (en) | Fused cast products based on alumina-zirconia-silica with an improved microstructure | |
US3632359A (en) | ZrO{11 {13 Al{11 O{11 {13 SiO{11 {0 FUSION-CAST REFRACTORY | |
CN104010989B (en) | There is the refractory product of high zirconia content | |
JP5826386B2 (en) | Refractory block and glass melting furnace | |
CN102066288B (en) | High zirconia refractory material | |
US3837870A (en) | Fused cast refractory products containing chromic oxide | |
EP2626340A1 (en) | High zirconia refractory product | |
US9233867B2 (en) | Refractory block and glass furnace | |
JP6140687B2 (en) | High zirconia electroformed refractory | |
RU2495000C2 (en) | Melt-moulded chromium-containing refractory material | |
RU2039025C1 (en) | Fused cast alumina refractory material | |
RU2581182C1 (en) | Melt-moulded high-chromium refractory material | |
RU1796601C (en) | Melted and cast fire-proof material having high aluminum content | |
RU2039026C1 (en) | Fused cast high-zirconium refractory material | |
KR20190028309A (en) | High-zirconia electrocast refractory and method for manufacturing the same | |
RU2041181C1 (en) | Melted chrome-containing refractory material | |
SU1423544A1 (en) | Fused-cast refractory material | |
SU1740354A1 (en) | Melted-cast refractory material | |
SU948970A1 (en) | Method for making electrically melted bakor refractory | |
SU1534036A1 (en) | Molten mouldable refractory material | |
SU1284972A1 (en) | Charge for producing melt-cast refractory | |
Fleischmann | The microstructure of fused cast AZS materials before, during and after the use for glass melting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190111 |