SU1742261A1 - Огнеупорна масса дл разливки металлов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к изготовлению карбидкремнийсодержащих огнеупоров дл  разливки металлов. Состав может использоватьс  дл  изготовлени  керамических элементов установок спининговани  аморфных и микрокристаллических лент, Огнеупорна  масса содержит, мас.%: фосфатна  св зка 3.- 10; карбид кремни М4,5 - 42,0; корунд 10 - 25; зернистый плавленный кварц фракции 3 мм 27 - 37; сульфидно- спиртова  барда 0,5 - 1,0; глина огнеупорна  - остальное. Огнеупорную массу готовили следующим образом. В смесительные бегуны загружали карбид кремни  и плавленный кварц, увлажн ли фосфатной св зкой и шликером с добавкой ССБ, вводили смесь глины с корундом и обрабатывали массу в течение 10 мин. Открыта  пористость огнеупора 14, 2 - 16,9%, предел прочности при сжатии 88 - 127 Мпа, коэффициент термического расширени  3,52 - 4,54 -106 град 1. Термическа  стойкость - более 10 теплосмен. 2 табл. сл С

Description

Изобретение относитс  к изготовлению огнеупорных изделий, предназначенных дл  разливки металлов, в частности при получении ленты из аморфных или микрокристаллических сплавов.

Известен мертель из кристаллических кварцитов, глины, алюмохромфосфатной св зки с добавкой карбида кремни .

Присутствие в составе мертел  кристаллического кварцита не позвол ет получить из такой массы термостойких изделий с низким коэффициентом линейного расширени . Св зка не обогащена корундом.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  состав огнеупорных материалов, содержащий , мас.%: фосфатна  св зка 12 - 18; электрокорунд 5 - 20; пластификатор 6 - 10; тонкомолотый муллит 10 - 30; карбид кремни  - остальное.

Недостатком огнеупора данного состава  вл етс  сравнительно низкие термостойкость , плотность и прочность изделий, высокий коэффициент термического расширени , что ограничивает возможность применени  его в качестве конструкционных материалов при высоких температурах.

Целью изобретени   вл етс  повышение предела прочности при сжатии, термостойкости и снижение пористости и коэффициента термического расширени .

vi

4 hO Ю О

Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав содержит дополнительно зернистый плавленый кварц и ССБ при следующем соотношении исходных компонентов, мае.%: фосфатна  св зка 3 - 10; карбид кремни  14,5 - 42,0; корунд 10 - 35; зернистый плавленый кварц фракции 3 мм 27 37; сульфитно-спиртова  барда (ССБ) 0,5 - .1,0; огнеупорна  глина - остальное.

Диапазоны концентраций компонентов в шихте выбраны из следующих соображений: увеличение содержани  карбида кремни  выше 42% приводит к необходимости уменьшени  содержани  карбида кремни , выше 42% приводит к необходимости уменьшени  содержани  керамической св зки (глины + корунд), меньше 20% или плавленного кварца меньше 27% приводит к резкому снижению плотности и прочности огнеупора и его термостойкости, т.е. основных качественных показателей огнеупоров дл  разливки металлов/

Уменьшение содержани  карбида кремни  меньше 14,5% снижает плотностные характеристики их. Повышение содержани  керамической св зки (глина + корунд) больше 45 приводит к повышенной усадочности массы, а также из-за повышенного содержани  глины и, соответственно, стеклофазы, к снижению термических свойств и термостойкости огнеупора,

Снижение содержани  фосфатной св зки и ССБ менее 3,5% неэффективно и не позвол ет получить высокопрочные издели  в безобжиговом виде. Составы, содержащие более 11 % фосфатной св зки и ССБ, в процессе обжига вспучиваютс , при этом ухудшаютс  все качественные показатели.

Улучшение качественных показателей предлагаемого огнеупора по сравнению со свойствами известного огнеупора обусловлено введением плавленного кварца в количестве 27 - 37% в сочетании с карбидом кремни  и высокоглиноземистофосфатной св зкой с добавкой 0,5- 1,% ССБ. Повышение плотности и прочности изделий способствует введению в их состав зернистого плавленного кварца, который при прессовании в сочетании с такими твердыми материалами , как карбид кремни  и корунд, интенсивно дробитс . При этом образуетс  структура, приближающа с  к оптимальному зерновому составу. Така  структура, где зерниста  часть представлена карбидом кремни  и плавленным кварцем, а св зка высокоглиноземистого состава из глины, корунда, ССБ и фосфатного св зующего менее подвержена термическим расширени м и более термостойка. Введение ССБ улучшает прессуемость массы и, соответственно , качество изделий.

Эффект достигаетс  только при указанном содержании плавленного кварца. Снижение его ниже 27% или повышение выше 37% сопровождаетс  ухудшением всей гаммы свойств.

Применение плавленного кварца и ССБ в составах керамических материалов изве0 стно, но неизвестно применение такого сложного по составу и структуре вещества, сочетающего карбид кремни , плавленный кварц, корунд, глину, фосфатную св зку и ССБ в комплексе, обеспечивающего такие

5 важнейшие дл  разливки металлов свойства , как высокие плотность, прочность, термостойкость и низкий коэффициент термического расширени . Эти свойства обусловлены введением в состав ССБ фос0 фатной св зки и специальной гранулометрической структурой, а также образованием при сравнительно невысоких температурах алюмо-, силико- и каолинито-фосфатных св зок с корундом, кварцем и глиной. При

5 высоких температурах частичное разложение карбида кремни  приводит к образованию активного диоксида кремни , который св зывает карбид кремни  и зерна плавленного кварца, а также реагирует с высокогли0 ноземистой св зкой, образу  муллитовые сростки.

П р и м е р . В качестве сырь  дл  изготовлени  образцов примен ют: карбид кремни  фракции 0,2 - 0,1 мм, корунд фрак5 ции менее 0,063 мм, плавленный кварц фракции 3 - 0 мм, глину огнеупорную ДН-1, концентрат ССБ, муллит фракции менее 0,08 мм.

В качестве фосфатной св зки примен 0 ют: ортофосфорную кислоту (плотностью 1,6 г/см3) и алюмохромфосфатную св зку (плотностью 1,55 г/см.

Смешение и увлажнение опытных масс производ т в лабораторных смесительных

5 бегунах в следующем пор дке: загрузка наполнител  (карбид кремни  + плавленый кварц), увлажнение ортофосфорной кислотой и шликером с добавкой ССБ, введение смеси глины с корундом и обработка массы

0 в течение 10 мин. Влажность масс в пределах 3-6%.

Прессуют образцы на лабораторном гидравлическом прессе при удельном давлении 50 МПа. Сушат образцы при 120°С до

5 остаточной влажности не более 1% с последующей термообработкой в электропечи при 520°С с выдержкой при конечной температуре 4 ч. Часть образцов от каждого из составов обжигают при 1400°С в засыпке коксиком с выдержкой 4 ч.

По указанной технологии изготовлены образцы трех составов с применением в качестве фосфатной св зки ортофосфорной кислоты (составы 1 - 3) и трех составов с применением в качестве фосфатной св з- ки - алюмохромфосфатной св зки (составы 4 - 6), а также четыре массы с выходом за границы диапазонов предлагаемых пределов: две (7 и 8) дл  масс с ортофосфорной кислотой и две (9 и 10) дл  масс с алюмох- ромфосфатной св зкой.

Составы масс и свойства образцов из них приведены в табл. 1 и 2.

Испытани  проведены по единой методике на одинаковом количестве образцов (среднее из трех определений).

Определ ют открытую пористость, предел прочности при сжатии, термическую стойкость и коэффициент термического расширени .

В результате сравнительных испытаний установлено, что образцы, предлагаемого состава (1 - 6) отличаютс  от известных образцов (11) более высокими показател ми предела прочности при сжатии в 1,5 - 1,8 раза и термостойкости, а также меньшей в 1,5 - 1,8 раза пористостью и коэффициентом термического расширени  меньше в 1,5 - 1,7 раза. Указанные преимущества справедливы как при безобжиговом варианте технологии, так и после обжига при 1400°С. Выход за границы диапазона предлагаемых пределов компонентов вызывает ухудшение качественных показателей об разцов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Огнеупорна  масса дл  разливки металлов , включающа  фосфатную св зку, карбид кремни , корунд, огнеупорную глину , отличающа с  тем, что, с целью повышени  предела прочности при сжатии и термостойкости, снижени  пористости и коэффициента термического расширени , она содержит дополнительно зернистый плавленный кварц фракции :S 3 мм и сульфитно-спиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%: фосфатна  св зка 3 - 10; карбид кремни  14,5 - 42,0; корунд 10 - 25; зернистый плавленный кварц фракции 3 мм 27- 37; сульфитно- спиртова  барда 0,5 - 1,0; огнеупорна  глина - остальное.

   Таблица

   Выход за границы диапазона предлагаемых пределов.

   Продолжение табл.1

   Таблица 2