защитное покрытие для огнеупоров

Формула изобретения

ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ОГНЕУПОРОВ, включающее SiO₂, Al₂O₃, MgO, CaO, Fe₂O₃, TiO₂, отличающееся тем, что оно содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:

SiO₂ - 2,0 - 6,0

Al₂O₃ - 61,5 - 65,0

MgO - 20,6 - 24,0

CaO - 1,4 - 1,5

Fe₂O₃ - 0,8 - 1,0

TiO₂ - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к силикатной промышленности, в частности к защитным покрытиям, и может быть использовано для упрочнения огнеупорной футеровки вращающихся печей барабанного типа, выполненный из муллитокорундовых огнеупоров, магнезиально-шпинелидных огнеупоров, огнеупоров системы Al₂O₃-MgO-TiO₂, огнеупорных бетонов различного состава с огнеупорностью не ниже 1750^оС.

Известна огнеупорная обмазка, применяемая для защиты футеровки вращающихся печей, включающая, мас.%: SiO₂ 38; Al₂O₃ 47; MgO 15 для новой футеровки и AiO₂ 27; Al₂O₃ 58; MgO 15 для футеровки печи, бывшей в эксплуатации [1].

Однако указанные обмазки имеют низкую стойкость к разрушающему действию силикатных расплавов.

Наиболее близким по составу к изобретению является защитное покрытие для огнеупоров, содержащее, мас. %: SiO₂ 7,1-30,0; Al₂O₃ 50,5-61,0; ТiO₂ 1,0-9,0; MgO 16,3-20,5; CaO 0,95-1,4; Fe₂O₃ 0,65-1,0 [2].

Недостатком данного покрытия является низкая стойкость к силикатным расплавам при температуре варки до 1550^оС.

Целью изобретения является повышение стойкости покрытия к разрушающему действию силикатных расплавов при температурах варки до 1550^оС.

Поставленная цель достигается тем, что защитное покрытие для огнеупоров, включающее SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, MgO, CaO, Fe₂O₃ содержит эти компоненты в следующем соотношении, мас.%: SiO₂ 2,0-6,0; Al₂O₃ 61,5-65,0; TiO₂ 4,2-12,0; MgO 20,6-24,0; CaO 1,4-1,5; Fe₂O₃ 0,8-1,0.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав отличается от известного новым количественным соотношением компонентов. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных составов защитных покрытий [2] показал, что стойкость этих покрытий к разрушающему действию силикатных расплавов при температурах варки до 1550^оС является низкой. Таким образом, предложенное соотношение компонентов придает защитному покрытию новое свойство, а именно значительное повышение стойкости к разрушающему действию силикатных расплавов, при температурах варки до 1550^оС, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Предельные содержания SiO₂ объясняются следующим образом. При содержании SiO₂ меньше 2,0 мас.% происходит нежелательное уменьшение фазы муллита (3Al₂O₃ x х2SiO₂), который обеспечивает в данной композиции термостойкость и является связкой между зернами шпинели, в результате чего уменьшается стойкость покрытия к действию силикатных расплавов. При содержании SiO₂ > 6,0 мас.% происходит увеличение фазы муллита 15%, что является нежелательным, так как муллит менее стоек к разъеданию силикатными расплавами, чем шпинель, что отрицательно сказывается на стойкости покрытия к действию силикатных расплавов.

Содержание MgO и Al₂O₃ выбраны в пределах, обеспечивающих максимально возможное образование наиболее химстойкой фазы - шпинели при температурах нанесения покрытия не выше 1850^оС. При содержании MgO < 20,6 мас.% и Al₂O₃ < 61,5 мас.% происходит нежелательное уменьшение выхода шпинели (MgOxAl₂O₃) и снижается стойкость покрытия. При содержании MgO > 24,0 мас.% и Al₂O₃ > 65,0 мас. % увеличивается вязкость расплава при температуре 1850^оС, что приводит к невозможности его применения во вращающихся печах барабанного типа.

Предельные содержания TiO₂ объясняются следующим образом. При содержании TiO₂ < 4,2 мас.% не удается подучить расплав достаточной для нанесения подвижности при температуре не выше 1850^оС, при содержании TiO₂ > 12,0 мас. % происходит значительное увеличение твердых растворов типа m (Al₂O₃ x TiO₂)x n(MgO x 2TiO₂), что снижает стойкость покрытия к действию силикатных расплавов.

Изобретение поясняется конкретными примерами (см.табл.1).

Шихту защитного покрытия приготавливают из технических сырьевых материалов, тщательно перемешивают и загружают в печь, разогретую до температуры 1450-1500^оС. После этого шихту проплавляют до получения вязкотекучего расплава, который при вращении печи равномерно распределяется по внутренней поверхности огнеупорной футеровки при постепенном снижении температуры.

Физико-технологические свойства предлагаемых составов представлены в табл.2.

Глубина погружения образцов во всех случаях составляла 50 мм.

Применение разработанных составов защитных покрытий вследствие их более высокой устойчивости к разрушающему действию силикатных расплавов позволяет увеличить срок службы футеровки; сократить расход огнеупоров; увеличить производительность вращающихся печей.