огнеупорная композиция

Формула изобретения

1. Огнеупорная композиция преимущественно для кладки тепловых агрегатов, включающая шамот, огнеупорную глину, золу ТЭС, отличающаяся тем, что она содержит золу ТЭС, тугоплавкую, ультракислую со сферической формой зерен, с содержанием Fe₂О₃ не более 5% при следующем соотношении компонентов, мас.

Указанная зола 10 80

Огнеупорная глина 11 60

Шамот Остальное

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пластификатор в количестве 0,1 1,0% от массы огнеупорной композиции (сверх 100% ).

3. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используют ЛСТ и Na₂CO₃ в соотношении 2 3 или пластификатор С 3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом.

4. Композиция по пп. 1 3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит боксит, или технический глинозем, или гидроокись алюминия в количестве 5 30% от массы огнеупорной композиции (сверх 100%).

5. Композиция по пп. 1 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фосфатную связку в количестве 5 30% от массы огнеупорной композиции (сверх 100%).

6. Композиция по пп. 1- 5, отличающаяся тем, что в качестве фосфатной связки используют Н₃РО₄ или Al(H₂PO₄)₃

7. Композиция по пп. 1 4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит жидкое стекло в количестве 10 30% от массы огнеупорной композиции (сверх 100%).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для изготовления мертелей, защитных покрытий, обмазок, изоляции, а также огнеупорных изделий (кирпичей, блоков и др.).

Известна огнеупорная масса, преимущественно для изоляции наружной поверхности стен и других элементов мартеновских печей, содержащая, мас. жидкое стекло 10 12, глина огнеупорная 5 8, зола-унос 5 10, триполифосфат натрия 0,5 1,0, шамот фракции не более 3 мм 69 79,5 (1).

Недостатком известной массы является низкая прочность и высокая энергоемкость, а также стоимость из-за большого содержания алюмосиликатного шамота.

Известна огнеупорная бетонная смесь, содержащая следующие компоненты, мас. ч. шамот 56 83, глина огнеупорная 4 8, фосфатное связующее 5 18, каолин 8 18. Полученный бетон имеет высокую прочность (на сжатие 25 55 МПа) и газопроницаемость, а также стоимость (2).

Известна огнеупорная композиция для нанесения покрытия на футеровку паровых котлов, имеющая состав, мас. шамота 70 80 с 30 70% Al₂O₃ и TiO₂, портландцемента 20 25 или плавленого глиноземного цемента и золы-уноса 2 8. Химический состав золы-уноса, мас. 50 SiO₂, 37 Al₂O₃ TiO₂, 3 Fe₂O₃, 0,6 SO₄, 0,5 CaO, 0,1 MgO. Покрытие обладает высокими термостойкостью и износостойкостью, а также обеспечивает длительную службу футеровки при температурах до 1100^oC (3).

Недостатком композиции является высокая стоимость и ограниченная возможность использования в тепловых агрегатах, температуру службы которых превышает 1100^oC.

Наиболее близким аналогом к изобретению является огнеупорная композиция

бетонная смесь для футеровки газозаборной шахты пылесистемы парового котла, включающая, мас. огнеупорная глина 5 10, щелочь 2 6, вода 10,5 11,5, зола-унос от сжигания угля фракции менее 60 мкм, 30 70, шамотный порошок - остальное до 100% (4).

Полученный из указанной смеси бетон характеризуется достаточно высокой прочностью (30 50 МПа) и низкой теплопроводностью (коэффициент теплопроводности 0,6 0,9 Вт/мк), но наряду с этим имеет повышенную газопроницаемость, что является недостатком.

Изобретение направлено на создание более дешевой огнеупорной композиции, преимущественно для кладки алюмосиликатных огнеупорных изделий, обладающей высокими газонепроницаемостью и адгезией, а также хорошими физико-механическими показателями.

Технический результат достигается за счет того, что огнеупорная композиция, преимущественно для кладки тепловых агрегатов, содержит следующие компоненты, мас. зола-унос тугоплавкая, ультракислая со сферической формой зерен с содержанием Fe₂O₃ не более 5% 10 80, огнеупорная глина 11 60, шамот остальное до 100% Огнеупорная композиция может дополнительно содержать 0,1 1,0% от массы композиции (сверх 100%) пластификатор, в качестве которого может быть использован пластификатор C-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом. Кроме того, для повышения огнеупорности композиции может дополнительно содержать боксит или технический глинозем, или гидроокись алюминия в количестве 5 30% от массы огнеупорной композиции (сверх 100%). Также огнеупорная композиция может содержать дополнительно фосфатную связку в количестве 5 30% от массы огнеупорной композиции (сверх 100% ). В качестве фосфатной связки можно использовать H₃PO₄ или Al(H₂PO₄)₃. Или огнеупорная композиция может дополнительно содержать жидкое стекло в количестве 10 30 (от массы композиции).

Отличается огнеупорная композиция по изобретению от ближайшего аналога тем, что она содержит золу-унос тугоплавкую, ультракислую со сферической формой зерен с содержанием Fe₂O₃ не более 5% а также соотношением компонентов.

Для приготовления огнеупорная композиции используют: золу-унос тугоплавкую, ультракислую со сферической формой зерен химического состава, мас. 57,9 SiO₂, 3 Fe₂O₃, 2 CaO, 36 Al₂O₃, 0,5 MgO, 0,2 K₂O, 0,2 Na₂O, 0,2 SO₃, удельная поверхность золы-уноса 2000 см²/г, температура плавления 1680^oC;

глину огнеупорную Латненского месторождения;

шамот алюмосиликатный, марки ШГР4, фракции не более 2 мм.

Для приготовления кладочного раствора, обмазки, раствора для защитных покрытий композицию смешивают с водой в количестве 20 50% от массы композиции (сверх 100%).

Готовят огнеупорную композицию путем перемешивания компонентов в смесителях любого типа до получения однородной массы.

При приготовлении огнеупорной композиции для изготовления огнеупорных изделий (кирпичей, блоков и др.) композицию смешивают с водой в количестве 3

15% (сверх 100%) в зависимости от выбранного метода формования, требуемой влажности. Формование можно осуществлять любым известным способом. Отформованные изделия сушат и обжигают при 1200 1380^oC.

В табл. 1 приведены составы огнеупорной композиции, а в табл. 2 их физико-механические свойства.

При использовании данной композиции в качестве кладочного раствора для сооружения тепловых агрегатов толщина шва составляет от 2,5 до 4,5 мм.

Как видно из табл. 1 и 2, композиция по изобретению позволяет улучшить эксплуатационные свойства тепловых агрегатов.

Дополнительное введение в состав огнеупорной композиции пластификатора, помимо улучшения пластичности, положительно влияет на снижение газопроницаемости и увеличение прочности сцепления с кирпичом, хорошо заполняет неровности, дает тонкий шов.

Введение глиноземсодержащей добавки: боксит, технический глинозем или гидроокись алюминия повышает огнеупорность композиции до 1650 1750^oC, а дополнительное наличие фосфатной связки обеспечивает увеличение прочности как после обжига, так и после сушки, что очень важно при использовании композиции по изобретению для обмазок изделий сложной конфигурации и для торкретирования.

Дополнительное введение в композицию жидкого стекла, также как и фосфатная связка позволяет получить безобжиговые огнеупорные изделия, обмазки и мертели.