шихта для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом

Формула изобретения

Шихта для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом, включающая 40 - 60 мас.% зернистого огнеупорного наполнителя фракции >0,5 мм и 40 - 80 мас.% смеси совместного помола фракции < 0,09 мм, содержащей огнеупорный наполнитель того же состава, что и зернистый, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя она содержит циркон, или муллитсодержащий наполнитель (шамот), или корунд, а смесь совместного помола дополнительно содержит огнеупорную глину или каолин, циркон и лом бакоровых изделий при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

Указанный огнеупорный наполнитель - 1 - 50

Огнеупорная глина или каолин - 20 - 30

Циркон - 1 - 50

Лом бакоровых изделий при соотношении свободных ZrO₂/SiO₂ 1,4 - 4,0 - Остальноес

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии огнеупоров, которые могут использоваться в черной и цветной металлургии, в стекловаренной, химической и других отраслях промышленности.

Известна шихта для изготовления огнеупоров, используемых при непрерывной разливке стали (см. а.с. СССР N 275823, кл. C 04 В 33/22, 1969), содержащая огнеупорную глину, шамот, обезжелезненный циркон, в следующем соотношении, (мас. %):

Шамот - 60 - 70

Огнеупорная глина - 23 - 30

Обезжелезненный циркон - 7 - 10

Однако огнеупоры, изготовленные на основе данной шихты, имеют большую дополнительную линейную усадку и низкую стойкость к воздействию высокой температуры.

Известна шихта для изготовления огнеупорных изделий (см. а.с. СССР N 711007, кл. C 04 B 33/22, 1977), содержащая шамот, огнеупорную глину и добавку, в которой в качестве добавки могут быть использованы двуокись олова, двуокись циркония или двуокись церия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шамот - 45 - 75

Огнеупорная глина - 15 - 30

Добавка - 10 - 40.

Приведенной шихте присущи те же недостатки, что и шихте по а.с. N 275823.

Наиболее близкой к предлагаемой шихте по совокупности признаков (прототипом) является шихта для изготовления огнеупорных изделий (а.с. N 1024439), включающая огнеупорный наполнитель, один из группы: периклаз, шамот, корунд 40 - 80 (из них частиц с размером зерен 0,088 - 0,5 мм 3 - 25), связующее 5 - 10, смесь совместного помола, включающую в мас.%:

Глина - 15 - 30

Глинозем - 2 - 15

материал огнеупорного наполнителя - 55 - 80

в количестве 15 - 50 (из них частиц с размером зерен 0,088 - 2 мм - 5 - 15, с размером зерен менее 0,088 мм - 85 - 96).

Улучшая технологичность, авторы вводят в состав шихты глинистый компонент (минеральный пластификатор). Общеизвестно, что введение глинистого компонента при изготовлении огнеупоров указанного состава снижает их технические свойства: строительную прочность и постоянство объема при высокой температуре. В изобретении предлагается связать свободный кремнезем, образующийся при термическом разложении глинистого компонента в муллит в присутствии тонкомолотого глинозема. Недостаток этого состоит в необходимости вести процесс при высокой температуре, равной 1550 - 1600^oC для полного завершения процесса.

Предлагаемое изобретение, в сравнении с прототипом, позволяет при сохранении основных технических характеристиках улучшить эксплуатационные (шлако- и металлоустойчивость) характеристики огнеупоров, изготовляемых на основе предлагаемой шихты. Вводимый в предлагаемую шихту лом бакоровых изделий, применяемых для футеровки стекловаренных печей, имеющий следующий состав, мас.%:

ZrO₂ - Не менее 30 - 40

SiO₂ - Не более 16

Fe₂O₃ - Не более 0,2

Плавни (Fe₂O₃ + ZrO₂ + CaO + MgO + Na₂O + K₂O) - Не более 2,5

В том числе Na₂O - Не более 1,9

Остальное - Al₂O₃

позволяет снизить себестоимость огнеупоров. B добавок решается часть экологических проблем территорий, где используются эти огнеупоры, лом которых занимает на свалках немало места, к тому же это и использование вторичных ресурсов. Этот результат достигается тем, что в шихте для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом, включающей 40 - 60% зернистого огнеупорного (цирконового, корундового или муллитсодержащего) наполнителя фракции > 0,5 мм, а остальное - тонкомолотый алюмосиликатный и цирконистый компоненты фракции < 0,09 мм в виде смеси совместного помола, причем смесь совместного помола имеет следующий состав, мас.%:

Огнеупорный наполнитель того же состава, что и зернистый - 1 - 50

Циркон - 50 - 1

Огнеупорная глина или каолин - 20 - 30

Лом бакоровых изделий - Остальное

а соотношение свободных SiO₂/ZrO₂ = 1,4 - 4,0.

Пример шихты для изготовления огнеупоров с прерывистым зерновым составом.

Цирконовый концентрат зернистостью 2 - 0,5 мм в количестве 50% увлажняют глинистым шликером (плотность не менее 1,2 г/см³), перемешивают и добавляют смесь совместного помола состава, мас.%:

Муллитовый шамот - 5

Каолин - 25

Циркон - 5

Лом изделий "Бакор-33" - 65

Смесь совместного помола приготавливают в трубной мельнице (размер фракции менее 0,09 мм).

Количество диоксида циркония, необходимого для связывания свободного SiO₂ в циркон, рассчитывается следующим образом.

В каолине содержится, мас.%:

Al₂O₃ - 40

SiO₂ - 56

В смеси совместного помола:

400,25 = 10% Al₂O₃

560,25 = 14% SiO₂

Часть SiO₂ уйдет на образование муллита. Соотношение в муллите Al₂O₃/SiO₂ = 2,55.

SiO₂ = 10/2,55 = 3,92%

Остается несвязанного SiO₂: 14 - 3,92 = 10,08%

Для связывания такого количества SiO₂ в циркон при соотношении ZrO₂/SiO₂ = 2,03 потребуется 10,082,03 = 20,46% ZrO₂. В изделиях "Бакор-33" содержание ZrO₂ составляет 33%, а в смеси совместного помола 650,33 = 21,45%. Следовательно, в рассматриваемом примере ZrO₂ берется в количестве, достаточном для создания в огнеупоре прямосвязанной структуры из циркона, при этом в упомянутой смеси совместного помола соотношение свободных ZrO₂ / SiO₂ = 2,13.

Обжигают изделия при 1480 - 1550^oC.