жаростойкая кладочная смесь

Формула изобретения

Жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, силикат-глыбу, череп, воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит огнеупорную глину, песок и известняк, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба	1,0-1,5
гранулированный доменный шлак	36,0-38,0
кембрийская глина	15,8-16,2
огнеупорная глина	7,8-8,2
череп	1,9-2,1
песок	7,8-8,2
известняк	5,8-6,2
вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к составу смеси для приготовления кладочного раствора, в частности жаростойкого, предназначенного для скрепления элементов кладки тепловых, печных агрегатов с температурой эксплуатации до 1150°С.

Известна сырьевая смесь для выполнения кладки металлургических агрегатов (RU № 2051881, С04В 35/66; 1996.01.10), которая включает лом высокоглиноземистой футеровки 60-70 мас.%, огнеупорную глину 15-18 мас.%, триполифосфат натрия 0,5-1,0 мас.%, вода - остальное.

Недостатками такой сырьевой смеси являются: большие сроки твердения при нормальных условиях и низкая прочность после обжига.

Известна также жаростойкая масса (RU № 2312086, С04В 28/26, бюл. № 34, 2007.12.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см3	23,0-28,0
кембрийская глина	8,0-12,0
гранулированный доменный шлак с Mкр=2,0-2,8	49,0-60,0
тонкодисперсный нефелиновый шлам	3,0-8,0
осадок очистных сооружений станций водоподготовки
с влажностью 80 %	2,0-7,0

Недостатками такой смеси являются низкая прочность и низкая огнеупорность.

Наиболее близкой к заявляемой является жаростойкая кладочная смесь (RU № 2388714, С04В 28/26, бюл. № 13, 2010.05.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба	1,5-2,0
гранулированный доменный шлак	38,0-42,0
кембрийская глина	22,7-26,0
стеклобой	1,7-1,9
череп	1,8-2,0
гранитные отсевы	4,8-5,0
доломит	4,9-5,1
NaH2PO 4·2H2O	0,08-1,0
вода	остальное

Недостатками такой смеси являются недостаточная огнеупорность, большие сроки твердения.

Настоящее изобретение направлено на повышение огнеупорности и снижение сроков твердения.

Поставленная задача достигается тем, что жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, силикат-глыбу, череп, воду, дополнительно содержит огнеупорную глину, песок и известняк, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1 % при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат-глыба	1,0-1,5
гранулированный доменный шлак	36,0-38,0
кембрийская глина	15,8-16,2
огнеупорная глина	7,8-8,2
череп	1,9-2,1
песок	7,8-8,2
известняк	5,8-6,2
вода	остальное

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая смесь неизвестна и данное техническое решение обладает новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.

Совместное присутствие гранулированного доменного шлака, силикат-глыбы, а также кембрийской и огнеупорной глины, песка, черепа, известняка, приводит к твердению жаростойкой кладочной смеси при нормальных условиях, а при обжиге образуются алюмосиликаты и фосфаты сложного состава, упрочняющие структуру, повышающие температуру применения и снижающие сроки твердения.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав жаростойкой кладочной смеси явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанного технического результата, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".

Пример конкретного выполнения.

Изготовление жаростойкой кладочной смеси.

В качестве связующего выбрана силикат-глыба (ГОСТ 13079-81, силикатный модуль 2,7-3,0).

В качестве заполнителя используется техногенный продукт металлургической промышленности: гранулированный доменный шлак. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80 % по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Са и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит 2CaO·SiO₂ и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав Череповецкого шлака представлен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав череповецкого шлака, мас.%
SiO2	Al2O3	Fе2O3	CaO	MnO	MgO
41,92	6,6	0,33	44,8	0,9	2,38

Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м³ , интервал спекания 50-100°С. Огнеупорная глина представлена латненской глиной (месторождение ст. Латное Воронежской обл.), которая отличается повышенным содержанием плавней и высокой степенью измельчения частиц, часть которых имеет коллоидальный характер. Данные химического анализа глин представлены в таблице 2.

Таблица 2
Химический состав кембрийской глины, мас.%
Глина	SiO2	TiO2 +Аl2O3	Fе2O3	CaO	MgO	К2O	SO 3	П.п.п.
кембрийская	62,83	17,29	6,64	1,24	2,73	4,5	0,54	4,26
латненская	47,4	36,7	0,9	0,4	0,04	0,11	-	11,5

Череп представляет собой бой обожженных керамических изделий и состоит в основном из силикатов кальция и магния и кварца.

Известняк - СаСО₃ - минерал группы карбонатов, по химическому составу карбонат кальция содержит примеси глины, доломита.

Песок в соответствии с ГОСТ 10268-80 в примерах используют кварцевый.

1. Дозируют и подвергают помолу в шаровой мельнице до остатка на сите 0,08 не более 1 % кембрийскую и латненскую глины, песок, череп, известняк, силикат-глыбу и гранулированный доменный шлак.

2. Дозируют воду.

3. Сухие компоненты жаростойкой кладочной смеси затворяют водой, перемешивая компоненты в течение 3-5 минут.

4. При необходимости жаростойкая кладочная смесь используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья.

5. Твердение кладочной смеси осуществляется в течение 12 часов в нормальных условиях.

6. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°С.

7. Высушенные образцы готовы к эксплуатации.

Состав и свойства кладочной смеси представлены в таблице 3.

Анализ данных таблицы 3 показывает, что предлагаемый состав обеспечивает температуру эксплуатации 1150°С, следовательно, расширяется диапазон применения. При получении кладочной смеси заявляемого состава используются побочные продукты металлургического производства и керамической промышленности, что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.

Жаростойкая кладочная смесь, характеризуемая физико-механическими характеристиками, указанными в таблице 3, имеет сроки твердения, уменьшенные в 2 раза, и может быть использована для кладки печей и тепловых агрегатов с температурой применения до плюс 1150°С.