Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПЛАВЛЕНОЛИТОЙ ХРОМСОДЕРЖАЩИЙ ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ
ПЛАВЛЕНОЛИТОЙ ХРОМСОДЕРЖАЩИЙ ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ

ПЛАВЛЕНОЛИТОЙ ХРОМСОДЕРЖАЩИЙ ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для футеровки стекловаренных печей. Сущность изобретения: плавленолитой огнеупорный материал содержит, мас. Cr2O3 72-86, Al2O3 1,0-2,5, MgO 1,5 5, SiO2 10,5-14,0, Fe2O3+FeO 0,5-4,7, по меньшей мере один щелочной оксид из группы: Na2O, K2O, LiiO 0,4-4,7, по меньшей мере один галоген из группы: F, Cl 0,1 0,3. Характеристика материала: открытая пористость 1,8 - 3,4% скорость коррозии: 0,15 0,20 мм/сут. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2041181
Класс(ы) патента: C04B35/657, C04B35/12
Номер заявки: 92005923/33
Дата подачи заявки: 12.11.1992
Дата публикации: 09.08.1995
Заявитель(и): Соколов Владимир Алексеевич
Автор(ы): Соколов Владимир Алексеевич
Патентообладатель(и): Соколов Владимир Алексеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления плавленолитых хромсодержащих огнеупорных материалов для футеровки стекловаренных печей.
Известен плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [1] содержащий, мас. Cr2O3 33,6-54,5; Al2O3 35-45; SiO2 3,5-9,6; Na2O 0,5-0,8; B2O3 0,5-2,5; ZrO2 1-2; MgO 5-6,5.
Указанный материал характеризуется низкой коррозионной стойкостью к расплавам бесщелочных силикатных стекол.
Известен также плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [2] содержащий, мас. Cr2O3 1-74; ZrO2 15-40; Al2O3 3-76; SiO2 7,5-20; Na2O 0,4-2,5; оксиды Fe и Mn 0,3-0,4.
Указанный материал характеризуется низкой технологичностью процесса плавки и литья (низкая степень проплавляемости шихты), а также повышенным выходом огнеупорных изделий с дефектами (трещины и сколы углов брусьев).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал [3] содержащий, мас. Cr2O3 65-98; MgO 0,75-4,0; Al2O3 1-34,35; Fe2O3 < 2,0; CaO < 1,0; SiO2 + NaNO3 + CaF2 1-4,0.
Указанный материал характеризуется ограниченной коррозионной стойкостью(из-за высокой пористости изделий) для использования в расплавах бесщелочных силикатных стекол; обладает низкой технологичностью (низкая степень проплавляемости шихты, низкая удельная производительность плавильного агрегата по расплаву).
Поставленная цель достигается тем, что плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал, включающий Cr2O3, Al2O3, MgO, SiO2, Fe2O3, FeO, R2O и галоген в качестве R2O содержит по меньшей мере один щелочной оксид из группы Na2O, K2O, Li2O, в качестве галогена по меньшей мере один галоген из группы F, Cl при следующем соотношении компонентов, мас. Cr2O3 72,0-86,0 Al2O3 1,0-2,5 MgO 1,5-5,0 SiO2 10,5-14,0 Fe2O3 + FeO 0,5-4,7
по меньшей мере один
щелочной оксид из группы Na2O, K2O, Li2O 0,4-1,5
по меньшей мере один галоген из группы F, Cl 0,1-0,3
По экспериментальным данным содержание Cr2O3 в плавленолитом огнеупоре должно находиться в пределах 72,0-86,0% При меньшем количестве оксида хрома не обеспечивается требуемая коррозионная стойкость огнеупора. Введение в огнеупор более 86,0% Cr2O3 ухудшает технологичность изготовления огнеупорных изделий из-за больших затруднений реализации электроплавки.
Количество Al2O3 в пределах 1,0-2,5% обусловлено требованиями достижения необходимых литейных свойств расплава. Однако, повышение содержания Al2O3 сверх 2,5% приводит к снижению коррозионной стойкости огнеупорного материала в расплаве бесщелочного силикатного стекла.
Содержание 1,5-5,0% MgO определено экспериментально, как обеспечивающее формирование в составе кристаллической фазы огнеупора шпинелида MgCr2O4, характеризующегося высокой релаксационной способностью, снижающей трещиноватость изделий, а также коррозионной устойчивостью к действию бесщелочного силикатного расплава.
Повышение MgO сверх 5% приводит к перераспределению его между компонентами к образованию соединения MgAl2O4, менее устойчивого в бесщелочных силикатных расплавах.
Технологичность изготовления огнеупорных изделий (высокая проплавляемость шихты и высокая удельная производительность плавильного агрегата) обеспечивается оптимальным содержанием компонентов: 10,5-14,0% SiO2; 0,5-4,7% Fe2O3 + FeO, по меньшей мере одного щелочного оксида из группы Na2O, К2O, Li2O), в количестве 0,4-1,5% Кремнезем в совокупности с оксидами железа и щелочных металлов, а также галогенами (F, Cl), способствует высокой степени проплавляемости шихты в печи, обеспечивает требуемую жидкотекучесть расплава и высокую удельную производительность по расплаву плавильного агрегата, а также обеспечивает низкую пористость огнеупорных изделий.
Количество кремнезема в пределах 10,5-14,0% определяется также необходимостью образования в огнеупоре стекловидной фазы, предотвращающей растрескивание изделий при их отжиге. Снижение содержания SiO2 менее 10,5% ведет к увеличению трещиноватости отливок, уменьшению выхода годных изделий. Повышение содержания SiO2 сверх 14,0% снижает коррозионную стойкость огнеупора.
Содержание в составе огнеупора по меньшей мере одного из щелочных оксидов Na2O, K2O, Li2O в пределах 0,4-1,5% и по меньшей мере одного из галогенов в пределах 0,1-0,3% обеспечивает достаточную тугоплавкость стекловидной фазы огнеупора и технологичность изготовления изделий без трещин. Однако увеличение содержания щелочного оксида сверх 1,5% хотя и снижает пористость изделий ведет к уменьшению коррозионной стойкости огнеупора. Повышение содержания галогена (F, Cl) свыше 0,3% является нерациональным, так как увеличивает пористость огнеупорных изделий при эксплуатации.
Наличие в составе огнеупора оксидов железа (Fe2O3 + FeO) в количестве 0,5-4,7% улучшает технологичность изготовления изделий вследствие повышения жидкотекучести расплава и увеличения степени проплавляемости шихты. При повышении содержания оксидов железа свыше 4,7% хотя и снижается пористость изделий, наблюдается снижение коррозионной стойкости огнеупора.
Для получения огнеупорного материала подготавливали шихты, состоящие из окиси хрома, глинозема, окиси магния, хромового концентрата, кварцевого песка, карбонатов калия, натрия, лития, а также карналлита и криолита. Шихты плавили в электродуговой печи с диаметром корпуса 1200 мм при напряжении 130-170 В и токе 0,8-1,7 кА. Расплав заливали в графитовые литейные формы, после чего отливки размером 180 х 250 х 300 мм отжигали в естественных условиях в термоящиках с диатомитовой засыпкой в течение 3-4 сут.
Конкретные составы предлагаемого огнеупорного материала представлены в табл.1.
Степень проплавляемости (Кпр.,) шихты огнеупорного материала определяли по формуле:
Kпр 100 где Sn площадь внутреннего сечения корпуса печи (Sn π R2, где R 600 мм);
Sр площадь поверхности расплава огнеупорного материала внутри печи после плавления шихты в течение 60 мин.
Удельная производительность плавильного агрегата характеризует массу расплава огнеупора, сливаемого в литейную форму после плавления шихты огнеупора в течение 60 мин.
За 100% принята удельная производительность плавильного агрегата при получении огнеупорного материала состава 2 (табл.1-2).
Определение коррозионной стойкости огнеупорных материалов проводили в расплаве бесщелочного силикатного стекла состава, мас. SiO2 54,0; Al2O3 14,5; B2O3 10,0; CaO 16,5; MgO 4,0; F 0,5; в статических условиях при температуре 1480оС в течение 24 ч. Коррозионную стойкость (скорость коррозии) образцов огнеупора определяли по изменению линейных размеров (сечение образцов 10 х 10 мм) на уровне стекла после коррозионных испытаний.
Из табл. 2 следует, что огнеупорный материал предлагаемых составов (составы 1-4) имеет в 1,5-2 раза меньшую скорость коррозии в расплаве бесщелочного силикатного стекла, характеризуется меньшей пористостью, обладает более высокой технологичностью изготовления изделий по сравнению с известным огнеупором (составы 5-6).
Использование предлагаемого изобретения позволяет организовать производство плавленолитого хромсодержащего огнеупора, характеризующегося высокой технологичностью изготовления крупногабаритных огнеупорных изделий и высокой коррозионной стойкостью к расплавам бесщелочного силикатного стекла.
Формула изобретения: ПЛАВЛЕНОЛИТОЙ ХРОМСОДЕРЖАЩИЙ ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ, включающий Cr2O3, Al2O3, MgO, SiO2, Fe2O3, FeO, R2O и галоген, отличающийся тем, что он в качестве R2O содержит по меньшей мере один щелочной оксид из группы: Na2O, K2O, Zi2O, в качестве галогена по меньшей мере один галоген из группы F, Cl при следующем соотношении компонентов, мас.
Cr2O3 72,0 86,0
Al2O3 1,0 2,5
MgO 1,5 5,0
SiO2 10,5 14,0
Fe2O3 + FeO 0,5 4,7
По меньшей мере один щелочной оксид из группы: Na2O, K2O, Zi2O 0,4 1,5
По меньшей мере один галоген из группы: F, Cl 0,1 0,3