Доломитовый огнеупор

/ ОПИСАНИЕ РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ 09) у (Шб 9 1 о(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(21) Номер заявки а 20011108 (72) Авторы Белов Иван Афанасьевич Со(22) 2001.12.27 коловский Леонид Викторович Под(46) 2005.03.30 лузский Евгений Яковлевич Бацевичусреспубликанское унитарное предпри- НовиЦкая Ирина Фремонтовна (ВУ)ятие НИИСМ (ВУ) (73) Патентообладатель Научно-исследова тельское республиканское унитарное предприятие НИИСМ (ВУ)ДОЛОМИТОВЫЙ ОГНЕУПОР, включающий ТрЕХ- И ДВуХКаЛЬЦИЕВЫЙ силикаты, периклаз, алюМОфЕррИТЫ кальция, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО ДОПОЛНИТЕЛЬНО СОДЕРЖИТ аЛюминать 1 кальция,фосфаты кальция И силикаты магния ПрИ СЛЕДУЪОЩЕМ СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТОВ, мас. 2Изобретение относится к промышленности стройматериалов и может быть использовано при изготовлении огнеупорных изделий для футеровки обжиговых печей для производства Цемента, извести и др. материалов.Известен безобжиговый огнеупор 1, включающий периклазохромитовый лом отработанных изделий и портландЦементный клинкер с содержанием жидкой фазы 5,0-17,0 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.Недостатком Известного огнеупора является наличие в его составе оксида хрома Сг 2 О 3 в количестве 4,5-7,5 мас. . При эксплуатации огнеупора в окислительной среде при вь 1 соких температурах происходит превращение трехвалентного хрома в шестивалентный. Соединения шестивалентного хрома токсичнь 1 и создают экологическую опасность как персоналу, так и окружающей среде. Кроме того, содержащийся в огнеупорах хромит взаимодействует с компонентами обжигаемь 1 х материалов с образованием хроматов или оксихроматов, тем самым загрязняя материал.Известен безобжиговь 1 й огнеупор 2, включающий периклазоизвестковосиликатнь 1 й клинкер, получаемый из обожженной смеси известняка и дунита, и периклазовь 1 й порошок. Огнеупор состоит из трех- и двухкальциевого силикатов, четь 1 рехкальциевого алюмоферрита, периклаза, магнезиального шпинелида состава (М Ре)О (А 1, Ре)2 О 3 при следующем соотношении компонентов, мас.Известный огнеупор при вышеуказанном соотношении компонентов не обеспечивает высокую термостойкость и устойчивость к шлакам. Термостойкость огнеупора не превь 1 шает 3-х теплосмен (1300 С - вода).Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является огнеупор на основе известково-силикатно-периклазового клинкера 3, полученного из обжиговой смеси серпентинита, магнезиалЬного известняка и фосфоритной муки, включающего трех- и двухкальциевый силикаты, периклаз и алюмоферриты кальция при следующем соотношении компонентов, мас.Недостатком данного огнеупора является невысокая термостойкость, не превь 1 шающая 5 теплосмен ( 1300 С - вода).Задачей, которую решает данное изобретение, является повышение термостойкости доломитового огнеупора.Для достижения поставленной задачи доломитовый огнеупор, включающий трех- и двухкальциевый силикаты, периклаз, алюмоферриты кальция, дополнительно содержит алюминаты кальция, фосфаты кальция и силикаты магния, при следующем соотношении компонентов, мас.Указанное соотношение фаз обеспечивает повышение термостойкости доломитовогоСодержащиеся В ОГНСуПОрС трехкальциевый И ДВУХКЗЛЬЦИСВЫЙ силикаты И периклаз ЯВЛЯЮТСЯ ВЫСОКООГНСуПОрНЫМИ СОСДИНСНИЯМИ. ТРСХ- И двухкальциевый силикаты, алюминать 1 И алюмоферриты кальция ПрИ затворении ВОДОЙ обеспечивают образование ГИДросиликатов, гидроалюминатов И ГИДрОфСррИТОВ кальция, КОТОрЫС, находясь первоначально В КОЛЛОИДНОМ СОСТОЯНИИ, придают массе НСКОТОРУЪО пластичность. Масса такогосостава в дальнейшем способна К схватыванию И твердению, что предопределяет прочность изделий.Однако трехкальциевь 1 й силикат гидролизуется с образованием кроме гидросиликатов, гидроксида кальция. Поэтому огнеупор, изготовленный из доломитового клинкера с высоким содержанием С 35 и без СаОсвоб, неизбежно будет содержать последний после обжига изделий. При охлаждении происходит гашение Са 0 влагой воздуха, сопровождающееся увеличением объема в 2,5 раза. Этот процесс в значительной степени нарушает структуру цементного камня. Постепенное удаление воды из гидратированных 3-С 25, С 3 А и С 4 АР при нагревании незначительно влияет на изменение прочности.За счет уменьшения содержания трехкальциевого силиката и введения в состав огнеупора фосфатов кальция и силикатов магния снижается негативное влияние оксида кальция за счет его химического связывания с образованием высокоогнеупорных фосфатов и силикатов кальция и, следовательно, повышается термостойкость огнеупора.При содержании трехкальциевого силиката выше указанных пределов снижается термостойкость огнеупора.Если содержание трехкальциевого силиката менее указанных пределов, содержание двухкальциевого силиката более заявляемых пределов, то снижается скорость нарастания прочности огнеупора, и для получения прочного сырца требуется длительное вь 1 держивание его во влажных условиях.При уменьшении содержания двухкальциевого силиката ухудшается термостойкость.Уменьшение количества периклаза в составе заявляемого огнеупора снижает показатели термостойкости и огнеупорности. Максимальное содержание периклаза ограничивается свойствами исходного сырья.Уменьшение содержания алюминатов и алюмоферритов кальция ниже указанного предела снижает термостойкость огнеупора в результате ухудшения его спекания увеличение содержания указанных фаз приводит к снижению термостойкости из-за повышения содержания жидкой фазы.Содержание фосфатов кальция и силикатов магния в указанных пределах обеспечивает полное связывание Са 0 огнеупора в высокотемпературные фосфаты и силикаты кальция.Доломитовый огнеупор изготавливают путем смешивания исходных компонентов, затворения полученной смеси водой до влажности 7 , перемешивания массы в течение 510 минут, прессования изделий и выдержки спрессованного сырца во влажных условиях,после чего изделия готовы к эксплуатации.Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами.Для изготовления образцов по предлагаемому изобретению использовали доломитовь 1 й стабилизированный клинкер различного минерального состава, полученный путем обжига сырьевого шлама, состоящего из доломитовой муки по ГОСТ 14050-93, кварцевого песка по ГОСТ 22551-77 и фосфорсодержащего компонента (апатитового концентрата по ГОСТ 22275-80). Доломитовая мука следующего химического состава, мас. 5102 3,29 А 1203 - 0,37 Ре 203 - 0,35 Са 0 - 28,32 МО - 19,64 Т 102 - 0,01 К 20 - 0,13 1 Та 20 0,05 п.п.п. - 46,39. Химический состав кварцевого песка следующий, мас. 5102 - 98,25 А 1203 - 0,26 136203 - 0,38 Са 0 - 0,37 11.11.11. - 0,16. Химический состав апатитового концентрата следующий, мас. 5102 - 0,49 А 1203 - 0,69 Са 0 - 49,92 Р 205 - 40,08 п.п.п. - 2,67. Для получения доломитового клинкера с различным минералогическим составом соотношение доломитовой муки, кварцевого песка и апатитового концентрата рассчитывают, исходя из коэффициента насыщения кремнезема известью. Исходную сырьевую смесь размалывают до фракции размером менее 0,09 мм, увлажняют водой, гранулируют и обжигают при температуре 1550-1570 С с выдержкой при максимальной температуре 1-1,5 ч.В качестве силиката магния использовали тальк 3 М 30-45102-Н 20.Свойства огнеупоров определяют на прессованных цилиндрических образцах диаметром и высотой 50 мм, изготовленных на гидравлическом прессе при давлении прессова В 16910 С 1ния 1000 кгс/см 2. Образцы выдерживают во влажных условиях в течение 7 суток, сушат при температуре 10515 С до остаточной влажности 0,8-1,0 , проводят их испытание натермостойкость (1300 С - вода) и определяют максимальную температуру применения по ГОСТ 20910-90. Фазовый состав образцов и их свойства приведены в таблице.Значение Показатель по изобретению запредельный известныйИз таблицы видно, что образцы предлагаемого огнеупора имеют более высокую термостойкость по сравнению с известным огнеупором. Термостойкость предлагаемого огнеупора составляет 10 теплосмен, что позволяет увеличить срок службы футеровки теплового агрегата, тем самым сокращая расходы, связанные с ремонтом оборудования. Показатель по максимальной температуре применения находится на уровне прототипа.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.