Масса для изготовления изделий, используемых при алюмотермитной сварке

(51) 04 35/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ заключается в том, что она в качестве связующего компонента содержит жидкое стекло с плотностью 1,2-1,5 г/см 3,при следующем соотношении компонентов, мас. Хромсодержащий компонент 60-70 Жидкое стекло 10-15 Периклаз остальное. Масса в качестве хромсодержащего компонента может содержать отходы обогащения хромитовой руды с содержанием оксида хрома 22-32 мас. . Преимуществом предлагаемой массы является возможность изготовления из не качественных изделий сложной формы, создание изделий,имеющих высокую прочность и ещ упрочняющихся в процессе эксплуатации,возможность использования доступных компонентов, отходов обогащения хромитовой руды.(73) Акционерное общество Казахская академия транспорта и коммуникаций им. М.Тынышпаева(54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ,ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ АЛЮМОТЕРМИТНОЙ СВАРКЕ(57) Изобретение относится к области производства огнеупоров. Масса для изготовления изделий, используемых при алюмотермитной сварке содержит хромсодержащий компонент, периклаз и связующий компонент. Отличие предлагаемой массы 20684 Изобретение относится к области производства огнеупоров и может быть использовано для изготовления изделий, которые используются при алюмотермитной сварке. Известна самоспекающаяся масса для изготовления изделий, известная из предварительного патента РК 7402, МПК С 04 В 35/04, публ. 15.04.1999 г.). Она содержит компоненты при следующем их соотношении, мас. Сульфат магния 7-13 Алюминий 3-7 Хромитовая руда 10-12 Сульфитно-дрожжевая бражка 4-6 Магнезит остальное. Из этой известной массы невозможно получить качественные изделия сложной формы, используемые при алюмотермитной сварке. Недостатком является также то, что для получения изделий необходим высокотемпературный обжиг (9501000 С в течение 40 мин). Известна масса для изготовления огнеупорных изделий (А. с. СССР 1477713, МПК С 04 В 28/26,публ. 07.05.1989 г.). Она содержит следующие компоненты, мас. Жидкое стекло 10,0-13,0 Глинозем 4,0-8,0 Кремнефтористый натрий 2,5-7,0 Каустический магнезит 30,0-34,0 Каолин 7,0-11,0 Шамотный наполнитель остальное. Изделия, полученные из известной массы, имеют недостаточно высокую огнеупорность (14501460 С). В качестве ближайшего аналога выбрана масса для изготовления магнезиальнохромитовых изделий, используемых как огнеупоры (А СССР 1047877, МПК С 04 В 35/04, публ. 15.10.1983 г.). Она содержит хромсодержащий компонент хромитовую руду, периклаз и связующий компонент, в частности сульфитно-дрожжевую бражку при следующем соотношении компонентов, мас.Хромитовая руда 27-48 Периклаз 40-66 Связующий компонент 5-14. Из известной массы невозможно получить качественные изделия сложной формы, каковыми являются изделия, используемые при алюмотермитной сварке. Для получения изделий используется высокотемпературный обжиг(1710 С). В основу изобретения положена задача создания массы для изготовления изделий, используемых при алюмотермитной сварке, которая обеспечивает получение качественных прочных изделий сложной формы, упрочняющихся при алюмотермитной сварке и имеющих достаточную огнеупорность, а также использовать доступные компоненты, в том числе отходы обогащения хромитовой руды. Технический результат - возможность изготовления качественных изделий сложной формы,повышение прочности,создание изделий,упрочняющихся в процессе эксплуатации,возможность использования доступных 2 компонентов, отходов обогащения хромитовой руды. Для достижения указанного технического результата масса для изготовления изделий используемых при алюмотермитно сварке,содержащая хромсодержащий компонент, периклаз и связующий компонент, в соответствии с изобретением, в качестве связующего компонента содержит жидкое стекло с плотностью 1,2-1,5 г/см 3,при следующем соотношении компонентов, мас. Хромсодержащий компонент 60-70 Жидкое стекло 10-15 Периклаз остальное. Предпочтительно масса для изготовления изделий, используемых при алюмотермитной сварке, в качестве хромсодержащего компонента содержит отходы обогащения хромитовой руды с содержанием оксида хрома 22-32, мас Использование в качестве связующего компонента жидкого стекла позволяет исключить обжиг отформованных изделий, что упрощает способ и снижает его энергомкость. Кроме того,полученная масса обладает высокой пластичностью,что позволяет изготавливать изделия необходимой сложной формы, которые после тепловой обработки не имеют трещин и сколов и имеют необходимую прочность при установке изделий на рельсы при алюмотермитной сварке. Прочность изделиям обеспечивают образованные гидратные соединения ,переходящие и коллоидного в камневидное состояние при затвердевании при взаимодействии оксидов кальция , кремния и алюминия с водой 2222 - 232 Указанное соотношение компонентов в массе является оптимальным. При использовании в массе хромсодержащего компонента менее, чем 60 мас.,снижается огнеупорность получаемых изделий, а при содержании в массе более 70 ма. хромсодержащего компонента снижается прочность получаемых изделий. Содержание в массе жидкого стекла менее 10 мас. приводит к понижению прочности изделий и невозможности получить качественные изделия сложной формы, а при содержании жидкого стекла более, чем 15 мас.,изделия получаются недостаточно огнеупорными. Плотность жидкого стекла в пределах 1,2-1,5 г/см 3 обеспечивает связываемость и подвижность массы при формовании. При алюмотермитной сварке за счт использования высокой температуры (1550 С) в изделиях происходит образование огнеупорных шпинельных соединений при взаимодействии оксида магния из соединений периклаза и оксидов хрома и алюминия хромсодержащего компонента 23- 22 С 2 О 3 А 12 О 3(А 1 С)2 О 3 Также при алюмотермитной сварке при температуре 13551450 С идет взаимодействие силикатов с периклазом и образуются огнеупорные соединения метасйликат магния и ортасиликат магния - форстерит, обладающие огнеупорностью 1537 С и 1890 С. Образующееся свободное железо 20684 при взаимодействии хромита и периклаза уже при температуре 1330 С вступает в реакцию с оксидом магния, образуя магнезитоферрит. Т.е. в процессе алюмотермитной сварки в изделиях образуются огнеупорные соединения, дополнительно повышая их прочность и огнеупорность. Массу и изделия из не получают следующим образом. Исходные материалы 1. отходы обогащения хромитовых руд Кемпирсайского месторождения, Актюбинская область с содержанием оксида хрома 22-32 мас. и с содержанием оксидов кремния и кальция до 12 мас., фракции менее 2,0 мм 2. периклаз с содержанием оксида магния 99,2 фракции менее 0,063 мм 3. натриевая силикат-глыба Компоненты Пример 1 Отходы обогащения хромитовых руд с содержанием оксида хрома 22 26 32 Хромитовая руда Жидкое стекло плотностью 1,2 г/см 3 1,3 г/см 3 1,5 г/см 3 Сульфитно-дрожжевая бражка Периклаз Показатели Натриевую силикат-глыбу измельчают и заливают горячей водой до получения жидкого стекла плотностью 1,2-1,5 г/см 3. Для получения массы смешивают отходы обогащения хромитовых руд, периклаз и жидкое натриевое стекло в следующих соотношениях, мас. Отходы обогащения хромитовых руд 60-70 Жидкое стекло 10-15 Периклаз остальное Заполняют формы изделий полученной массой,уплотняют вибрированием с последующей термообработкой при 250-450 С в течение 12 час, а затем расформовывают. Примеры составов массы, для изготовления изделий, используемых при алюмотермитной сварке приведены в таблице 1, а свойства полученных изделий в таблице 2. Таблица 1. Содержание компонентов, мас. Пример 2 Пример 3 Пример 4 Ближайший аналог Предел прочности при 70 сжатии, МПа Пористость,16 Плотность, г/см 2 3,2 Огнеупорность,С 1600 Изделия, изготовленные из предлагаемой массы,имеют более высокую прочность, а также высокую огнеупорность, необходимую для алюмотермитной сварки рельсов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Масса для изготовления изделий,используемых при алюмотермитной сварке,содержащая хромсодержащий компонент, периклаз и связующий компонент, отличающаяся тем, что 18 19 25 3,3 3,5 3,2 1700 1700 1700 она в качестве связующего компонента содержит жидкое стекло с плотностью 1,2- 1,5 г/см 3 при следующем соотношении компонентов, мас. Хромсодержащий компонент 60-70,Жидкое стекло 10-15,Периклаз остальное. 2. Масса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве хромсодержащего компонента содержит отходы обогащения хромитовой руды с содержанием оксида хрома 22 - 32 мас.