Самоспекающийся огнеупорный шамотный бетон

(51) С 04 В 28/30 (2009.01) С 04 В 35/04 (2009.01) С 04 В 22/06 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ ремонта и футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Техническим результатом является повышение огнеупорности и предела прочности футеровки на сдвиг. Это достигается тем, что самоспекающийся огнеупорный шамотный бетон, содержит алюминий АПВ-1, шамот, мертель шамотный МШ-45, сульфат магния,жидкое стекло,при следующем соотношении мас.шамот 40-45 алюминий АПВ-1 4-5 жидкое стекло 4-5 мертель шамотный МШ-45 30-35 сульфат магния 15-17(72) Нухулы Алтынбек Сатбаев Баймухан Нурлыбаевич Свидерский Александр Константинович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный педагогический институт Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО БЕТОНА(57) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для 22399 Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для ремонта и футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Известна огнеупорная масса для футеровки А.с. СССР 963975, С 04 ВЗЗ/22, 1983, содержащая мас. глину огнеупорную 5-15 магний сернокислый 3-10 жидкое стекло 3-10 шамот 65-89 Недостатком известного состава является недостаточно высокая кажущаяся плотность футеровки (2,14-2,18 г/см 3), изготовленная из получаемой массы. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату и взятым в качестве прототипа является самоспекающийся состав для кладки и обмазки огнеупорных изделий Предварительный патент РК 8268, С 04 В 35/00, 1999, используемый для футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Известный состав содержит следующие компоненты, мас.алюминий 6-8 шлак ферохрома 16-18 глина огнеупорная 32-36 жидкое стекло 9-11 шамот остальное Недостатком известного состава является недостаточно высокая кажущаяся плотность футеровки (2,4 г/см 3) и предел прочности на сдвиг(16 МПасдв). В связи с этим поставлена задача - разработать самоспекающийся огнеупорный бетон, обладающий повышенными прочностными и огнеупорными характеристиками. Техническим результатом является повышение огнеупорности и предела прочности футеровки на сдвиг. Это достигается тем, что самоспекающийся огнеупорный шамотный бетон, содержит алюминий АПВ-1, шамот, жидкое стекло, сульфат магния и мертель шамотный МШ-45, при следующем соотношении мас.шамот 40-45 алюминий АПВ-1 4-5 жидкое стекло 4-5 мертель шамотный МШ-45 30-35 сульфат магния 15-17 Предлагаемое соотношение и содержание компонентов в самоспекающемся огнеупорном шамотном бетоне позволяет повысить его огнеупорные свойства при самоспекании за счет экзотермических реакций, протекающих между сульфатом магния, жидким стеклом, кремнеземом мертель шамотного и восстановителем алюминием с получением необходимого количества в огнеупорном бетоне тугоплавкого оксида алюминия. 4 А 3203422 3 Образовавшийся 2 по реакции (1) вступает в реакцию с оксидом алюминия из мертель шамотного и выделяющимся по реакции (2). 22 А 2 О 322(5) Как следует из приведенных реакций (1-3) составляющие компоненты предлагаемого состава выполняют активную роль в процессе спекания экзотермической смеси. Продукты реакции обогащаются высокоогнеупорными, с низкой пористостью и высокой плотностью соединениями и окислами типа 2 и избыточным количеством оксида алюминия,повышая тем самым температурную прочность футеровки, без раковин и пустот,обеспечивающий высокую степень сцепления огнеупорного состава при высоких температурах службы, обеспечивая создание износостойкой футеровки. За счет введения в смесь сульфата магния в огнеупорном шамотном бетоне не только увеличивается количество оксида алюминия в изделиях (4,5), но и обеспечивается необходимая начальная прочность бетона при твердении состава,что в свою очередь оказывает положительное влияние на монолитность и огнеупорность шамотного бетона при самоспекании состава. Благодаря присутствию в рецептуре состава огнеупорного шамотного бетона алюминия (АПВ-1,дисперсность частиц 0-100 мкм), являющегося восстановителем, процесс в заданных пределах становится более регулируемым, что дает возможность получать целевой продукт заданного качества. При самоспекании состава ввиду высокой температуры экзотермических реакций (1-5),протекающих активно,продукты реакции получаются в расплавленном состоянии, поэтому используют прием введения наполнителя в виде шамота (дешевого и легкодоступного компонента),который разбавляет продукты спекания и снижает температуру до необходимой для самоспекания огнеупорного состава (850-1850 С). Таким образом, предлагаемое содержание и соотношение компонентов в самоспекающемся огнеупорном шамотном бетоне в виде окислителей сульфата магния, жидкого стекла, кремнезема мертель шамотного и восстановителя-алюминия позволяет получить экзотермическую смесь,самоспекающуюся при достижении температуры 850 С в тепловом агрегате, где огнеупорный состав подвергается термообработке с получением твердых продуктов спекания, обладающих повышенной огнеупорностью (2200-2250 С). При содержании алюминия более 5 мас.,мертель шамотного более 35 мас., сульфата магния более 17 мас., жидкого стекла более 5 мас. температура самоспекания повышается до температуры плавления, огенупорные изделия размягчаются, деформируются, что приводит к нарушению их целостности. При содержании алюминия менее 4 мас., мертель шамотного менее 30 мас., сульфата магния менее 15 мас., жидкого 22399 стекла менее 4 мас. самоспекания затухает, не происходит экзотермических реакций, необходимых для получения огнеупора, что приводит к потере его качества, прежде всего снижению огнеупорности. Количественное содержание наполнителя шамотной фракции, в заявленных пределах,обеспечивает предотвращение оплавления состава в процессе самоспекания смеси, что ведет к уменьшению объема, снижению образования пор и раковин и диктуется необходимостью получить устойчивое самоспекание экзотермической смеси,приводящее к получению качественного огнеупора,а также с учетом заданного содержания алюминия в составе огнеупорного шамотного бетона. Отклонения от заявленного состава приводит к получению некачественного огнеупорного шамотного бетона. При изготовления состава были использованы- алюминий марки АПВ-1, дисперсностью не более 100 мкм- шамот с дисперсностью фракции не более 10 мм- мертель шамотный МШ-45, дисперсностью не более 0,088 мм следующего состава мас. - 2 55, А 2 О 3 - 39, 23, - 6- жидкое стекло плотностью 1,36 - 1,38 кг/м 3. Предлагаемый самоспекающийся огнеупорный шамотный бетон может быть изготовлен следующим образом. Пример 1 Для производства 100 кг само спекающегося огнеупорного шамотного бетона берется 45 кг шамота 5 кг алюминия АПВ-1 5 кг жидкого стекла 30 кг мертель шамотного МШ-45 15 кг сульфата магния. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм, шамота - не более 10 мм. Огнеупорный шамотный бетон готовится в смесителе типа бегунов или шнекового типа. Сначала засыпается заполнитель из шамота,перемешивают 2-3 мин, затем поочередно засыпается алюминий, сульфат магния, мертель шамотный МШ-45, заливается жидкое стекло,тщательно перемешивают 8-10 минут, после чего бетон разгружают в тару и подают на укладку. При использовании огнеупорного шамотного бетона для футеровки тепловых агрегатов в процессе вывода агрегата на рабочую температуру при достижении температуры 850 С происходит самоспекание покрытия в течении 40 мин. После самоспекания бетон имеет огнеупорность 2200 С. Температурная прочность и плотность при использовании составляет более 2,4 кг/м 3 Пример 2 Для производства 100 кг самоспекающегося огнеупорного шамотного бетона берется 40 кг шамота 4 кг алюминия АПВ-1 4 кг жидкого стекла 35 кг мертель шамотного МШ-45 17 кг сульфата магния. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм, шамота - не более 10 мм. Огнеупорный шамотный бетон готовится аналогично Примеру 1. После самоспекания бетон имеет огнеупорность 2210 С. Температурная прочность и плотность при использовании составляет более 2,4 кг/м 3 Пример 3 Для производства 100 кг самоспекающегося огнеупорного шамотного бетона берется 42,5 кг шамота 4,5 кг алюминия АПВ-1 4,5 кг жидкого стекла 32,5 кг мертель шамотного МШ-45 16 кг сульфата магния. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм, шамота - не более 10 мм. Огнеупорный шамотный бетон готовится аналогично Примеру 1. После самоспекания бетон имеет огнеупорность 2250 С. Температурная прочность и плотность при использовании составляет более 2,4 кг/м 3. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Состав для изготовления огнеупорного бетона,содержащий алюминий, жидкое стекло, шамот,отличающийся тем, что дополнительно содержит сульфат магния и мертель шамотный при следующем соотношении, мас.шамот 40-45 алюминий АПВ-1 4-5 жидкое стекло 4-5 мертель шамотный МШ-45 30-35 сульфат магния 15-17.