Самоспекающаяся огнеупорная торкрет-масса

(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 высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Технический результат, достигаемый этим изобретением, состоит в повышение огнеупорности и повышении пластичности и предела прочности огнеупорного состава. Это достигается тем, что само спекающаяся огнеупорная торкрет-масса, содержит алюминий АПВ-1,магнезит в виде магнезитового порошка П-91,лигносульфонат, мертель шамотный и сульфат магния, при следующем соотношении мас. алюминий АПВ-1 7-10 магнезитовый порошок П-91 55-60 лигносульфонат 3-4 мертель шамотный МШ-39 14-16 сульфат магния 15-16.(72) Нухулы Алтынбек Сатбаев Баймухан Нурлыбаевич Свидерский Александр Константинович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный педагогический институт Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для горячего ремонта и футеровки 22400 Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для горячего ремонта и футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Известна огнеупорная смесь для наплавки А.с. СССР 1474153(51)4, С 04 В 35/68, 41/87,опубл. 1989, содержащая ма. динасовый мертель 50-70 алюминий 2-5 кремний 8-15 диабазовая мука 10-30 Недостатком известного состава является то, что она удовлетворительна только для ремонта горизонтальных поверхностей, а для ремонта вертикальных участков кладки не может быть использована, т.к. образует большое количество жидкоподвижной фазы. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату и взятым в качестве прототипа является самоспекающийся состав для изготовления огнеупорных кирпичей Предварительный патент РК 10434, С 04 В 35/04, опубл. 2001,используемый для кладки футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Известный состав содержит следующие компоненты, ма. алюминий ПА-4 1-3 глина огнеупорная 43-46 жидкое стекло 8-9 лигносульфонат 1-3 магнезит остальное Недостатком известного состава является то, что жидкое стекло, содержащееся в огнеупорной массе,повышает в ней содержание щелочных окислов и способствует снижению температуры появления жидкой фазы при нагревании, что влечет понижение ее огнеупорных свойств,в частности,температурной прочности и плотности при использовании, которая составляет 2,14-2,18 кг/м 3. В связи с этим поставлена задача - разработать самоспекающийся огнеупорную торкрет-массу,обладающую повышенными прочностными и огнеупорными характеристиками. Техническим результатом является повышение огнеупорности, пластичности и предела прочности огнеупорного состава. Это достигается тем, что самоспекающаяся огнеупорная торкрет-масса содержит алюминий АПВ-1, магнезит в виде магнезитового порошка П 91, сульфат магния, мертель шамотный и лигносульфонат, при следующем соотношении мас. алюминий АПВ-1 7-10 магнезитовый порошок П-91 55-60 лигносульфонат 3-4 мертель шамотный МШ-39 14-16 сульфат магния 15-16 Предлагаемое соотношениеи содержание компонентов в самоспекающейся огнеупорной торкрет-массе позволяет повысить ее огнеупорные свойства при самоспекании за счет экзотермических реакций, протекающих между сульфатом магния,2 магнезитовым порошком и восстановителем алюминием с получением необходимого количества в огнеупорном бетоне тугоплавкого оксида алюминия. 24 41 - 2232(5) Продукты реакции обогащаются высокоогнеупорными, с низкой пористостью и высокой плотностью соединениями и избыточным количеством оксида алюминия, повышая тем самым температурную прочность торкрет-слоя, без раковин и пустот, в результате чего образуются плотные и прочные слои, обеспечивающие высокую степень их сцепления на поверхности тепловых агрегатов при высоких температурах службы,обеспечивая создание износостойкой футеровки,при давлении 16-20 МПасда и плотности 2,2-2,4 кг/м 3. При самоспекании состава ввиду высокой температуры экзотермических реакций (1-4),протекающих активно, с большим выделением тепла,продукты реакции получаются в расплавленном состоянии, поэтому используют прием введения наполнителя в виде мертель шамотного МШ-39 (дешевого и легкодоступного компонента),который разбавляет продукты спекания и одновременно снижает температуру до необходимой для самоспекания огнеупорного состава (850-1850 С). Количественное содержание наполнителя мертель шамотный МШ-39, 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,приводящего к получению качественного торкретслоя, а также с учетом заданного содержания алюминия в торкрет - массе (5). Добавление к само спекающейся торкрет-массе лигносульфоната в смеси с мертель шамотным приводит к усилению пластифицирующих свойств этих компонентов по сравнению с пластифицирующими свойствами каждого компонента в отдельности. При этом достигаются оптимальные условия не только для пластифицирующей смеси, но и для образования структуры торкрет-слоя на ремонтируемой поверхности. Предлагаемое содержание сульфата магния в составе не только увеличивает количество оксида алюминия в изделиях, но и обеспечивает необходимую начальную прочность торкрет-слоя при твердении состава, что в свою очередь оказывает положительное влияние на монолитность и огнеупорность торкрет-массы при самоспекании состава. Благодаря присутствию в рецептуре состава торкрет-массы алюминия (АПВ-1, дисперсность частиц 0-100 мкм), играющего роль восстановителя, 22400 в заданных пределах процесс становится более регулируемым, что дает возможность получать целевой продукт заданного качества. Таким образом, предлагаемое содержание и соотношение компонентов в самоспекающейся торкрет-массе в виде окислителей - сульфата магния, магнезитового порошка и восстановителя алюминия позволяет получить экзотермическую смесь,самоспекающуюся при достижении температуры 850 С в тепловом агрегате, где производится ремонт с получением твердых продуктов спекания, обладающих повышенной огнеупорностью (2000-2050 С). При содержании сульфата магния более 16 мас., алюминия более 10 мас., магнезитового порошка более 60 мас. температура самоспекания повышается до температуры плавления, образуется большое количество жидкоподвижной фазы,торкрет-слои деформируются, что приводит к нарушению их целостности. При содержании сульфата магния менее 15 мас., алюминия менее 7 мас., магнезитового порошка менее 55 мас. процесс самоспекания затухает, не происходит экзотермических реакций, необходимых для получения огнеупорного слоя, что приводит к потере его качества, прежде всего снижению огнеупорности. Отклонения от заявленного состава приводит к получению некачественной огнеупорной торкретмассе. При изготовления состава были использованы- алюминий марки АПВ-1, дисперсностью не более 100 мкм- мертель шамотный МШ-39, дисперсностью не более 0,088 мм следующего состава мас. 2 55, А 12 О 3 - 39, 23, - 6- сульфат магния 472, природный,дисперсностью не более 20 мкм. Предлагаемая самоспекающаяся огнеупорная торкрет-масса может быть изготовлен следующим образом. Пример 1 Для производства 100 кг самоспекающейся огнеупорной торкрет-массы берется 16 кг мертель шамотного МШ-39 10 кг алюминия АПВ-1 55 кг магнезитового порошка П-91 15 кг сульфата магния 4 кг лигносульфоната. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм, мертель шамотного - не более 0,088 мм. Огнеупорная торкрет-масса готовится в смесителе типа бегунов или шнекового типа. Сначала засыпается заполнитель из мертель шамотного, перемешивают 2-3 мин, затем поочередно засыпается алюминий, сульфат магния,магнезитовый порошок П-91, лигносульфонат,тщательно перемешивают 8-10 минут, после чего торкрет-массу разгружают в тару и подают на укладку. При использовании огнеупорной торкрет-массы для ремонта тепловых агрегатов в процессе вывода агрегата на рабочую температуру при достижении температуры 850 С происходит самоспекание покрытия в течении 40 мин. После самоспекания торкрет-масса имеет огнеупорность 2000 С. Температурная прочность и плотность при использовании составляет более 2,4 кг/м 3 Пример 2 Для производства 100 кг самоспекающейся огнеупорной торкрет-массы берется 14 кг мертель шамотного МШ-39 7 кг алюминия АПВ-1 60 кг магнезитового порошка П-91 16 кг сульфата магния 3 кг лигносульфоната. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм, мертель шамотного - не более 0,088 мм. Огнеупорная торкрет-масса готовится аналогично Примеру 1. После самоспекания торкрет-масса имеет огнеупорность 2030 С. Температурная прочность и плотность при использовании составляет более 2,4 кг/м 3 Пример 3 Для производства 100 кг самоспекающейся огнеупорной торкрет-массы берется 15 кг мертель шамотного МШ-39 8,5 кг алюминия АПВ-1 57,5 кг магнезитового порошка П-91 15,5 кг сульфата магния 3,5 кг лигносульфоната. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм, мертель шамотного - не более 0,088 мм. Огнеупорная торкрет-масса готовится аналогично Примеру 1. Температурная прочность и плотность при использовании составляет более 2,4 кг/м 3. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Самоспекающаяся огнеупорная торкрет-масса,содержащая алюминий, магнезит и лигносульфонат,отличающаяся тем, что в качестве магнезита используют магнезитовый порошок П-91, и дополнительно содержит мертель шамотный и сульфат магния при следующем соотношении,мас. алюминий АПВ-1 7-10 магнезитовый порошок 11-91 55-60 лигносульфонат 3-4 мертель шамотный МШ-39 14-16 сульфат магния 15-16.