Состав для изготовления огнеупорного бетона

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ агрегатов цветной и черной металлургии, а именно для изготовления стеновых блоков для футеровки дуговых печей плавки и т.д. Технический результат, достигаемый этим изобретением, состоит в повышение огнеупорности и повышении предела прочности футеровки. Это достигается тем, что самоспекающийся огнеупорный бетон, содержит алюминий АПВ-1,магнезит в виде магнезитового порошка П-91,сульфат магния, углеродный компонент в виде сажи и наполнитель в виде хромомагнезитового порошка,при следующем соотношении мас. хромомагнезитовый порошок 23-25 алюминий АПВ-1 4-5 сульфат магния 15-17 магнезитовый порошок П-91 50-54 сажу 3-4(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 ремонта и футеровки высокотемпературных 22766 Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для ремонта и футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии, а именно для изготовления стеновых блоков для футеровки дуговых печей плавки и т.д. Известна огнеупорная масса для монолитной футеровки и ремонта тепловых агрегатов А.с. СССР 963975, С 04 В 33/22, 1983, содержащая мас. глину огнеупорную 1-11 магний сернокислый 4-10 порошок обожженного магнизита 13-35 шамот остальное 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 изготовления огнеупорных кирпичей Предварительный патент РК 10197, С 04 В 35/00, 2001, используемый для футеровки высокотемпературных агрегатов цветной и черной металлургии. Известный состав содержит следующие компоненты, ма. сульфат магния 5-7 алюминий ПА-4 3-4 магнезит 45-50 углеродистый компонент, в виде карбоната магния 7-10 вода 7-8 наполнитель, в виде боя магнезитохромового кирпича остальное Недостатком известного состава является то, что при разложении карбонат магния при температуре 830-910 С выделяется достаточно большое количество окиси углерода, что делает огнеупор пористым и снижает его огнеупорность и в него из плавки проникают шлаковые расплавы, что в результате разъедания футеровки ведет к снижению ее прочности. В связи с этим поставлена задача - разработать самоспекающийся огнеупорный бетон, обладающий повышенными прочностными и огнеупорными характеристиками. Технический результат, достигаемый этим изобретением, состоит в повышение огнеупорности и повышении предела прочности футеровки. Это достигается тем, что самоспекающийся огнеупорный бетон, содержит алюминий АПВ-1,магнезит в виде магнезитового порошка П-91,сульфат магния, углеродный компонент в виде сажи и наполнитель в виде хромомагнезитового порошка,при следующем соотношении мас. хромомагнезитовый порошок 23-25 алюминий АПВ-1 4-5 сульфат магния 15-17 магнезитовый порошок П-91 50-54 сажу 3-4 Предлагаемое соотношение и содержание компонентов в самоспекающемся огнеупорном 2 бетоне позволяет повысить его огнеупорные свойства при самоспекании за счет экзотермических реакций, протекающих между сульфатом магния,хромомагнезитовым порошком и восстановителем алюминием с получением необходимого количества в огнеупорном бетоне тугоплавкого оксида алюминия. 24 4122032(5) При самоспекании состава ввиду высокой температуры экзотермических реакций (1-4),протекающих активно,продукты реакции получаются в расплавленном состоянии, поэтому используют прием введения наполнителя в виде хромомагнезитового порошка(дешевого и легкодоступного компонента), который разбавляет продукты спекания и снижает температуру до необходимой для самоспекания огнеупорного состава (850-1850 С). Продукты реакции обогащаются высокоогнеупорными, с низкой пористостью и высокой плотностью соединениями за счет введения в смесь углерода, в виде сажи, с образованиемв результате реакции (5) и избыточным количеством оксида алюминия,повышая тем самым температурную прочность футеровки, без раковин и пустот, в результате чего образуется прочный и плотный огнеупор, обеспечивающий высокую степень сцепления огнеупорного бетона при высоких температурах службы, обеспечивая создание износостойкой футеровки, при давлении 16-20 МПасда и плотности 2,2 - 2,4 кг/м 3. Предлагаемое содержание сульфата магния в составе не только увеличивает количество оксида алюминия в изделиях, но и обеспечивает необходимую начальную прочность бетона при твердении состава, что в свою очередь оказывает положительное влияние на монолитность и огнеупорность бетона при самоспекании состава. Благодаря присутствию в рецептуре состава огнеупорного бетона алюминия(АПВ-1,дисперсность частиц 0-100 мкм) являющимся восстановителем, в заданных пределах процесс становится более регулируемым, что дает возможность получать целевой продукт заданного качества. Таким образом, предлагаемое содержание и соотношение компонентов в самоспекающемся огнеупорном бетоне в виде окислителей - сульфата магния, магнезитового порошка, 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 в виде стеновых блоков, обладающих повышенной огнеупорностью (2200-2250 С). При содержании сульфата магния более 17 мас., алюминия более 5 мас., магнезитового порошка более 54 мас. температура самоспекания 22766 повышается до температуры плавления,огенупорные изделия размягчаются,деформируются, что приводит к нарушению их целостности. При содержании сульфата магния менее 15 мас., алюминия менее 4 мас.,магнезитового порошка менее 50 мас. процесс самоспекания затухает,не происходит экзотермических реакций, необходимых для получения огнеупора, что приводит к потере его качества, прежде всего снижению огнеупорности. Количественное содержание наполнителя хромомагнезитовый порошок,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 бетона. Отклонения от заявленного состава приводит к получению некачественного огнеупорного бетона. При изготовления состава были использованы- алюминий марки АПВ-1, дисперсностью не более 100 мкм- хромомагнезитовый порошок в виде боя хромомагнезитового кирпича, дисперсностью не более 0,088 мм следующего состава мас.70, С 2 О 3 - 20, АО 3 - 9, 2 - 1- углерод в виде сажи. Предлагаемый самоспекающийся огнеупорный бетон может быть изготовлен следующим образом. Пример 1 Для производства 100 кг самоспекающегося огнеупорного бетона берется 25 кг хромомагнезитового порошка 5 кг алюминия АПВ 1 17 кг сульфата магния 50 кг магнезитового порошка П-91 3 кг сажи. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм,хромомагнезитового порошка - не более 0,088 мм. Огнеупорный бетон готовится в смесителе типа бегунов или шнекового типа. Сначала засыпается заполнитель из хромомагнезитового порошка,перемешивают 2-3 мин, затем поочередно засыпается алюминий,сульфат магния,магнезитовый порошок П-91, углерод, тщательно перемешивают 8-10 минут, после чего бетон разгружают в тару и подают на укладку. При использовании огнеупорного 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 бетона берется 23 кг хромомагнезитового порошка 4 кг алюминия АПВ 1 15 кг сульфата магния 54 кг магнезитового порошка П-91 4 кг сажи. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм,алюминия не более 100 мкм,хромомагнезитового порошка - не более 0,088 мм. Огнеупорный 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 бетона берется 24 кг хромомагнезитового порошка 4,5 кг алюминия АПВ-1 16 кг сульфата магния 52 кг магнезитового порошка П-91 3,5 кг сажи. Размеры частиц сульфат магния - не более 20 мкм, алюминия - не более 100 мкм,хромомагнезитового порошка - не более 0,088 мм. Огнеупорный 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, магнезит, сульфат магния,углеродный компонент и наполнитель,отличающийся тем, что в качестве магнезита используют магнезитовый порошок П-91, в качестве углеродного компонента - сажу, в качестве наполнителя - хромомагнезитовый порошок при следующем соотношении, мас. хромомагнезитовый порошок 23-25 алюминий АПВ-1 4-5 сульфат магния 15-17 магнезитовый порошок П-91 50-54 сажа 3-4.