Раствор для сварки алюмосиликатных изделий

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ(54) РАСТВОР ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именноИзобретение относится к огнеупорной промышленности. а именно к составам для кладки и сварки алюмосиликатных изделий.Целью изобретения является повышение термостойкости.Предлагаемый раствор позволяет получить огнеупорный материал в режиме технологического горения, в котором фазовый состав является однородным с составом алюмосиликатных изделий. Это повышает Термостойкость шва за счет отсутствия в нем местных термических расширений и гомогенности фазового состава. Продуктами горения в шве. по данным рентгенофазового анализа. являются высокотемпературные износостойкие алюмотром-магттиево-кремниевые или алюмокремниевьте шпиндели,которые по своему составу близки к составу алюмосиликатных огнеупоров.При горении. происходящем при 9 О 0 С поверхность кирпича размягчается и вступает в химическое и диффузионное взаимо 2для кладки и сварки алюмосиликатных изде лий. Сущность изобретения раствор для сварки алюмосиликатных изделий содержит 5-15 мас восстановителя алюмие ния. 545 сульфата магния или алюминия и 7-57 мас. отходов черной металлургии пиритных огарков, железных окатышей или органических шлаков сварочных электродов в качестве окислителя. 16 т 68 мас. напол нителя из группы хрогиитовьтй концентрат. каолин, кварцит, огнеупорная глина, шамот отходы керамического производств, 745 мас. воды. 3 табл, действие со швом. в результате чего образу ется прочная керамическая связь.Предлагаемый в изобретении состав позволяет варьировать составляющие его в зависимости от марки и качества используемого шамота (в зависимости от содержат ния алюминия в шамотном огнеупоре).Отмечена возможность кладки футеровки без воды, но при этом прочность шва составляет 6 О-7 О от прочности шва рас твора.При нагреве футеровки шов, полученный из исходной смеси. воспламеняется при 9 ООС и сгорает со скоростью 1 72 мм/с. Горение происходит за счет экзотермиче ской реакции между алюминием, который является восстановителем и смесыо оксит дов железа в виде отходов черной металлур гии и сульфатов алюминия или метгния. Состав используемых отходов черном ме таллургии, кислоты, органиктеских шлаков и наполнителя приведен в табл, 1В зоне горения развивается температура 16 О 017 О 0 С (определенно экспериментально), поверхность алюмосиликата размягчается и вступает в химическое и диффузное взаимодействие с реагирующим швом. в результате чего образуется прочная керамическая связь. дающая эффект сварки на микрошвах видно. что граница между швом и кирпичом размыта.Наличие ТЮ 2 в составе отходов черной металлургии снижает в процессе СВС вязкость расплавов. что облегчает прохождение СВС-реакции в глубину шва.Оксиды циркония и бария образуют при нагревании до 7 О 0 С эвтектики. снижающие температуру прохождения СВС-реакции. Ориентировочный вид эвтектикиПри этом в конце реакции благодаря наличию соединений титана и циркония. характеризующихся высокой твердостью. образуется СВС-шов. обладающий такими характеристиками как прочность и термостойкость.Эвтектическая система. содержащая оксид бария, способствует образованию прочного связующего огнеупорного шва с огнеупорными алюмосиликатными изделиями.Следует отметить, что введение оксидов железа в виде отходов в предлагаемый состав способствует образованию высокопрочной муллитовой фазы. к Наличие в составе шихты железа приводит также к образованию высокопрочного соединения.Частично восстановленное железо в металлическом виде и в виде низших окислов(РеО) заполняет поры сгоревшей СВС-ших ТЫ, ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ фактором, ПОВЫШЭЮЩИМ прочность получаемого шва и его термостойкость (7 циклов (нагрев-вода). Имеется также суперзффект от применения Ре 2 О 3 и Ре 3 О 4 И сульфата алюминия, От реакции железа и серы Ре Ре 2 получается высокотемпературный супьфит железа (Ре 52) с температурой плавления 170 ОС. За счет этой реакции получают плотные. структурНооднородные, до и после сгорания, швы. При этом повышается твердость и пластичность швов. что позволяет получить менее хрупкий шов. Кроме того. применение отходов черной металлургии, а не оксида железапозволяет снизить себестоимость раствора для кладки в 2-3 раза.Введение в смесь сульфата магния или сульфата алюминия зависит от места использования расплава. Так. например. если раствор применяется для футеровки изде 4лий. работающих в кислых средах, то используется А 2(5 О 4)3. а для основных сред М 9 ЗОа.Предлагаемый раствор готовят следую щим образом.Растворяют 8 мас. сульфата магния в 9 мас. воды. и одновременно перемешивают 16 мас. хромитового концентрата и 57 мас. пиритных огарков. после чего обе смеси соединяют и тщательно перемешивают. К однородной массе добавляют 10 мас. алюминия. например АПВ, и вновь перемешивают. Полученный раствор готов для кладки алюмосиликатных огнеупоров. Кладку осуществляют слоем толщиной 3-5 мм. После окончания футеровки огнеупорных изделий начинается ее разогрев.Состав исходного раствора и результаты его испытания после сгорания приведены в табл. 2 и 3.В других примерах (смтабл. 2) составы готовят аналогично примеру 1, но при ДНУ гих соотношениях компонентов. Результаты их испытаний приведены в табл. 3.Из табл. 3 видно. что предлагаемый раствор обладает следующими преимуществами повышенной термостойкостью и относительной дешевизной раствора по сравнению с аналогами. Кромъэ того, предлагаемое изобретение позволяет получать шов с фазовым составом близким с алюмосиликатным огнеупором. что ведет к образованию термостойкой и строчной муллитовой фазы.Использование состава для кладки алюмосиликатных изделий должно увеличить срок службы футеровки в 143 раза.Раствор для сварки алюмосиликатных изделий. содержащий экзотермическую смесь, включающую восстановитель алюминий. окислитель-сульфат металла. оксидный наполнитель и воду, о т п и ч а ю щ и йс я тем. что. с целью повышения термостойкости. он содержит в качестве окислителя сульфат алюминия или магния дополнительно отходы черной металлургии пиритные огарки. или железные окатыши или органические шлаки сварочных электродов, а в качестве наполнителя компонент из группы хромитовый концентрат, каолин. кварцит. огнеупорная глина, шамот, отходы керамического производства при следующем соотношении компонентов. мас.сульфат магния или алюминия 5-25сварочных причем. при использовании в качестве электродов 7 е 57 наполнителя хромитового концентрата наполнитель 1 бе 68 его содержание составляет 16 е 20 вода 7- 15 мас..Состав используемых отходов черной металлурпльч и наполнителейПиритные Железные Кислотный Хромито- Огнеупоре Отходы кее огарки окатыши органиче- вый кон- ная глина рам. про/2 О 3 5.0 е 10.5412 6.88 19.4 е 27,8 5602 12,8 1.82.1 27.7 е 28,2 3.85 46.1 63 е 6 б т ГеОхРе 2 О 3 69.41 93 е 95 236-242 25.8 е О 5 е 3.2 М 9 О 3.29 О.1 е 03 6.2 е 6.8 135 0,37 0.4 еО.64 СаО 2,22 е 1.9 е 23 е 0,63 е ТЮ 2 0.3 О.2 еО 3 13,3 е 14 е 1,2 0.8 е 1.2 ВаО 0.2 О.2 еО 3 О 203 е е 2 гО 2 0.2 О,1 еО.2 01 еО 2 е е 5303 255 е е е е Сг 2 О 3 е е е 49.3 е К 2 О е е е е 0.21 Ыа 2 О е е е е 0,5 прочиепришеи то . двтгаьшзш 7 - Т а б л и ц а 2 ППИМС ВОСКТЗ 17 Окислитель, тдду Я МЦЬДЕДС Ъдф 61 ДД 2 555 1125 21 135.33 ЕД БДДДД а х т 1 о х тго Ода НИТ УПОВН. играм. ж пирит- железе кислот концент- гдинд ртл Ные НЫе ОРГАЗМ. ВВТ ввдства ОГЗОКИ ШЭТЫ шлакПри- Прочность при сжагии Проч- Проч- Огне- Термостой- Сгои- Фазовый состав меры пост твердения через кость кость упоо- коси. (на- масть П при ша- на кость, грек/ю 1 Ч 0,5 ч 1,0 и тии пои сдвиг, С 1000 - растнпа МПа пе гп- нпа вола) кол-во вора16 1,5 2,0 9,6 а 1150 24 17 2,8 5,5 1 ь,о 13 поо 5 Составитель ЕЮДИНЗ Верстка Казпатент, Исполнитель Г.Р.Фалалеева Ответственный за выпуск ЭЗФЗЪИЗОВа