Кладочный раствор для футеровки высокотемпературных агрегатов

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано в качестве кладочного раствора при футеровке тепловых агрегатов,работающих в интервале температур 900-2200 С.Известен огнеупорный материал из экзотермической смеси, содержащей в качестве восстановителя смесь порошка алюминия и кремния, а в качестве огнеупорного наполнителя один или несколько оксидов из ряда 102, 2 гО 2, А 12 О 3,МО, муллит, циркон. Смесь распыляют на поверхность футеровки в токе кислорода. Термообработка массы происходит при горении металлов в струе кислорода, при этом оксиды плавятся и тонким слоем напыляются на поверхность футеровки, образуя защитный слой (Заявка Великобритании М 92110200, СО 4 В 35/04,1983).Огнеупорный материал, полученный этим способом не годится в качестве соединительного шва при кладке огнеупорных кирпичей из-за того, что образуется очень тонкий огнеупорный слой, который в условиях высоких температур и агрессивных сред разрушается, что, соответственно, ведет к сокращению срока службы футеровки.Известен также кладочный раствор для кладки огнеупорных изделий, содержащий хромитовую руду, порошок алюминия, сульфат магния, оксид железа и воду (Авторское свидетельство СССР М 1717586, СО 4 В 35/04, 1992).Недостатком известного раствора для кладки огнеупорных изделий является использование хромитовой руды в большом процентном соотношении (399-468 мас.) что при повышенных температурах дает ряд экологически вредных соединений. Кроме этого, данный кладочный раствор обладает пониженной огнеупорностью (18 ООС), меньшей прочностью на сдвиг (45 МПа), невысокой термостойкостью - 2 теплосмены (огонь - вода).В основу изобретения положена задача разработать кладочный раствор для футеровки высокотемпературных агрегатов повышенной огнеупорности и вь 1 сокой прочности.Задача решается тем, что кладочный раствор для футеровки высокотемпературных агрегатов, включающий алюминий, хромитовый концентрат и сульфат магния, согласно изобретению дополнительно содержит технический глинозем и оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас.Предлагаемый кладочный раствор имеет следующие характеристикиОгнеупорность 21 ОО-2200 С прочность на сдвиг 45,6-48,3 МПа термостойкость 5-6 теплосмен (1300 С-вода).Такие характеристики достигаются тем, что получение соединительного Шва из предлагаемого кладочного раствора проходит в режиме самораспространяюЩегося высокотемпературного синтеза (СВС).В ходе СВС - процесса развиваются высокие температуры 1700-2100 С, которые обеспечивают взаимодействие компонентов активной фазы между собой. При ЭТОМ сульфат МЗГНИЯ ОКИСЛЯСТ ХРОМИТОВЫЙ концентрат ДО ОКСИДОВ, КОТОрЬХС ВСТУпая В рСЗКЦИЮ С МВТЕЦШИЧССКИМ алюминием, восстанавливаются ДО МСТЗЛЛИЧССКОго состояния (Интерметаллиды типа А 1-Ре-Сг) оксиды магния вступают в реакцию с А 11 О 3 в составе технического глинозема и металлическим алюминием, образуя тугоплавкую эвтектику МА 12 О 4. Используемый в предлагаемом кладочном растворе технический глинозем содержит в достаточном количестве примесные компоненты 7205, МпО, 2110, которые в данном процессе являются катализаторами образования тугоплавкой эвтектики М 3 А 12 О 4.Следует также отметить, что получаемые фазы интерметаллидов и их оксидов не являются обособленными, а взаимно внедрены по всей огнеупорной массе и в результате чего образуют высокопрочный кладочный шов, который также характеризуется высокой огнеупорностью.Предложенное соотношение компонентов подобрано экспериментально и обеспечивает наиболее благоприятные условия для получения кладочного Шва,стойкого, как к механическим нагрузкам, так и к воздействию расплавленного метшша и шлака.Все отклонения от предложенного соотношения компонентов приводят к ухудшению показателей кладочного раствора. Так, при содержании алюминия менее 11 мас. снижается возможность прохождения СВС-синтеза из-за малого количества восстановления, при содержании алюминия выше 16 мас. приводит к получению наплывов на кладочном шве.Содержание хромитового концентрата менее 6 мас. нежелательно ввиду того, что не будет образовываться высокотемпературный шов, также возможно рас трескивание КЛЗДОЧНОГО шва. При содержании ХРОМИТОВОГО концентрата ВЫШЕмас. происходит разубоживание шихты и снижается энергоемкость восстановителя (алюминия).При содержании сульфата магния (связующего) менее 12 мас. снижается прочность связки между компонентами, шов растрескивается, при содержании связующего (М 3 О 4) выше 18 мас. происходит нежелательное окисление алюминия, т.к. избыток сульфата магния в данном случае играет роль окислителя, который снижает общую энергетику предлагаемого материала. Помимо этого избь 1 точное содержание сульфата магния приводит к разубоживанию шихты по составным компонентам.При содержании оксида магния менее 41 мас. не происходит образования тугоплавкой эвтектики М 3 А 12 Оз за счет чего снижается прочность получаемого шва. При увеличении содержания оксида магния выше 50 мас. создается возможность получения легкоплавкой эвтектики с температурой плавления 1115 С. Получаемый в результате этого материал не соответствует поставленной задаче.При содержании технического глинозема ниже 10 мас. содержание примесных компонентов - катализаторов недостаточно, что приводит к невозможности создания тугоплавкой эвтектики М 3 А 12 О 3. Увеличение содержания глинозема выше 20 мас. приводит к образованию легкоплавкой эвтектики за счет повышения содержания А 12 О 3 содержащегося в техническом глиноземе. В обоих случаях это приводит к снижению всех качественных характеристик получаемого соединительного шва.Приготовление кладочного раствора осуществляется путем затворения водой смеси из П г. алюминия, 16 г хромитового концентрата, 20 г технического глинозема, 41 г оксида магния, 12 г сульфата магния до консистенции густой сметаны с последующим нанесением на огнеупорное изделие толщиной 3-5 мм. Затем начинают разогрев печи при достижении температуры печи 10 О 0-120 ОС происходит самовозгорание кладочного раствора. После сгорания полученный соединительный шов имеет следующие характеристикипрочность на сдвиг - 45,6 МПаОбразцами для нанесения служат стандартные шамотные и хромомагнезино ВЫС ИЗДЕЛИЯ. ПрОЧНОСТЬ шва ОЦВНИВЗЛИ ПО существующей МСТОДИКС на СДВИГ.ПЩЭ ОЬОЩДЧОВЗЩЕ ООО ыводоьысдпж ЩО 02 ОЦПЕшОКО ьцоноцчщочпо НЮ Ф Фн Ч Ьн .ш ьддоь х оч мы он юн Ф .нпакетики ошшдчоцсдпюп их шдоввдшсомы ют юн юн он юн ю сомы от он юн ю юн ы оонш нт от шн юн нн .низдав золотыми изгнав ъпцнопшох цдоыо виоопшиоь введите вшщоввоцниц 9 чп