ОГНЕУПОРНЫЙ КЛАДОЧНЫЙ РАСТВОР
FIRE-RESISTANT MASONRY MORTAR

Изобретение относится к литейному производству, в частности к огнеупорным кладочным растворам для выполнения кладки плавильных печей, разливочных и раздаточных ковшей, направлено на повышение огнеупорности, термостойкости, химической стойкости, высокой адгезионной прочности и прочности на сдвиг.
Известна огнеупорная масса для футеровки тепловых агрегатов, содержащая следующие компоненты: хромофосфатное связующее, тонкомолотый алюмосиликатный мертель, сподуменовый концентрат, шамот и доломит (см. патент РФ №2347769, опубл. 27.02.2009).
2
3
2
3
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является кладочный раствор мертеля для кладки металлургических агрегатов, включающий огнеупорный наполнитель - лом высокоглиноземистой футеровки после службы в металлургических агрегатах с содержанием AlO 50-70% и CrO 5-9%, огнеупорную глину, пластификатор - натрия триполифосфат технический и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
лом высокоглиноземистой футеровки
после службы в металлургических агрегатах
с содержанием Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 50-70% и Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5-9%
60-70
огнеупорная глина
15-18
натрия триполифосфат технический
0,5-1,0
вода
остальное
(см. патент РФ №2051881, опубл. 10.01.1996).
2
Недостатком данного кладочного раствора является относительно невысокая прочность спекания огнеупорной кладки (6-8 Н/мм), при толщине шва 0,8-1,5 мм.
Технический результат заявленного изобретения - повышение прочности спекания огнеупорной кладки.
2
3
2
3
Для достижения указанного технического результата огнеупорный кладочный раствор, включающий огнеупорный наполнитель, огнеупорную глину, натрия триполифосфат и воду, содержит в качестве огнеупорного наполнителя отработанный катализатор ИМ-2201 с содержанием, мас.%: AlO - 72,5 и CrO - 16,2, а огнеупорную глину - механохимически активированную, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанный катализатор
70-80
указанная глина
15-25
натрия триполифосфат
0,5-1,0
вода
остальное
2
3
2
3
2
2
Основными отличиями предлагаемого кладочного раствора является использование в качестве огнеупорного наполнителя отработанного катализатора ИМ-2201, который представляет собой алюмохромовый отход, образующийся при производстве синтетического каучука, с содержанием, мас.%: AlO - 72,5, CrO - 16,2 и SiO - 5,8 с удельной поверхностью частиц до 5000 см/г и огнеупорностью 1950-2000С° (ТУ 2123-093-16810126-2004); применена механохимическая активация огнеупорной глины в высокоэнергетической планетарной мельнице с применением натрийсодержащих добавок для улучшения процессов механообработки, что позволяет более эффективно активировать процесс кристобалитизации и как следствие - мулитообразования уже при 900-1100С°.
5
3
10
В качестве натрийсодержащих добавок могут быть использованы NaPO - ГОСТ 3493-86 и NaOH - ГОСТ 4328-77.
2
3
2
3
Механохимическую активацию огнеупорной глины (Латненского месторождения Воронежской области марки ЛТ-1; химический состав, мас.%: AlO 37,06; FeO 1,1; п.п.п.11,9; огнеупорность 1730°С; ТУ 1512-047-73399783-2008) проводили в планетарной высокоэнергетической мельнице АГО-2С, предназначенной для тонкого и сверхтонкого измельчения неорганических твердых и сверхтвердых материалов, а также механохимического активирования неорганических материалов и суспензий, синтеза новых материалов.
Режим активации:
время активации
30-60 с при υ<sub>const</sub>=1700 об/мин;
60-100 с при υ<sub>const</sub>=1500 об/мин.
массовое соотношение глина: мелющие тела
2:1
Изобретение иллюстрируется следующим примером:
2
3
2
3
2
Приготовление огнеупорного кладочного раствора осуществляют следующим образом. В смеситель вихревого типа периодического действия загружают алюмохромовый отход (отработанный катализатор ИМ-2201), образующийся при производстве синтетического каучука, с содержанием, мас.%: AlO - 72,5, CrO - 16,2 - 75 и SiO 5,8 - 75 мас.%; предварительно механохимически активированную огнеупорную глину - 15 мас.%; и натрия триполифосфат технический (в качестве пластификатора) - 1 мас.%. По мере перемешивания подают 9 мас.% воды и доводят раствор до оптимальной консистенции («сметанообразность»). Смешение осуществляют 15-20 мин.
Результаты прочности образцов после спекания определяли величиной предела прочности при сдвиге образцов в виде плиточек размером 38×38×12 мм, вырезанных из кирпича ША-5 (ГОСТ 390-96), связанных предложенным кладочным раствором, толщина слоя кладки приблизительно 1 мм, плиточки спекали при температуре 1400С°.
2
2
Установлено, что предлагаемый кладочный раствор обладает более высокой прочностью спекания - 12-14 Н/мм, чем в прототипе (без механоактивации) - 6-8 Н/мм. Активация огнеупорной глины и введение в качестве пластификатора натрия триполифосфата обеспечивает уменьшение толщины шва до 1 мм. Износ в швах кладочного раствора оценивали в процентах, заявленный раствор обеспечивал износ в швах менее 1%.
2
3
2
3
сдв
Исследования влияния количества механохимически активированной огнеупорной глины (Латненского месторождения, Воронежской области, марки ЛТ-1; хим. состав: AlO - 37,06%, FeO - 1,1%, п.п.п.=11,9%, огнеупорность 1730С°, ТУ 1512-047-73399783-2008) на термомеханические свойства "склеенных" образцов показали, что с увеличением содержания глины - σ увеличивается до определенных пределов - 12-14 МПа, а потом снижается. Установлено, что оптимальное содержание активированной глины соответствует 15-25% (см. фиг.1).