Способ синтеза для производства содержащих цирконат кальция материалов, а также шихта и грубокерамическое огнеупорное изделие с предварительно синтезированным содержащим цирконат кальция гранулометрическим составом - RU2020112763A
Код документа: RU2020112763A
Формула
1. Способ синтеза для синтеза огнеупорного оксидно-керамически содержащего цирконат кальция материала, в частности, в форме огнеупорного, предпочтительно, механически измельченного, в частности, дробленного и/или размолотого, содержащего цирконат кальция гранулометрического состава со следующими этапами обработки: производство смеси из по меньшей мере пылеобразного компонента сырья с Ca, по меньшей мере, пылеобразного компонента сырья с ZrO2 и воды, прессования смеси с образованием по меньшей мере формованной заготовки, предпочтительно, высушивания с образованием формованной заготовки, спекания формованной заготовки, при необходимости механического измельчения, предпочтительно, разламывания и/или перемалывания спекаемой формованной заготовки в гранулометрический состав, отличающийся тем, что смесь получают исключительно из компонентов сырья и воды и имеет содержание влаги > от 5 мас. % до 10 мас. %, предпочтительно, от 7 мас. % до 8 мас. % в пересчете на сухую массу смеси, и молярное соотношение CaO/ZrO2 в смеси составляет от 1,5:1 до 1:1,6, предпочтительно, 1:1.
2. Способ синтеза по п. 1, отличающийся тем, что содержащий цирконат кальция материал с содержанием по меньшей мере 98 мас. %, предпочтительно, по меньшей мере 99 мас. %, CaZrO3 в расчете на сухую массу материала.
3. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве компонента сырья с Са используют содержащий CaCO3-, и/или CaO-, и/или Сa(OH)2-, и/или CaC2 компонент сырья.
4. Способ синтеза по п. 3, отличающийся тем, что в качестве компонента сырья с CaCO3 используют натуральную размолотую известковую пыль, и/или синтетический осажденный карбонат кальция и/или пыль, и/или в качестве компонента сырья с CaO используют негашеную известь, и/или в качестве компонента сырья с Ca(OH)2 используют гидроксид кальция.
5. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве компонента сырья с ZrO2 синтетически получают, предпочтительно, моноклинный диоксид циркония.
6. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый из компонентов сырья имеет чистоту по меньшей мере 96 мас. %, предпочтительно, по меньшей мере 99 мас. %.
7. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один компонент сырья с Са имеет размер зерна ≤ 200 мкм, предпочтительно, ≤ 50 мкм, более предпочтительно, от 200 нм до 10 мкм в соответствии с DIN EN 725‐5:2007, и/или средний диаметр зерна компонента сырья с Са составляет от 500 нм до 5 мкм, предпочтительно, от 0,8 мкм до 1 мкм.
8. Способ синтеза по любому из предыдущих унктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один компонент сырья с ZrO2 имеет размер зерна ≤ 200 мкм, предпочтительно, ≤ 150 мкм, более предпочтительно, от 200 нм до 10 мкм в соответствии с DIN EN 725‐5:2007, и/или средний диаметр зерна компонента сырья с ZrO2составляет от 500 нм до 5 мкм, предпочтительно, от 0,7 мкм до 1 мкм.
9. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что прессование осуществляют с усилием прессования от 30 Н/мм2 до 150 Н/мм2, предпочтительно, от 50 Н/мм2до 80 Н/мм2.
10. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что осуществляют прессование посредством одноосного или изостатического прессования цирконат кальция,
11. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают параллелепипеидальную образованную формованную заготовку.
12. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают образованную формованную заготовку с объемной плотностью, определяемой в соответствии с DIN EN 993-17:1999, от 2,0 г/см3 до 3,0 г/см3, предпочтительно, от 2,1 г/см3 до 2,5 г/см3, и/или пористостью в соответствии с DIN 66133:1993-06 от 30 об. % до 60 об. %, предпочтительно, от 40 об. %, до 50 об. %.
13. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают образованную формованную заготовку с усилием на изгиб в холодном состоянии согласно DIN EN 993-6:1995-04 по меньшей мере 1 МПа.
14. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что формованную заготовку высушивают до остаточной влажности от 0 мас. % до 2 мас. %, в частности, от 0 мас. % до 0,5 масс. %, определяемой в соответствии с DIN 51078:2002-12.
15. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что образованную формованную заготовку спекают с фазой покоя при конечной температуре от 1200°C до 1800°C, предпочтительно, от 1400°C до 1650°C, в течение от 2 ч до 10 ч, предпочтительно, от 4 ч до 6 ч.
16. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что во время нагрева осуществляют промежуточную фазу покоя при температуре от 400°C до 1000 °C, предпочтительно, от 550°C до 900°C, в течение от 1 ч до 3 ч, предпочтительно, от 1,5 ч до 2,5 ч.
17. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при спекании нагревают со скоростью нагрева от 1 K/мин до 10 K/мин, предпочтительно, от 2 K/мин до 5 K/мин.
18. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что спекание осуществляют в нагреваемой электричеством печи или в нагреваемой газом печи.
19. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают спекаемую формованную заготовку с открытой пористостью от 5 об. % до 50 об. %, предпочтительно, от 8 об. % до 40 об. %, определяемой в соответствии с DIN EN 993-1:1995-04.
20. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают спекаемую формованную заготовку с объемной плотностью от 2,50 г/см3до 4,50 г/см3, в частности, от 2,60 г/см3до 4,30 г/см3, определяемой в соответствии с DIN 993-1:1995-04.
21. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают механически измельченный гранулометрический состав с пористостью зерна (открытой пористостью) в соответствии с DIN 66133:1993 от 5 об. % до 50 об. %, предпочтительно, от 10 об. % до 40 об. %, и/или средним размером пор (d50) в соответствии с DIN 66133:1993 от 0,5 мкм до 2 мкм, предпочтительно, 0,8 мкм до 1,2 мкм.
22. Способ синтеза по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что получают гранулометрический состав с плотностью утрамбованного сыпучего материала, определенной посредством гелиевой пикнометрии согласно DIN 66137-2:2004 от 4,40 г/см3до 4,70 г/см3, предпочтительно, от 4,65 г/см3до 4,70 г/см3.
23. Шихта для производства грубокерамического, огнеупорного, формованного или неотформованного изделия, отличающаяся тем, что шихта состоит из а) сухой смеси с по меньшей мере одним огнеупорным предварительно синтезированным содержащим цирконат кальция гранулометрическим составом, который получают согласно способу по одному из предшествующих пунктов, и дополнительно содержит по меньшей мере пылеобразный компонент сырья с Ca и по меньшей мере пылеобразным компонентом сырья с ZrO2, предпочтительно, в молярном соотношении CaO/ZrO2 от 1,5:1 до 1:1,6, предпочтительно, 1:1 в сухой смеси, и также b) при необходимости жидкого и/или сухого связывающего средства и/или воды и/или жидкой добавки.
24. Шихта по п. 23, отличающаяся тем, что сухая смесь содержит по меньшей мере один грубый предварительно синтезированный содержащий цирконат кальция гранулометрический состав с размером зерна > 200 мкм, и/или по меньшей мере один предварительно синтезированный содержащий цирконат кальция гранулометрический состав пыли с размером зерна ≤ 200 мкм.
25. Шихта по п. 23, отличающаяся тем, что сухая смесь содержит по меньшей мере один грубый предварительно синтезированный содержащий цирконат кальция гранулометрический состав с размером зерна > 200 мкм в количестве от 10 мас. % до 90 мас. %, предпочтительно, от 80 мас. % до 90 мас. % в пересчете на суммарную сухую массу смеси сухих веществ и по меньшей мере предварительно синтезированный, содержащий цирконат кальция гранулометрический состав пыли с размером зерна ≤ 200 мкм.
26. Шихта по п. 23, отличающаяся тем, что сухая смесь содержит по меньшей мере один грубый предварительно синтезированный содержащий цирконат кальция гранулометрический состав с размером зерна > 200 мкм, и по меньшей мере предварительно синтезированный, содержащий цирконат кальция гранулометрический состав пыли с размером зерна ≤ 200 мкм в количестве от 10 мас. % до 20 мас. % в пересчете на суммарную сухую массу смеси сухих веществ.
27. Шихта по одному из пп. 23-26, отличающаяся тем, что сухая смесь содержит по меньшей мере предварительно синтезированный гранулометрический состав на основе цирконата кальция и по меньшей мере один компонент сырья с Са и по меньшей мере одним компонентом сырья с ZrO2.
28. Грубокерамическое огнеупорное неотформованное изделие, отличающееся тем, что изделие получают из шихты, содержащей по меньшей мере один предпочтительно механически измельченный предварительно синтезированный содержащий цирконат кальция гранулированный состав, который получают в соответствии со способом по одному из пп.1-22, при этом изделие представляет собой литейную массу и предварительно синтезированный содержащий цирконат кальция гранулометрический состав имеет пористость зерна (открытую пористость) в соответствии с DIN 66133:1993 от 5 % до 15 % и/или получают посредством спекания при температуре > 1550 °C.
29. Грубокерамическое огнеупорное неотформованное изделие по п.28, отличающееся тем, что изделие получают из шихты по любому из пп. 23-27.
30. Способ производства грубокерамического огнеупорного обожженного или необожженного формованного или неотформованного изделия, отличающийся тем, что изделие получают из шихты, содержащей по меньшей мере один предварительно синтезированный, предпочтительно механически измельченный, содержащий цирконат кальци, гранулированный состав, который получают в соответствии со способом по одному из пп. 1-22.
31. Способ по п.30, отличающийся тем, что изделие получают из шихты по одному из пп. 23-27.
32. Способ использования грубокерамического огнеупорного обожженного или необожженного формованного или неотформованного изделия, в котором изделие получают из шихты, содержащей по меньшей мере один предварительно синтезированный, предпочтительно механически измельченный содержащий цирконат кальция, гранулированный состав, который получают в соответствии со способом по одному из пп. 1-22, отличающийся тем, что изделие используют для выкладывания огнеупорной футеровки, предпочтительно, для рабочей футеровки или защитной футеровки, завода по газификации угля или в качестве теплозащитной плитки в газовых турбинах, в качестве вкладышей в скользящей пластине, или в качестве тигля для цветных металлов, в частности, для литья титана или титановых сплавов или сплавов на основе никеля.
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что изделие производят из шихты по одному из пп. 23-27.
34. Способ по п.32 или 33, отличающийся тем, что изделие является изделием по п.28.
