Огнеупорные шпинельные грануляты, подходящие для эластифицирования грубокерамических огнеупоров, способ их получения и их применение - RU2018144621A
Код документа: RU2018144621A
Формула
1. Зернистый огнеупорный минеральный эластифицирующий гранулят для огнеупоров, в частности, основных огнеупоров, минералогически состоящий из смешанных кристаллов однофазной спеченной шпинели из трехкомпонентной системы MgO-Fe2O3-Al2O3, имеющий диапазон составов
MgO: 12-19,5 вес.%, в частности, 15-17 вес.%
остальное: Fe2O3 и Al2O3 в диапазоне количественных отношений Fe2O3 к Al2O3 от 80:20 до 40:60 (вес.%)
причем при содержании MgO от 12 до 19,5 вес.% соответствующие смешанные кристаллы имеют такие содержания Fe2O3 и Al2O3 в твердом растворе из указанных для них ограниченных диапазонов, чтобы полный состав давал 100%.
2. Эластифицирующий гранулят по п. 1, отличающийся тем, что его плотность в необожженном состоянии, измеренная согласно DIN EN 993-18, составляет ≥2,95 г/см3, в частности, ≥2,99 г/см3, предпочтительно ≥3,2 г/см3, в высшей степени предпочтительно до 3,7 г/см3.
3. Эластифицирующий гранулят по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержание вторичных фаз составляет менее 5 вес.%, в частности, менее 2 вес.%.
4. Эластифицирующий гранулят по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что сопротивление зерен раздавливанию, измеренное в соответствии с DIN EN 13055 (приложение C), составляет от 20 МПа до 35 МПа, в частности, от 25 МПа до 30 МПа.
5. Эластифицирующий гранулят по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что его коэффициент линейного расширения имеет значение в интервале (8,5-9,5)⋅10-6 K-1, в частности, (8,8-9,2)⋅10-6 K-1.
6. Эластифицирующий гранулят по одному из п.п. 1-5, отличающийся тем, что его зерна имеют размеры со стандартным нормальным гранулометрическим распределением, в частности, гауссовым распределением, или содержанием определенных гранулометрических фракций от 0 до 6 мм, в частности, от 0 до 4 мм, предпочтительно со следующим гранулометрическим составом:
0,5-1,0 мм: 30-40 вес.%
1,0-2,0 мм: 50-60 вес.%.
7. Способ получения эластифицирующего гранулята по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что
- по меньшей мере один высокочистый, в частности, порошкообразный MgO-компонент,
- по меньшей мере один высокочистый, в частности, порошкообразный Fe2O3-компонент,
- по меньшей мере один высокочистый, в частности, порошкообразный Al2O3-компонент
смешивают в определенных соотношениях, соответствующих диапазону составов, указанному в п. 1 формулы, в количестве, рассчитанном на оксиды, и смесь спекают в нейтральной или окислительной атмосфере в процессе керамического обжига до образования смешанных кристаллов однофазной спеченной шпинели, затем спеченный материал охлаждают, в результате чего получается спеченное твердое тело или несколько спеченных твердых тел, которое(-ые) измельчают до гранулята, и из этого гранулята затем получают, например, просеиванием, эластифицирующий гранулят с определенным гранулометрическим составом.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что
- в качестве MgO-компонента используется по меньшей мере один исходный материал из следующей группы: плавленая магнезия, спеченная магнезия, каустическая магнезия, в частности, с содержанием MgO выше 96 вес.%, предпочтительно выше 98 вес.%, или богатая железом спеченная магнезия альпийского типа,
- в качестве Fe2O3-компонента используется по меньшей мере один исходный материал из следующей группы: магнетит, гематит, прокатная окалина, в частности, с содержанием Fe2O3 выше 90 вес.%, предпочтительно выше 95 вес.%,
- в качестве Al2O3-компонента используется по меньшей мере один исходный материал из следующей группы: оксид алюминия, в частности, в виде альфа- или гамма-оксида алюминия, в частности, с содержанием Al2O3 выше 98 вес.%, предпочтительно выше 99 вес.%, или обожженный металлургический боксит.
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что компоненты перемешивают и/или измельчают в дробильной установке, предпочтительно до крупности ≤ 0,5 мм, в частности, ≤ 0,1 мм.
10. Способ по одному из пп. 7-9, отличающийся тем, что смеси спекают при температурах от 1200°C до 1700°C, в частности, от 1400°C до 1600°C, предпочтительно от 1450°C до 1550°C, в частности, от 4 до 8 часов.
11. Способ по одному из пп. 7-10, отличающийся тем, что смеси перед спеканием уплотняют, например, путем грануляции или прессования, в частности, прессуют с получением зерен, например, объемом от 10 до 20 см3, в частности, от 12 до 15 см3, а также плотностью в необожженном состоянии, определенной согласно DIN EN 993-18, например, от 2,90 до 3,20 г/см3, в частности, от 2,95 до 3,10 г/см3, предпочтительно при давлении прессования от 40 МПа до 130 МПа, в частности, от 60 до 100 МПа.
12. Основный, керамический обожженный или необожженный огнеупор в виде огнеупорного формованного изделия, в частности, прессованного огнеупорного формованного изделия, или неформованной огнеупорной массы, содержащий, в частности, состоящий из:
- 50-95 вес.%, в частности, 60-90 вес.% по меньшей мере одного зернистого основного огнеупорного материала, в частности, магнезии, в частности, плавленой магнезии и/или спеченной магнезии с размерами зерен, например, от 1 до 7, в частности, от 1 до 4 мм,
- 0-20 вес.%, в частности, 2-18 вес.% по меньшей мере одного порошкообразного, основного огнеупорного материала, в частности, магнезии, в частности, плавленой магнезии и/или спеченной магнезии с размерами зерен ≤ 1 мм, в частности, ≤ 0,1 мм,
- 5-20 вес.%, в частности, 6-15 вес.% по меньшей мере одного зернистого эластифицирующего гранулята, определенного по любому из п.п. 1-6 или изготовленного способом по любому из пп. 7-11, с размерами зерен, например, от 0,5 до 4 мм, в частности, от 0,5 до 3 мм,
- 0-5 вес.%, в частности, 1-5 вес.% по меньшей мере одной порошкообразной добавки, например, полученного способом по любому из пп. 7-11 спеченного материала с размерами зерен ≤ 1 мм, в частности, ≤ 0,1 мм,
- 0-5 вес.%, в частности, 1-2 вес.% по меньшей мере одного вяжущего, обычно применяющегося для огнеупоров, в частности, по меньшей мере одного органического вяжущего, как декстрин, метилцеллюлоза, лигносульфонат.
13. Применение огнеупора по п. 12, содержащего эластифицирующий гранулят по одному из пп. 1-6, который получен способом в соответствии с одним из пп. 7-11, в качестве футеровки со стороны огня промышленных печных агрегатов большого объема, работающих с нейтральной или окислительной атмосферой печи, в частности, для футеровки цементных вращающихся трубчатых печей.
