RU2083528C1 - Light-weight refractory material, and process for manufacturing thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry of polymers. SUBSTANCE: blend is prepared which comprises (wt%): 45-55 chamotte; 45-55 refractory clay; at least 3 foamed polystyrene (above 100% by weight of the blend); 0.1-0.4 potassium permanganate (above 100% by weight of the blend). Half-finished articles are pressed, vertical 3-5 mm holes are pierced therein, dried and roasted. EFFECT: more efficient manufacturing process. 3 cl

Description

Изобретение применяется в различных отраслях народного хозяйства для наружной и внутренней теплоизоляции промышленных печей и других тепловых агрегатов, наиболее широкое применение легковесные огнеупоры имеют в металлургии, энергетике и химической промышленности. The invention is applied in various sectors of the national economy for external and internal thermal insulation of industrial furnaces and other thermal units; lightweight refractories are most widely used in metallurgy, energy, and the chemical industry.

Известен легковесный огнеупор и способ его производства, заключающиеся в том, что составляют шихты из шамота, связующей глины и выгорающей добавки /опилок/, перемешивают, уплотняют массу в ленточном прессе, формуют изделия, сушат и обжигают [1]
Наиболее близким аналогом к описываемому легковесному огнеупору является легковесный огнеупор, изготовленный методом литья, из шихты состоящей из шамота, огнеупорного связующего и вспенивающегося полистирола, в качестве выгорающей добавки [2]
Наиболее близким аналогом к описываемому способу, является способ производства высокоглиноземистых огнеупоров, заключающийся в том, что исходные материалы глина, шамот и выгорающие добавки дозируются, обрабатываются в бегунах, двухвальном смесителе и ленточном прессе, после чего производится прессование сырца, затем сырец сушат в туннельных сушилках и обжигают в туннельной печи. Недостатками данного способа являются низкая механическая прочность получаемых изделий, высокие энергозатраты на сушку сырых изделий, деформация и растрескивание изделий в процессе сушки. [3]
Предлагаемый легковесный огнеупор в сравнении с аналогами имеет более высокую прочность, что обусловливает его более высокую стойкость в процессе службы, не происходит деформация изделий в сушке и при обжиге, невелики объемная и линейная усадки, что позволяет не производить его дополнительную механическую обработку, с целью доведения до заданных размеров. Указанный технический результат достигается тем, что легковесный огнеупор, изготовленный из шихты, включающей шамот, огнеупорную глину и вспененный полистирол, в качестве выгорающей добавки, содержит дополнительно в составе шихты перманганат калия при следующем соотношении компонентов, мас. шамот 45 55, огнеупорная глина 55 45, вспененный полистирол не менее 3 (сверх 100% от веса шихты/, перманганат калия 0,1 0,4 /сверх 100% от веса шихты/.Known lightweight refractory and a method for its production, which consists in the fact that they comprise a mixture of fireclay, binder clay and a burnable additive / sawdust /, mix, compact the mass in a tape press, mold products, dry and burn [1]
The closest analogue to the described lightweight refractory is a lightweight casting refractory made of a mixture consisting of fireclay, refractory binder and expandable polystyrene, as a burnable additive [2]
The closest analogue to the described method is a method for the production of high-alumina refractories, which consists in the fact that the raw materials clay, chamotte and burnable additives are metered, processed in runners, a twin-shaft mixer and a belt press, after which the raw material is pressed, then the raw material is dried in a tunnel dryer and burned in a tunnel kiln. The disadvantages of this method are the low mechanical strength of the obtained products, high energy consumption for drying raw products, deformation and cracking of products during the drying process. [3]
The proposed lightweight refractory in comparison with analogues has higher strength, which leads to its higher resistance during service, there is no deformation of products in drying and firing, small and linear shrinkage, which allows not to perform additional mechanical processing, in order to bring to the given sizes. The specified technical result is achieved in that a lightweight refractory made of a mixture including fireclay, refractory clay and expanded polystyrene, as a burnable additive, additionally contains potassium permanganate in the composition of the mixture in the following ratio of components, wt. fireclay 45 55, refractory clay 55 45, expanded polystyrene not less than 3 (in excess of 100% of the weight of the mixture /, potassium permanganate 0.1 0.4 / in excess of 100% of the weight of the mixture /.

Предложенный способ производства легковесного огнеупора в сравнении с аналогами позволяет за счет снижения влажности, сократить время сушки изделия, снизить энергозатраты на сушку, уменьшить линейную и объемную усадки, что исключает механическую обработку изделий, кроме этого увеличивается прочность изделий, предотвращается растрескивание изделий в процессе сушки и обжига. Указанный технический результат достигается тем, что при реализации предлагаемого способа производства легковесного огнеупора, включающего дозирование выгорающей добавки, шамота и огнеупорной глины, приготовление шихты в смесительном устройстве, обработку шихты в ленточном прессе, прессование, сушку и обжиг изделий, при приготовлении шихты в нее вводят дополнительно перманганат калия до получения шихты состава, мас. шамот 45 - 55, огнеупорная глина 55 45, вспененный полистирол не менее 3 (сверх 100% от веса шихты), перманганат калия 0,1 0,4 (сверх 100% от веса шихты/, а после прессования заготовок в них прокалывают отверстия диаметром 3 5 мм. The proposed method for the production of lightweight refractory in comparison with analogues allows, by reducing humidity, to reduce the drying time of the product, to reduce energy consumption for drying, to reduce the linear and volumetric shrinkage, which excludes the mechanical processing of products, in addition, the strength of the products increases, cracking of the products during drying is prevented and roasting. The specified technical result is achieved by the fact that when implementing the proposed method for the production of lightweight refractory material, including dosing of a burnable additive, chamotte and refractory clay, preparing the mixture in a mixing device, processing the mixture in a belt press, pressing, drying and firing products, they are introduced into the mixture during preparation of the mixture additional potassium permanganate to obtain the mixture composition, wt. fireclay 45 - 55, refractory clay 55 45, expanded polystyrene not less than 3 (in excess of 100% of the weight of the mixture), potassium permanganate 0.1 0.4 (in excess of 100% of the weight of the mixture /, and after pressing the blanks, holes with diameter are punctured into them 3 5 mm.

Изобретение иллюстрируется конкретным примером: для изготовления огнеупора используют шихту, содержащую (мас.) шамот 50, глину огнеупорная 50, вспененный полистирол 4 /сверх 100% шихты/, перманганат калия 0,3 /сверх 100% шихты/. Изменение соотношения шамота и глины ведет к незначительному изменению свойств огнеупора усадки и прочности, изменение количества полистирола ведет к изменению кажущейся плотности и, как следствие, к изменению прочности. The invention is illustrated by a specific example: for the manufacture of refractory materials, a mixture containing (wt.) Chamotte 50, refractory clay 50, expanded polystyrene 4 / over 100% charge /, potassium permanganate 0.3 / over 100% charge / is used. A change in the ratio of chamotte and clay leads to a slight change in the properties of the shrinkage refractory and strength, a change in the amount of polystyrene leads to a change in apparent density and, as a consequence, to a change in strength.

Предлагаемый способ производства заключается в следующем: объемным или весовым методом дозируют компоненты массы (шамот, глину, вспененный полистирол), загружают компоненты массы в следующей последовательности полистирол, шамот, глина в смесительное устройство /бегуны или Z-образная мешалка/, увлажнение массы и введение предварительно отдозированного и растворенного в воде перманганата калия производится после загрузки полстирола, затем приготовленную в смесительном устройстве массу подают в ленточный пресс, где она дополнительно обрабатывается, уплотняется и из нее формируется валок, после этого прессуются изделия и в них прокалываются вертикальные отверстия диаметром 3 5 мм, затем изделия сушат до влажности не более 6% и обжигают в туннельной или кольцевой печи при температуре не более 1330^oC, причем скорость подъема температуры в печи до 800^oC не должна превышать 20^oC/час.The proposed production method is as follows: the mass components are dispensed using the volume or weight method (chamotte, clay, expanded polystyrene), the polystyrene, chamotte, clay mass components are loaded into the mixing device / runners or Z-shaped mixer /, the mass is moistened and introduced potassium permanganate previously metered and dissolved in water is made after loading half polystyrene, then the mass prepared in the mixing device is fed to a belt press, where it is additionally It is activated compacted and therefrom forming roll, then pressed products and they are punctured vertical holes of diameter 3 to 5 mm, then the product was dried to a moisture content of not more than 6%, and fired in a tunnel or the annular furnace at a temperature not more than 1330 ^o C, and the rate of raising the temperature in the oven to 800 ^o C should not exceed 20 ^o C / hour.

Claims (1)

1. Легковесный огнеупор, изготовленный из шихты, включающей шамот, огнеупорную глину и вспененный полистирол, в качестве выгорающей добавки, отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит перманганат калия при следующем соотношении компонентов, мас. 1. Lightweight refractory made of a mixture comprising fireclay, refractory clay and expanded polystyrene, as a burnable additive, characterized in that the mixture further comprises potassium permanganate in the following ratio of components, wt. Шамот 45 55
Огнеупорная глина 55 45
Вспененный полистирол, (сверх 100% от массы шихты) Не менее 3
Перманганат калия, (сверх 100% от массы шихты) 0,1 0,4
2. Способ производства легковесного огнеупора, включающий приготовление шихты, включающей шамот, огнеупорную глину и вспененный полистирол, обработку ее в ленточном прессе, прессование заготовок, сушку и обжиг, отличающийся тем, что при приготовлении в нее дополнительно вводят перманганат калия до получения шихты состава, мас.Fireclay 45 55
Refractory clay 55 45
Foamed polystyrene, (over 100% of the mass of the charge) Not less than 3
Potassium permanganate, (over 100% of the mass of the charge) 0.1 0.4
2. A method for the production of lightweight refractory material, including the preparation of a mixture including fireclay, refractory clay and expanded polystyrene, processing it in a tape press, pressing blanks, drying and firing, characterized in that when preparing it, potassium permanganate is additionally introduced into it to obtain a composition mixture, wt. Шамот 45 55
Огнеупорная глина 55 45
Вспененный полистирол, (сверх 100% от массы шихты) Не менее 3
Перманганат калия, (сверх 100% от массы шихты) 0,1 0,4,
а после прессования заготовок в них прокалывают вертикальные отверстия диаметром 3 5 мм.Fireclay 45 55
Refractory clay 55 45
Foamed polystyrene, (over 100% of the mass of the charge) Not less than 3
Potassium permanganate, (over 100% of the mass of the charge) 0.1 0.4,
and after pressing the blanks, vertical holes with a diameter of 3-5 mm are pierced in them.