RU2172725C1 - Blend for preparing refractory products - Google Patents

Abstract

FIELD: building materials industry, more particularly manufacture of refractory grog products for lining of heat-engineering units and firing kilns in various industries. SUBSTANCE: blend comprises, wt %: high-melting clay, 12-27; low-melting clay, 8-20; grog, 10-12; quartz sand, 12-20, wall paper production waste, 32-48, wall paper production waste comprising, wt %: kaolin, 65-80; bone glue, starch, drying oil, and organic dyes, 35-20. EFFECT: high heat resistance and mechanical strength of the refractory products. 2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству шамотных огнеупорных изделий, которые могут быть использованы для футеровки теплотехнических агрегатов, обжиговых вагонов и печей в различных отраслях промышленности. The invention relates to the construction materials industry, in particular to the production of fireclay refractory products that can be used for lining heat engineering units, roasting cars and furnaces in various industries.

Уровень техники
Известна керамическая огнеупорная масса, содержащая шамот в качестве основы, а также огнеупорную глину 8-9 вес.%, каолиновое волокно 10-12 вес.% и поверхностно активные вещества 0,5-1,0 вес.%. (А.с. СССР N 540841, C 04 B 33/22, 1976 г.).State of the art
Known ceramic refractory mass containing chamotte as a base, as well as refractory clay 8-9 wt.%, Kaolin fiber 10-12 wt.% And surfactants 0.5-1.0 wt.%. (A.S. USSR N 540841, C 04 B 33/22, 1976).

Недостатками изделий из этого материала являются низкая механическая прочность, высокая пористость и высокая температура термообработки при обжиге изделий. The disadvantages of products from this material are low mechanical strength, high porosity and high heat treatment temperature during firing of products.

Известна также огнеупорная масса, содержащая в качестве основы шамот, а также огнеупорную глину 20-25 вес.%, каолиновое волокно 5-9 вес.%, каолин 10-15 вес. %, сульфонаты 1-3 вес.%, полифосфат натрия 0,1-0,2 вес.% и сополимер салициловой кислоты с формальдегидом 0,1-0,5 вес.%. (А.с. N 1131849, C 04 B 33/22, 1984 г.). Also known is a refractory mass containing chamotte as a base, as well as refractory clay of 20-25 wt.%, Kaolin fiber 5-9 wt.%, Kaolin 10-15 weight. %, sulfonates 1-3 wt.%, sodium polyphosphate 0.1-0.2 wt.% and a copolymer of salicylic acid with formaldehyde 0.1-0.5 wt.%. (A.S. N 1131849, C 04 B 33/22, 1984).

К недостаткам изделий из известной массы можно отнести низкую механическую прочность, а также низкую термостойкость и высокую теплопроводность. The disadvantages of products from known mass include low mechanical strength, as well as low heat resistance and high thermal conductivity.

Наиболее близкой предлагаемому изобретению по технической сущности является шихта для огнеупорных изделий, содержащая следующие компоненты, вес.%:
Глина тугоплавкая - 6 - 15
Глина легкоплавкая - 55-80
Нефелин-сиенит - 1 - 10
Череп - 5 - 0
Отощитель (отходы керамзитового производства) - 4 - 8
Глина монтмориллонитовая - 1,5-5
(A.c. N 1114656 C 04 B 33/00, 1984 г.).The closest to the invention according to the technical essence is a mixture for refractory products containing the following components, wt.%:
Refractory clay - 6 - 15
Low-melting clay - 55-80
Nepheline-syenite - 1 - 10
Skull - 5 - 0
Otoshitel (waste expanded clay production) - 4 - 8
Montmorillonite clay - 1.5-5
(Ac N 1114656 C 04 B 33/00, 1984).

Однако изделия из этой смеси также обладают низкой термостойкостью и механической прочностью. However, products from this mixture also have low heat resistance and mechanical strength.

Сущность изобретения
Целью создания предлагаемого изобретения является разработка состава шихты для огнеупорных изделий, обладающих высокими механической прочностью и термостойкостью.SUMMARY OF THE INVENTION
The aim of the creation of the invention is to develop the composition of the mixture for refractory products with high mechanical strength and heat resistance.

Указанная цель достигается тем, что шихта для огнеупорных изделий, включающая глину тугоплавкую, глину легкоплавкую и шамот, согласно изобретению, дополнительно содержит отходы обойного производства и песок кварцевый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина тугоплавкая - 12-27
Глина легкоплавкая - 8-20
Песок кварцевый - 2-20
Шамот - 10-22
Отходы обойного производства - 32-48,
причем отходы обойного производства содержат, мас.%:
Каолин - 65-80
Клей костный, олифа, крахмал, органические красители - 35-20
Отходы обойного производства, содержащие в своем составе 52,5 вес.% SiO₂, 23 вес.% Al₂O₃, 0,8 вес.% Fe₂O₃ и TiO₂, 0,6 вес.% CaO, 0,7 вес.% MgO и 0,1 вес. % Na₂O и K₂O, ввиду сложности своего химического состава оказывают комплексное воздействие на технологические свойства массы в процессе производства огнеупорных изделий. Так, например, наличие гидроокиси алюминия оказывает положительное воздействие на массу при обжиге изделия, наличие гидроокисей натрия и калия способствует улучшению пластичности массы, а содержащиеся в отходах органические компоненты позволяют получить при их выгорании заранее заданную пористость конечного продукта - огнеупорного изделия, обеспечивая получение величины потерь при прокаливании на уровне 20-22%. При этом за счет того, что отходы обойного производства представляют собой мелкодисперсную массу (10 мкм - 120 мкм - 200 мкм), обеспечивается равномерное распределение содержащегося в ней каолина среди других компонентов смеси, улучшается пластичность массы и достигается получение после обжига изделий с равномерно распределенными закрытыми и открытыми порами, что повышает механическую прочность огнеупоров и снижает их теплопроводность. Таким образом, по аналитическому составу и физическому состоянию отходы обойного производства отвечают всем требованиям, предъявляемым к добавкам, используемым для приготовления шихты для производства огнеупоров.This goal is achieved in that the mixture for refractory products, including refractory clay, low-melting clay and chamotte, according to the invention, additionally contains wallpaper waste and quartz sand in the following ratio of components, wt.%:
Refractory clay - 12-27
Fusible clay - 8-20
Quartz sand - 2-20
Fireclay - 10-22
Wallpaper production waste - 32-48,
moreover, the waste of wallpaper production contain, wt.%:
Kaolin - 65-80
Bone glue, drying oil, starch, organic dyes - 35-20
Wallpaper waste containing 52.5 wt.% SiO ₂ , 23 wt.% Al ₂ O ₃ , 0.8 wt.% Fe ₂ O ₃ and TiO ₂ , 0.6 wt.% CaO, 0, 7 wt.% MgO and 0.1 wt. % Na ₂ O and K ₂ O, due to the complexity of their chemical composition, have a complex effect on the technological properties of the mass during the production of refractory products. For example, the presence of aluminum hydroxide has a positive effect on the mass during the firing of the product, the presence of sodium and potassium hydroxides improves the plasticity of the mass, and the organic components contained in the waste make it possible to obtain a predetermined porosity of the final product, the refractory product, when burned, providing losses when calcining at the level of 20-22%. Moreover, due to the fact that wallpaper waste is a finely dispersed mass (10 μm - 120 μm - 200 μm), a uniform distribution of the kaolin contained in it among other components of the mixture is ensured, the plasticity of the mass is improved, and products are obtained after firing with uniformly distributed closed and open pores, which increases the mechanical strength of the refractories and reduces their thermal conductivity. Thus, according to the analytical composition and physical state, wallpaper waste meets all the requirements for additives used to prepare the mixture for the production of refractories.

Экспериментальным путем было доказано, что введение в качестве добавки в шихту отходов обойного производства в количестве меньшем 32 мас.% не обеспечивает необходимой термостойкости и теплопроводности огнеупорных изделий. Введение в шихту большего количества отходов обойного производства, например более 48 мас.%, также нерационально, так как при этом значительно увеличивается пористость изделий, снижающая механическую прочность, и повышается водопоглощение изделий. It was experimentally proved that the introduction of waste wallpaper materials in an amount of less than 32 wt.% As an additive in the mixture does not provide the necessary heat resistance and thermal conductivity of refractory products. The introduction of a larger quantity of wallpaper waste into the charge, for example, more than 48 wt.%, Is also irrational, since this significantly increases the porosity of the products, which reduces mechanical strength, and increases the water absorption of the products.

В табл. 1 представлены составы огнеупорной шихты при различном процентном содержании компонентов. In the table. 1 shows the composition of the refractory mixture at different percentages of components.

Во всех случаях при приготовлении смеси используемый шамот после дробления рассеивали на фракции в пределах (1,25-2,5)мм - 10-14%, (2,5-5,0)мм - 25-30%, (5,0-8,0)мм - 56-65%. Формовочную массу приготавливали "сухим " способом с конечной влажностью 20-23%. Изделия изготавливались методом пластического формования при вакууме 0,92 - 0,95 атмосфер. После предварительной подвялки изделия сушили при температуре 105-120^oC до остаточной влажности не более 1%. Обжиг велся при Т=960-1050^oC, длительность обжига и охлаждения составляла 65-62 часов соответственно.In all cases, when preparing the mixture, the chamotte used after crushing was dispersed into fractions in the range (1.25-2.5) mm - 10-14%, (2.5-5.0) mm - 25-30%, (5, 0-8.0) mm - 56-65%. The molding material was prepared by the "dry" method with a final moisture content of 20-23%. The products were made by plastic molding under vacuum of 0.92 - 0.95 atmospheres. After preliminary curing, the product was dried at a temperature of 105-120 ^o C to a residual moisture content of not more than 1%. Firing was carried out at T = 960-1050 ^o C, the duration of firing and cooling was 65-62 hours, respectively.

В табл. N 2 представлены сравнительные результаты испытаний изделий, изготовленных согласно предлагаемому изобретению и согласно известному техническому решению по авт. св. N 1114656. In the table. N 2 presents comparative test results of products manufactured according to the invention and according to the well-known technical solution according to ed. St. N 1,114,656.

Предлагаемое изобретение было опробовано в стандартных производственных условиях ЗАО НПО "Керамика" для изготовления футеровки обжигового вагона, используемого при изготовлении керамического кирпича. По прошествии 85 циклов (оборотов) существенных изменений и повреждений элементов футеровки обжигового вагона не обнаружено, что позволяет говорить о высокой термостойкости и механической прочности огнеупорных изделий, изготавливаемых согласно предлагаемому изобретению. The present invention was tested in standard production conditions of ZAO NPO "Ceramics" for the manufacture of a lining of a roasting car used in the manufacture of ceramic bricks. After 85 cycles (revolutions), no significant changes and damage to the elements of the lining of the roasting car were found, which suggests a high heat resistance and mechanical strength of the refractory products made according to the invention.

Claims (1)

Шихта для изготовления огнеупорных изделий, включающая глину тугоплавкую, глину легкоплавкую, шамот и кварцевый песок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отходы обойного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина тугоплавкая - 12 - 27
Глина легкоплавкая - 8 - 20
Песок кварцевый - 12 -20
Шамот - 10 - 22
Отходы обойного производства - 32 - 48
при этом отходы обойного производства содержат, мас.%:
Каолин - 65 - 80
Клей костный, крахмал, олифа, красители органические - 35 - 20.The mixture for the manufacture of refractory products, including refractory clay, low-melting clay, chamotte and quartz sand, characterized in that it additionally contains wallpaper waste in the following ratio of components, wt.%:
Refractory clay - 12 - 27
Low-melting clay - 8 - 20
Quartz sand - 12 -20
Fireclay - 10 - 22
Wallpaper production waste - 32 - 48
while the waste production contains, wt.%:
Kaolin - 65 - 80
Bone glue, starch, drying oil, organic dyes - 35 - 20.

Images