×
10.07.2015
216.013.5c4a

Результат интеллектуальной деятельности: ГРАФИТО-ОКСИДНЫЙ ОГНЕУПОР

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к металлургии, а именно к производству углеродсодержащих огнеупоров, используемых в производстве литейных тиглей и огнеупорных покрытий для литья. Графито-оксидный огнеупор, включающий углеродсодержащий компонент, периклаз и связующее, в качестве углеродсодержащего компонента содержит графит искусственный и графит кристаллический, а в качестве связующего полифосфатную связку с огнеупорностью до 2000С, при следующем соотношении компонентов, мас.%: графит искусственный 36-50, графит кристаллический 14-20, периклаз 20-30, связующее полифосфатное - остальное. Технический результат заключается в получении огнеупора повышенной термостойкости, окисляемости и промышленной безопасности. 2 табл.
Основные результаты: Графито-оксидный огнеупор, включающий кристаллический графит, магнезиальный компонент и связующее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит искусственный графит, в качестве магнезиального компонента - периклаз, а в качестве связующего - неорганическое полифосфатное связующее с огнеупорностью до 2000°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству углеродсодержащих огнеупоров, используемых в производстве литейных тиглей и огнеупорных покрытий для литья.

Графито-оксидные огнеупоры находят широкое применение в производстве литейных тиглей, в футеровке металлургических агрегатов внепечной обработки, при транспортировке металла. При этом графитовая составляющая обеспечивает стойкость к термическому удару за счет небольшого коэффициента термического расширения графитов, а оксидная составляющая определяет более высокую термостойкость огнеупоров по сравнению с графитовыми аналогами.

Известен углеродсодержащий огнеупор (патент РФ №2270179, С04В 35/103, 2006), изготовленный из массы, содержащей периклаз и/или корунд, углеродсодержащий компонент, антиоксидант и связующее, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

корунд фракции менее 0,063 мм 16-20
периклаз фракции 0,5-1,0 мм 4-12
графит 6-10
металлический алюминий 1-5
кристаллический кремний 2-5
этиленгликоль 1,5-1,8
связующее фенольное порошкообразное 2,7-3,3
корунд фр. 0,5-6 мм остальное

Данный состав позволяет получить огнеупор, обладающий такими эксплуатационными свойствами, как невысокое термическое расширение, достаточная механическая прочность и низкая окисляемость. Однако имеет сложный состав, а технология его изготовления требует высокотемпературный отжиг. Кроме того, в составе содержится такое вредное вещество, как фенол, что его не рекомендуется использовать по директивам ЕЭС. Все это затрудняет применение данного материала на производстве, ориентированном на мировой рынок.

Наиболее близким к изобретению по составу является огнеупор (SU 510456, С04В 35/20, 11.06.1976) содержащий, мас.%: магнезит фракций, мм: 1-0,2 - 40-50, 1-3 - 20-25, ≤0,06-15-25, чешуйчатый графит - 5-25, связка - 8-10.

Известный состав огнеупора принят в качестве прототипа.

Огнеупор на основе магнезитового состава обладает необходимой прочностью, термостойкостью и низкой окисляемостью.

К основным недостаткам данного материала можно отнести:

- во время отжига происходит образование микротрещин вследствие активного взаимодействия магнезита с алюмофосфатами связки, что отрицательно сказывается на стойкости изделий;

- повышенное содержание оксида магния в составе приводит к повышению коэффициента термического расширения, к неравномерности физико-химических свойств в объеме получаемых изделий, что отрицательно сказывается на механической прочности и термостойкости изделий из данного огнеупора.

Основной целью настоящего изобретения является разработка состава огнеупорного материала для производства литейных тиглей и огнеупорных покрытий, обладающего повышенной термостойкостью, низкой окисляемостью и промышленной безопасностью.

Технический результат достигается тем, что графито-оксидный огнеупор, включающий кристаллический графит, магнезиальный компонент и связующее, содержащее алюмофосфаты, согласно изобретению дополнительно содержит искусственный графит, в качестве магнезиального компонента периклаз, а в качестве связующего неорганическое полифосфатное связующее с огнеупорностью до 2000°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

графит искусственный 36-50
графит кристаллический 14-20
периклаз 20-30
неорганическое полифосфатное связующее с огнеупорностью до
2000°С 10-20

В качестве неорганического полифосфатного связующего использовались алюмофосфатные связующие следующего состава: (1)

Огнеупорность связующего после полимеризации достигает 2000 С°, что известно из литературных источников (Металлофосфатные связующие и смеси: Монография / Илларионов И.Е. и др. Чебоксары: Изд-во при Чувашском ун-те, 1995 - 524 с.) Именно это свойство связующего обеспечивает высокие показатели термостойкости для заявляемого графито-оксидного огнеупора.

Кроме того, неорганическое полифосфатное связующее обеспечивает высокую механическую прочность как свежесформованного, так и полимеризованного огнеупора за счет необратимого отвердения при самонагревании с образованием плотного связующего каркаса. Самоотвердение образцов происходит вследствие химического взаимодействия связующего с периклазом, т.к. полифосфаты алюминия в составе связующего входят во взаимодействие с оксидом магния и с примесями, содержащимися в периклазе. Протекающая экзотермическая реакция приводит к нагреву огнеупорной шихты, вызывая полимеризацию связующего. Это позволяет получить прочные образцы без их предварительного высокотемпературного отжига при температуре не более 400°С.

Неорганическое полифосфатное связующее интенсивно взаимодействует с химическими активными центрами на поверхности графитовых частиц, что значительно снижает термоокисляемость графита и положительно сказывается на термостойкости и долговечности огнеупорных изделий из данного материала.

Выбор граничных значений, указанных в формуле изобретения, обусловлен следующим.

Содержание неорганического полифосфатного связующего менее 10% недостаточно для увлажнения шихты вследствие ее активного взаимодействия с периклазом, а введение более 25% переувлажняет массу и вызывает трещины перепрессовки.

Периклаз в составе огнеупора обеспечивает необходимую плотность набивки вследствие своей более высокой плотности по сравнению с графитами, а также вступает в реакцию со связующим, тем самым служит для обеспечения самоотжига образцов. При этом при содержании его в составе менее 25% не достигается необходимая интенсивность экзотермической реакции, а при содержании более 34% вследствие высокого тепловыделения происходит активная полимеризация и комкование порошковой композиции, что затрудняет дальнейшую запрессовку и формообразование.

Кристаллический графит, содержащийся в составе, обеспечивают высокую теплопроводность композиции, низкую смачиваемость жидким металлом вследствие явной кристаллической структуры графита. Повышенная теплопроводность композиции снижает термические напряжения в объеме огнеупорной керамики на основе предложенного состава, что повышает срок службы изделия и обеспечивает стабильность физико-механических свойств в случае высокотемпературных перепадов.

Опытным путем установлено, что содержание кристаллических графитов менее 14% не обеспечивает высокой теплопроводности, а содержание в составе более 37% приводит к расслаиванию огнеупорной керамики вследствие как низкой смачиваемости связующим, так и за счет расслаивания кристаллических графитов, и как следствие понижения взаимного трения между частицами композиции.

Примеры составов для изготовления образцов графито-оксидного огнеупора и их свойства указаны в таблицах 1-2.

Для получения огнеупора заявляемого состава использовали следующие материалы: периклаз плавленый (с содержанием MgO 96,3%), графит искусственный (графитированный бой с содержание углерода до 90%, серы не более 0,5%) и кристаллический (марки ГЛ-2), алюмофосфатное связующее по приведенной ссылке (1).

Указанные компоненты дозировали в количествах, приведенных в формуле изобретения, смешивали, формовали изделия на гидравлическом прессе, при этом термообработка и полимеризация образцов происходили за счет тепла от химического взаимодействия полифосфатного связующего с периклазом. После полимеризации образцы подвергали закрепляющему отжигу при температуре 400°С.

Качество углеродсодержащего огнеупора оценивали следующим образом: по окисляемости и пределу прочности при сжатии, которые определяли после формования и самозатвердевания образцов в окислительной атмосфере при 1350°С в течение 1 часа. Окисляемость определяли как отношение количества углерода, оставшегося в образце на расстоянии 15 мм от его поверхности, к его исходному количеству в процентах. Предел прочности при сжатии определяли по ГОСТ 4071.1-94.

Таблица 1. Составы массы предлагаемого и известного графито-оксидного огнеупора

№ состава Содержание, мас.%:
графит искусственный графит крист. периклаз полифосф. связ. корунд Аl сажа пек + ФФС карбид бора мод. добавка
прототип 15 40 25 4 5 7 1 3
1 50 20 20 10 - - - - - -
2 43 17 25 15 - - - - - -
3 36 14 30 20 - - - - - -

Таблица 2. Свойства предлагаемого и известного графито-оксидного огнеупора

№ состава Предел прочности при сжатии после термообработки при 1350°С, Н/мм2 Окисляемость, %
прототип 10 57
1 12,5 71
2 15 68
3 14 75

Из таблицы видно, что предлагаемый огнеупор имеет высокую механическую прочность и термостойкость (окисляемость выше).

Графито-оксидный огнеупор, кроме перечисленных преимуществ, обладает более высокой теплопроводностью, низкой смачиваемостью жидким металлом, малым термическим расширением и сохраняет постоянство свойств в течение длительного контакта с металлом при повышенных температурах.

Сочетание в данном огнеупоре преимуществ магнезиальных углеродсодержащих и графитовых огнеупоров позволяет его успешно использовать для производства литейных тиглей и огнеупорных покрытий для цветного литья, что подтвердили результаты промышленных испытаний.

Графито-оксидный огнеупор, включающий кристаллический графит, магнезиальный компонент и связующее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит искусственный графит, в качестве магнезиального компонента - периклаз, а в качестве связующего - неорганическое полифосфатное связующее с огнеупорностью до 2000°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 91-100 of 249 items.
10.04.2014
№216.012.b545

Устройство для очистки верхней кромки полувагонов

Изобретение относится к устройствам для очистки транспортных средств. Устройство для очистки верхней кромки полувагонов содержит портал, цилиндрическую щетку (7), установленную с возможностью перемещения приводом подъема и опускания щетки, блок управления (10). Стойки портала снабжены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512129
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b939

Способ охлаждения циркуляционной воды в водоеме-охладителе

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых электростанций с водоемом-охладителем. Способ включает сброс теплой воды в водоем-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды. Для снижения температуры забираемой воды на дно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513145
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba78

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасность ведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513464
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba7b

Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива включает формирование отверстия в рудном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513467
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba9e

Сплав белого цвета на основе серебра 925 пробы, модифицированный кремнием

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра, предназначенных для изготовления ювелирных изделий и имеющих белый цвет. Сплав белого цвета 925 пробы на основе серебра содержит, мас.%: серебро - 92,5-93,0; цинк - 2,30-2,50; индий - 0,05-0,07; олово - 0,07-0,09; кремний -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513502
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb78

Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513720
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bc84

Способ ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения

Изобретение относится к области медицины, в частности к радиационной биологии, и может быть использовано для ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения. Способ ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513999
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd41

Способ повышения износостойкости пар трения

Настоящее изобретение относится к способу повышения износостойкости пар трения путем обработки смазочного материала, работающего в узлах трущихся деталей, при этом обработку смазочного материала осуществляют непосредственно в трибоузле, при этом на одну трущуюся поверхность детали трибоузла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514189
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bde3

Способ обогащения руд цветных металлов

Изобретение относится к процессам обогащения руд полезных ископаемых и может быть использовано для увеличения полноты извлечения ценных продуктов, в частности цинка и свинца, методом флотации. Способ обогащения руд цветных металлов включает флотацию, предварительную обработку пульпосодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514351
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bffd

Сплав красного цвета на основе золота 585 пробы

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе золота, предназначенных для изготовления ювелирных изделий. Сплав на основе золота содержит, мас.%: золото - 58,5-59,0; серебро - 7,5-8,5; рутений - 0,4-0,5; медь - остальное. Технический результат сплава заключается в улучшении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514898
Дата охранного документа: 10.05.2014
Showing 91-100 of 263 items.
20.02.2014
№216.012.a2d2

Способ отвалообразования на наклонное основание

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является возможность складирования пастообразных хвостов после обогатительного передела руды на наклонное основание с сохранением устойчивости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507397
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.03.2014
№216.012.ab86

Способ получения наноразмерного порошка железоиттриевого граната

Изобретение относится к получению порошков для микроволновой техники и магнитооптики. Способ получения наноразмерного порошка железо-иттриевого граната включает приготовление водного раствора солей иттрия (III) и водного раствора солей железа (III). Сначала реагент-осадитель, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509625
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ac90

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение устойчивости и высоты отвального яруса при смешанной отсыпке пород вскрыши и пастообразных хвостов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509891
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.04.2014
№216.012.b4fa

Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения

Изобретение относится к области строительства сейсмостойких сооружений. Технический результат: обеспечение оперативного управления сейсмозащитой здания или сооружения и повышение сейсмостойкости объекта в аварийной ситуации. Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512054
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b545

Устройство для очистки верхней кромки полувагонов

Изобретение относится к устройствам для очистки транспортных средств. Устройство для очистки верхней кромки полувагонов содержит портал, цилиндрическую щетку (7), установленную с возможностью перемещения приводом подъема и опускания щетки, блок управления (10). Стойки портала снабжены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512129
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b939

Способ охлаждения циркуляционной воды в водоеме-охладителе

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых электростанций с водоемом-охладителем. Способ включает сброс теплой воды в водоем-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды. Для снижения температуры забираемой воды на дно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513145
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba78

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасность ведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513464
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba7b

Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива включает формирование отверстия в рудном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513467
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba9e

Сплав белого цвета на основе серебра 925 пробы, модифицированный кремнием

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра, предназначенных для изготовления ювелирных изделий и имеющих белый цвет. Сплав белого цвета 925 пробы на основе серебра содержит, мас.%: серебро - 92,5-93,0; цинк - 2,30-2,50; индий - 0,05-0,07; олово - 0,07-0,09; кремний -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513502
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb78

Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513720
Дата охранного документа: 20.04.2014
+ добавить свой РИД