огнеупорная масса для установок выработки кварцевого стекла

Формула изобретения

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ УСТАНОВОК ВЫРАБОТКИ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА, включающая диоксид циркония или бадделеит, диоксид гафния, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диоксид кремния и технический лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.

Диоксид циркония или бадделеит 44,0 72,5

Диоксид гафния 25 49

Диоксид кремния 2 5

Технический лигносульфонат 0,5 2,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для теплоизоляции высокотемпературных установок непрерывного действия и, в первую очередь, установок непрерывного действия выработки кварцевого стекла при температуре службы выше 2000^оС в контакте со стеклом.

Известна шихта для изготовления огнеупорного материала состава, мол. двуокись гафния основа, окись иттрия 6-8, двуокись циркония 35-40 [1]

Однако огнеупоры из данной шихты обладают недостаточной стеклоустойчивостью в связи с тем, что кварц взаимодействует со стабилизирующей добавкой и вследствие чего происходит разрушение огнеупоров.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является масса для изготовления огнеупорных изделий, включающая (в мас.) диоксид циркония 30-60 и диоксид гафния 40-70 [2]

Однако изделия из этой массы имеют низкую технологичность, возможно изготовление только мелкоштучных изделий. При изготовлении большемерных изделий или сложной конфигурации, как например фильеры, изделий с количеством брака по трещинам доходит до 50% Эти изделия характеризуются также высокой пористостью 29-32% что способствует пропитке изделий в службе расплавом или парами кварца, снижает их стеклоустойчивость и приводит к быстрому разрушению к службе.

Техническим результатом изобретения является повышение технологичности изготовления изделий из массы и повышение их стеклоустойчивости.

Он достигается тем, что огнеупорная масса для изготовления изделий, включающая диоксид циркония или бадделеит, диоксид гафния согласно изобретению дополнительно содержит диоксид кремния и лигносульфонат технический (ЛТС) при следующем соотношении компонентов, мас.

Диоксид циркония или бадделеит 44-72,5 Диоксид гафния 25-49 Диоксид кремния 2-5

Лигносульфонат технический (ЛТС) 0,5-2

В лаборатории УкрНИИО были изготовлены образцы по предлагаемому изобретению и прототипу следующим образом:

Из исходного диоксида циркония или бадделеита готовили зернистые порошки менее 1 мкм, для чего исходный материал плавили в электродуговой печи на блок. Блок разбивали на куски менее 300 мм, отжигали при 1400^оС для восстановления стехиометрии и окончательно измельчали до размера зерен 1-0,5 и менее 0,5 мм. Зернистые порошки можно получать также и спеканием при 1750^оС исходного диоксида циркония. В качестве фракции менее 0,5 мм можно использовать бадделеит естественной зернистости.

Также измельчали часть исходного диоксида циркония или бадделеита, диоксид гафния и диоксид кремния до размера частиц, в основном, менее 4 мкм.

Из полученных материалов готовили шихту, путем смешивания компонентов в смесителе с увлажнением массы лигносульфонатом техническим до влажности 2-3%

Изделия формовали при удельном давлении 60-100 МПа и обжигали при температуре 1750^оС.

Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице. Как видно из таблицы образцы, изготовленные по изобретению обладают более низкой пористостью от 5,4 до 17,6% и повышенной (глубина реакционной зоны 0,2-0,3 мм и количество стеклофазы в реакционной зоне 2-4% ) стеклоустойчивостью по сравнению с прототипом до 29-32% и 7 мм и 40% соответственно.

Введение в шихту от 2 до 5% SiO₂ позволяют релаксировать напряжения, возникающие во время обжига изделий в диапазоне температур 1200-1700^оС и следовательно снизить количество брака по трещинам до 2-6% а также изготавливать большемерные изделия сложной конфигурации.