шихта для получения композиционного материала

Формула изобретения

Шихта для получения композиционного материала, включающая бадделеитовый концентрат и брусит, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит каолин с содержанием основных компонентов, мас.%: оксиды алюминия 39-40, кремния 46-47, железа и титана 4,5-5,5, при этом размер частиц компонентов составляет 8-9 мкм, а соотношение бадделеитового концентрата и брусита, мас.% - 85:15 при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%:

Бадделеитовый концентрат и брусит 45-55

Каолин 45-55

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и, в частности, касается изготовления огнеупоров для футеровки высокотемпературных агрегатов, таких как плавильные печи, ковши и тигли для выплавки, обработки и транспортировки различных металлов.

Известно получение керамического материала, используемого в качестве модифицирующей добавки к огнеупорам, из смеси циркона с глиноземом (см. заявка Франции №2595600, С 04 В 35/46, 18.09.87).

Основным недостатком известного технического решения является недостаточная активность полученного материала при изготовлении огнеупорных изделий. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является шихта для получения композиционного порошкового материала, включающая, мас.%: бадделеитовый концентрат 50-95 и брусит 5-50, (см. патент РФ 2167128, С 04 В 35/482).

При использовании керамического материала, полученного известньм способом в производстве огнеупорных изделий, наблюдается повышенная хрупкость и недостаточная трещиностойкость.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка такого состава шихты, который бы обеспечил улучшение таких характеристик керамического материала, как прочность и трещиностойкость.

Поставленная задача достигается тем, что шихта для получения композиционного керамического материала, включающая бадделеитовый концентрат с бруситом, согласно изобретению дополнительно содержит каолин с содержанием основных компонентов, мас.%: оксиды алюминия 39-40, кремния 46-47, железа и титана 4,5-5,5, при этом размер частиц компонентов в шихте составляет 8-9 мкм. Соотношение бадделеитового концентрата и брусита в мас.% 85:15, при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%:

Бадделеитовый концентрат и брусит 45-55

Каолин 45-55

Преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что используют минеральное многокомпонентное по составу сырье, позволяющее одновременно стабилизировать диоксид циркония и получить жаростойкую керамику. Введение каолинов в состав шихты обеспечивает хорошую текучесть шликера, его высокую седиментационную и агрегативную устойчивость, хорошую заполняемость форм для отливки изделий.

Увеличение крупности частиц выше 9 мкм приводит к быстрому расслаиванию суспензии, а увеличение дисперсности за заявленным нижним пределом размера частиц вызывает значительное повышение вязкости, ухудшает литейные свойства суспензии и соответственно качество отливки.

Заявленный качественный и количественный состав шихты оптимального гранулометрического состава позволит получать керамические изделия с улучшенными эксплуатационными свойствами.

ПРИМЕР. Порошки с размером частиц менее 50 микрон бадделеитового концентрата (~96% оксида циркония) и предварительно отожженного при 850С брусита (в мас.%: оксиды магния 69, кальция 11, кремния 1,9, железа 1,0) смешивали и подвергали размолу в планетарной мельнице в течение 1 часа, поддерживая их соотношение в шихте в пределах 85:15. Полученную шихту термообрабатывали в печи СШВЭ при температуре 1650С в течение часа в вакууме, полученный порошок подвергали размолу в дезинтеграторе "ДЕЗИ 11М1Ф", в результате которого размер частиц составил 8-9 мкм. Полученный порошковый материал смешивали с каолинами, содержащими основные компоненты, мас.%: оксиды алюминия 39-40, кремния 46-47, железа и титана 4,5-5,5, в соотношении 50:50 мас.% и готовили шликер, добавляя жидкое стекло и воду не более 40%. Водный шликер подвергали обработке в планетарной мельнице "САНД" в течение 2 часов, затем заливали его в гипсовую форму, избыток воды из шликера всасывается в мелкие поры гипсовой формы, а у ее стенок наращивается слой сырого черепка. После достижения нужной толщины излишек выливают из формы. После выдержки изделия в форме и, таким образом, сокращения в размерах тигель легко извлекают, сушат и спекают в вакууме при 1400С. Определены эксплуатационные характеристики полученного керамического тигля: кажущаяся пористость 12,4%, кажущаяся плотность 1,62 г/см³, термостойкость (при 1500С, среда - воздух) 15 теплосмен.

Данные, полученные в результате исследований представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый состав позволит получить керамический материал, удовлетворяющий эксплуатационным характеристикам огнеупорных изделий, в частности тиглей для плавки металла при значительном сокращении затрат на производство за счет использования минерального сырья. Стойкость тиглей для плавки металла в медицинской промышленности состава Cr₂O₃·SiO₂·Аl₂O₃ составляет 10 теплосмен.