жаростойкая кладочная смесь

Формула изобретения

Жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, отличающаяся тем, что дополнительно содержит силикат-глыбу, стеклобой, череп, гранитные отсевы, доломит, воду и дигидрофосфат натрия, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Силикат-глыба	1,5-2,0
Гранулированный доменный шлак	38,0-42,0
Кембрийская глина	22,7-26,0
Стеклобой	1,7-1,9
Череп	1,8-2,0
Гранитные отсевы	4,8-5,0
Доломит	4,9-5,1
Дигидрофосфат натрия	0,08-1,0
Вода	Остальное

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к составу смеси для приготовления кладочного раствора, в частности жаростойкого, предназначенного для скрепления элементов кладки тепловых, печных агрегатов с температурой эксплуатации до 1100°С.

Известна сырьевая смесь для выполнения кладки металлургических агрегатов (RU № 2051881, C04B 35/66, 1996.01.10), которая включает лом высокоглиноземистой футеровки 60-70 мас.%, огнеупорную глину 15-18 мас.%, триполифосфат натрия 0,5-1,0 мас.%, вода - остальное.

Недостатками такой сырьевой смеси являются большие сроки твердения при нормальных условиях и низкая прочность после обжига.

Известна также смесь для приготовления кладочного раствора (RU № 2148052, C04B 38/10, C04B 28/02; 2000.04.27) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент	20-35
Гипсовое вяжущее	10-20
Песок	10-45
Поверхностно-активная добавка	0,03-0,3
Жидкое стекло или щелочь	0,05-0,15

Недостатком такой смеси является низкая прочность после обжига и огнеупорность.

Наиболее близкой к заявляемой является жаростойкая масса (RU № 2312086, C04B 28/26, бюл. № 34, 2007.12.10) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см3	23,0-28,0
Кембрийская глина	8,0-12,0
Гранулированный доменный шлак с Mкр=2,0-2,8	49,0-60,0
Тонкодисперсный нефелиновый шлам	3,0-8,0
Осадок очистных сооружений станций водоподготовки
с влажностью 80%	2,0-7,0

Недостатком такой смеси является низкая прочность и огнеупорность.

Настоящее изобретение направлено на повышение прочности кладочной смеси после обжига и увеличение огнеупорности.

Поставленная техническая задача достигается тем, что жаростойкая кладочная смесь, содержащая кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак, отличается тем, что дополнительно содержит силикат-глыбу, стеклобой, череп, гранитные отсевы, доломит, воду и дигидрофосфат натрия, указанные твердые компоненты совместно подвергнуты помолу до остатка на сите 0,08 не более 1% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Силикат-глыба	1,5-2,0
Гранулированный доменный шлак	38,0-42,0
Кембрийская глина	22,7-26,0
Стеклобой	1,7-1,9
Череп	1,8-2,0
Гранитные отсевы	4,8-5,0
Доломит	4,9-5,1
Дигидрофосфат натрия	0,08-1,0
Вода	остальное

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая смесь не известна и данное техническое решение обладает новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.

Совместное присутствие молотого гранулированного доменного шлака, силикат-глыбы, а также кембрийской глины, стеклобоя, черепа, гранитных отсевов, доломита и дигидрофосфата натрия приводит к твердению жаростойкой кладочной смеси при нормальных условиях, а при обжиге образуются алюмосиликаты и фосфаты сложного состава, упрочняющие структуру.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав жаростойкой кладочной смеси явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанного технического результата, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".

Пример конкретного выполнения

Изготовление жаростойкой кладочной смеси

В качестве связующего выбрана силикат-глыба (ГОСТ 13079-81, силикатный модуль 2,7-3,0).

В качестве заполнителя используется техногенный продукт металлургической промышленности - гранулированный доменный шлак. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80% по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Ca и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит 2CaOSiO₂ и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав череповецкого шлака представлен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав череповецкого шлака, мас.%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MnO	MgO
41,92	6,6	0,33	44,8	0,9	2,38

Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м³ , интервал спекания 50-100°C. Данные химического анализа глины представлены в таблице 2.

Таблица 2
Химический состав кембрийской глины, масс.%
SiO2	TiO2+Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	SO 3	п.п.п.
62,83	17,29	6,64	1,24	2,73	4,5	0,54	4,26

Гранитные отсевы представлены в основном на 40-60% полевыми шпатами (ортоклазом), а также слюдой и роговой обманкой на 5-20% и кварцем 20-40%. Санидин и адуляр - общее название ортоклаз - моноклинные кристаллические модификации калиевого полевого шпата (K₂O·Al ₂O₃·6SiO₂). В качестве слюд может быть мусковит, флагопит, биотит.

Доломит - CaMg(CO₃)₂ - минерал группы карбонатов, по химическому составу двойной карбонат кальция и магния - CaCO ₃·MgCO₃, содержит примеси глины, известняка. При температуре 600-700°C происходит диссоциация MgCO ₃, при 830-900°C происходит диссоциация CaCO₃ .

Череп представляет собой бой обожженных керамических изделий и состоит в основном из силикатов кальция и магния и кварца.

Стеклобой представляет собой сплав смеси различных силикатов (Na₂O·CaO·6SiO₂ ).

1. Дозируют и подвергают помолу в шаровой мельнице до остатка на сите 0,08 не более 1% кембрийскую глину, стеклобой, череп, гранитные отсевы, доломит, силикат-глыбу и гранулированный доменный шлак.

2. Дозируют воду.

3. Сухие компоненты жаростойкой кладочной смеси затворяют водой, перемешивая компоненты в течение 3-5 минут.

4. При необходимости жаростойкая кладочная смесь используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья.

5. Твердение кладочной смеси осуществляется в течение суток в нормальных условиях.

6. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°C.

7. Высушенные образцы готовы к эксплуатации. После обжига при плюс 1100°C образцы кладочной смеси испытывались на прочность.

Состав и свойства кладочной смеси представлены в таблице 3.

Анализ данных таблицы 3 показывает, что предлагаемый состав обеспечивает получение кладочной смеси, у которой марка по прочности составляет M200 и, следовательно, расширяется диапазон применения. При получении кладочной смеси заявляемого состава используются побочные продукты металлургического производства и керамической промышленности, что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.

Жаростойкая кладочная смесь, характеризуемая физико-механическими характеристиками, указанными в таблице 3, может быть использована для кладки печей и тепловых агрегатов с температурой применения до плюс 1100°C.

Анализируя данные таблицы 3, можно сделать вывод, что жаростойкая кладочная смесь характеризуется увеличением прочности в два раза, что увеличивает срок службы смеси и достигается попутный эффект утилизации отходов.