керамическая масса для получения кислотоупоров

Формула изобретения

Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая необогащенный каолин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлаки от выплавки ферротитана с содержанием, мас.%: SiO₂ 2,4; Аl₂O₃ 72,06; Fe ₂O₃ 0,34; СаО 11,4; MgO 3,5; TiO₂ 10,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

необогащенный каолин	50-80
шлаки от выплавки ферротитана	20-50

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.

Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, шамот - 20-30 (Патент № 11976. Республика Казахстан, МПК C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, опубл. 16.09.02, БИ № 9).

Недостатком указанного состава является относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%:

необогащенный каолин - 45-60, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17 (Патент РФ № 2308435, МПК C04B 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов, опубл. 20.10.2007, БИ № 29).

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая кислотостойкость кислотоупоров.

Данный состав принят в качестве прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и кислотостойкости кислотоупоров.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин, дополнительно вводят шлаки от выплавки ферротитана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Необогащенный каолин	50-80
Шлаки от выплавки ферротитана с содержанием мас.%:
SiO 2 - 2,4; Al2O3 - 72,06; Fe2 O3 - 0,34;
CaO - 11,4; MgO - 3,5; TiO2 - 10,3	20-50

В качестве глинистого компонента для производства кислотоупоров использовалась каолиновая глина, минералогический состав которой представлен следующими минералами, мас.%: каолинит - 45-50, полевой шпат - 20-30, кварц - 10-20, кальцит - 2-4, оксиды железа - 1-3, органические примеси (гумусовые вещества) - 1,8-2. Усредненный химический состав необогащенного каолина представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 69,8; Al₂O₃ - 16,38; Fe₂O₃ - 3,10; CaO - 3,02; MgO - 1,42; R₂O - 0,20; п.п.п. - 5,08. По суммарному содержанию Al₂O₃+TiO₂ он относится - к полукислым глинам с высоким содержанием красящих оксидов (Fe ₂O₃ более 3%), по содержанию частиц размером менее 0,005 мм (35-38%) исследуемое сырье относится - к грубодисперсному, по пластичности - умеренно-пластичное (число пластичности 10-15), по чувствительности к сушке - малочувствительное, по огнеупорности - тугоплавкое (огнеупорность 1520-1550°C), по спекаемости - среднеспекающееся с интервалом спекаемости 100-120°C.

Шлаки от выплавки ферротитана имеют плотную структуру, прочность при сжатии более 100 МПа, огнеупорность выше 1770°C, температуру под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°C. Усредненный химический состав шлаков представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 2,4; Al₂O₃ - 72,06; Fe ₂O₃ - 0,34; CaO - 11,4; MgO - 3,5; TiO₂ -10,3.

Введение в составы керамических масс шлака от выплавки ферротитана за счет повышенного содержания в нем Al₂O₃ позволит значительно повысить термостойкость и кислотостойкость кислотоупоров.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности 1 не более 5% и затем обжигались при температуре 1250°C. В табл.1 приведены составы керамических масс, а в табл.2 физико-механические показатели кислотоупоров.

Таблица 1. Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3	4
Необогащенный каолин	80	70	60	50
Шлаки от выплавки ферротитана	20	30	40	50

Таблица 2. Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3	4
Морозостойкость, циклы	105	126	145	140	35-49
Механическая прочность при изгибе, МПа	73,8	85,8	93,8	90,2	-
Термостойкость, теплосмены	17	21	27	26	9-14
Кислотостойкость, %	99,2	99,25	99,35	99,31	97,9-98,9

Как видно из табл.2, кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую кислотостойкость и термическую стойкость, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании шлаков от выплавки ферротитана позволяет повысить кислотостойкость и термостойкость кислотоупоров

Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению керамических материалов.