Патент на изобретение №2172308

(54) СОСТАВ МАССЫ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОГНЕУПОРОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии углеродсодержащих огнеупоров на основе тугоплавких оксидов и может быть использовано в огнеупорной и металлургической промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение качества огнеупорных материалов, упрощение технологического процесса на стадии отверждения, в частности повышение жизнеспособности связующего и улучшение взаимодействия его компонентов при полимеризации, а также сокращение времени и снижение температуры отверждения изделия. Предлагаемый состав массы углеродсодержащих огнеупоров содержит, мас.%: резорцинсодержащее органическое связующее с добавкой олигооксипропиленгликоля (в количестве 0,5-5,0 мас.% по отношению к связующему) 5-30, углеродистый компонент 2-30, огнеупорный наполнитель остальное. В качестве огнеупорного наполнителя используют оксиды магния, алюминия, циркония, боксит, карбид кремния, доломит, по отдельности или в смеси. Связующее в качестве отвердителя дополнительно может содержать гексаметилентетрамин в количестве 0,1-10 мас.%, а в качестве модификатора – карбамидформальдегидный олигомер в количестве 5-20 мас.% Наполнитель может дополнительно содержать добавку антиоксиданта в количестве 0,1-5 мас.%, например алюминий, кремний, магний и их сплавы. 4 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к технологии углеродсодержащих огнеупоров на основе тугоплавких оксидов и карбида кремния и может быть использовано в огнеупорной и металлургической промышленности.

Известны массы для изготовления углеродсодержащих огнеупоров из огнеупорного наполнителя, в качестве которого могут быть использованы оксиды магния, алюминия, доломит, карбид кремния и др., углеродистого компонента – графита, сажи, кокса, угольной или коксовой пыли, твердого углерода, бурого угля, а также коксового мусора и смеси полимерных смол, образованных гомополимеризацией резорцинола [заявка Великобритании N 2096985, C 04 B 35/00, 1982 г.].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигнутому результату является состав массы углеродсодержащих огнеупоров на основе алкилрезорциновой смолы, модифицированной карбамидформальдегидным олигомером [Решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке N 97-118725 от 29.10.97] (прототип). Недостатком прототипа является нестабильное качество изделий, обусловленное быстрым твердением (полимеризацией) связующего при смешении его компонентов и, как следствие, некачественным взаимодействием связующего с наполнителем. Связующее не обладает длительной жизнеспособностью и не обеспечивает высокой прочности огнеупоров.

Задачей данного изобретения является повышение качества огнеупорных материалов, упрощение технологического процесса на стадии отверждения, в частности повышение жизнеспособности связующего и снижение температуры при сокращении времени отверждения изделия. Поставленная задача решается предлагаемым составом массы углеродсодержащих огнеупоров, содержащим огнеупорный наполнитель, такой как оксиды магния, алюминия, боксит, доломит и карбид кремния по отдельности или в смеси, углеродистый компонент и резорцинсодержащее органическое связующее, причем связующее содержит поверхностно-активную добавку олигооксипропиленгликоля в количестве 0,5 – 5,0 мас.%, при следующем соотношении компонентов массы, мас.%:
резорцинсодержащее органическое связующее с добавкой олигооксипропиленгликоля (в количестве 0,5 – 5,0 мас.% по отношению к связующему) – 5 – 30
углеродистый компонент – 2 – 30
огнеупорный наполнитель – остальное
Отличие предложенного состава от известного заключается в том, что в состав связующего введена поверхностно-активная добавка в виде олигооксипропиленгликоля в количестве 0,5 – 5,0% по отношению к связующему. В качестве отвердителя связующее дополнительно может содержать 0,1 – 10 мас.% гексаметилентетрамина. Состав массы может дополнительно содержать добавку антиоксиданта в количестве 0,1 – 5 мас.%, например алюминий, кремний, магний и их сплавы. В качестве огнеупорного наполнителя состав массы может содержать диоксид циркония. В качестве модификатора связующее дополнительно может содержать карбамидформальдегидный олигомер в количестве 5 – 20 мас.%.

Такая совокупность признаков состава массы для упрощения и сокращения процесса ее отверждения, повышения жизнеспособности связующего и качества огнеупоров в литературе не известна.

Пример 1
Состав массы известковопериклазоуглеродистых огнеупоров
Следующие компоненты массы (в кг) смешивали сухим способом в Z-образном смесителе 20 мин.:
доломит – 86,5;
графит тигельный – 6,5;
Резорцинсодержащее органическое связующее, состоящее из следующих компонентов:
резорцин-альдегидной смолы – 6,97;
олигооксипропиленгликоля – 0,03.

Приготовленную массу вылеживали на воздухе 2 ч. Затем из нее полусухим способом формовали огнеупорные изделия под давлением 100 МПа и отверждали при комнатной температуре в течение 24 ч.

Огнеупоры, полученные по предлагаемому способу, обладали следующими свойствами:
Предел прочности при сжатии, МПа 59,5 6,1
Предел прочности при трехточечном изгибе, МПа 8,1 1,0
Средняя плотность, г/см³ 3,09
Открытая пористость, % 7,2
Пример 2
Состав массы периклазоуглеродистых огнеупоров
Следующие компоненты массы смешивают в количестве (в кг):
периклаз электроплавленный – 79;
графит чешуйчатый – 15.

Резорцинсодержащее органическое связующее, состоящее из следующих компонентов:
резорцин-альдегидной смолы – 5,55;
гексаметилентетрамина – 0,35;
олигооксипропиленгликоля – 0,1.

Затем из нее формуют огнеупорные изделия и термообрабатывают при температуре 160^oC в течение 3 ч.

Огнеупоры, полученные по предлагаемому способу, обладают следующими свойствами:
Предел прочности при сжатии, МПа – 42,3 2,7
Предел прочности при трехточечном изгибе, МПа – 5,1 0,3
Средняя плотность, г/см³ – 2,91
Открытая пористость, % – 9,0
Пример 3
Состав массы алюмопериклазоуглеродистых огнеупоров
Следующие компоненты массы смешивают в количестве (в кг):
боксит – 81,0;
графит чешуйчатый – 10;
алюминий – 3.

Резорцинсодержащее органическое связующее, состоящее из следующих компонентов:
резорцин-альдегидной смолы – 5,76;
гексаметилентетрамина – 0,2;
олигооксипропиленгликоля – 0,04.

Затем из нее формуют огнеупорные изделия и отверждают при 170^oC течение 3 ч.

Огнеупоры, полученные по предлагаемому способу, обладают следующими свойствами:
Предел прочности при сжатии, МПа – 46,7 3,8
Средняя плотность, г/см³ – 2,78
Открытая пористость, % – 12,4
Пример 4
Состав массы корундоцирконийграфитовых огнеупоров
Следующие компоненты массы смешивают в количестве (в кг):
корунд электроплавленный – 74;
диоксид циркония – 10;
графит чешуйчатый – 10.

Резорцинсодержащее органическое связующее, состоящее из следующих компонентов;
резорцин-альдегидной смолы – 4,48;
карбамидформальдегидного олигомера – 1,02;
гексаметилентетрамина – 0,40;
олигооксипропиленгликоля – 0,1.

Затем из нее формуют огнеупорные изделия и термообрабатывают при температуре 170^oC в течение 3 ч.

Огнеупоры, полученные по предлагаемому способу, обладают следующими свойствами:
Предел прочности при сжатии, МПа – 61,7 5,3
Средняя плотность, г/см³ – 3,34н

Формула изобретения

1. Состав массы углеродсодержащих огнеупоров, содержащий огнеупорный наполнитель, например оксид магния, оксид алюминия, доломит, боксит, карбид кремния по отдельности или в смеси, углеродистый компонент в виде графита, сажи, кокса или твердого углерода по отдельности или в смеси, также резорцинсодержащее органическое связующее, модифицированное добавкой, отличающийся тем, что в качестве добавки оно содержит поверхностно-активное вещество олигооксипропиленгликоль в количестве 0,5 – 5,0 мас.% по отношению к связующему при следующем соотношении компонентов массы, мас.%:
Резорцинсодержащее органическое связующее с добавкой олигооксипропиленгликоля – 5 – 30
Углеродистый компонент – 2 – 30
Огнеупорный наполнитель – Остальное
2. Состав массы по п.1, отличающийся тем, что в качестве отвердителя он дополнительно содержит гексаметилентетрамин в количестве 0,1 – 10 мас.% по отношению к связующему.

3. Состав массы по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавку антиоксиданта в количестве 0,1 – 5 мас.%, например алюминий, кремний, магний и их сплавы.

4. Состав массы по любому из пп.1 – 3, отличающийся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя он содержит диоксид циркония.

5. Состав массы по любому из пп.1 – 4, отличающийся тем, что в качестве модификатора он дополнительно содержит карбамидформальдегидный олигомер в количестве 5 – 20 мас.% по отношению к связующему.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.11.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003

Извещение опубликовано: 20.04.2003