ОГНЕУПОРНАЯ МАССА

ОГНЕУПОРНАЯ МАССА


RU (11) 2081863 (13) C1

(51) 6 C04B28/34, C04B111:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1997.06.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93042491/03 
(22) Дата подачи заявки: 1993.08.24 
(45) Опубликовано: 1997.06.20 
(56) Аналоги изобретения: Авторское свидетельство СССР № 461078, кл. C 04 B 12/02, 1975. Авторское свидетельство СССР № 1114654, кл. C 04 B 12/02, 1984. 
(71) Имя заявителя: Товарищество с ограниченной ответственностью - фирма "СОРМЭТ" 
(72) Имя изобретателя: Кучин В.Д. 
(73) Имя патентообладателя: Товарищество с ограниченной ответственностью - фирма "СОРМЭТ" 

(54) ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 
Использование: изобретение относится к составам огнеупорных масс и может быть использовано для строительства и ремонта печных агрегатов с температурой 1650oC, для защиты огневых поверхностей футеровок и металлических конструкций, особенно в химически агрессивных огневых средах, а также для изготовления керамической фасонницы, в т.ч. бытовых гончарных поделок, печей, каминов, электроплиток и т.п. Сущность: огнеупорная масса включает, мас. %: TiO2 + H3PO4 - 28-55; смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом - 42-71,5; борсодержащий компонент - 0,5-3,0, причем соотношение содержаний TiO2 : H3PO4 равно 0,30-0,65; огнеупорный материал выбирают из группы: огнеупорная глина, шамот, песок, маршалит, при объемном соотношении смесь мертеля шамотного : огнеупорный материал, равном 1 : /0,5 - 2,0/, а в качестве борсодержащего компонента может быть использован борат кальция. В изобретении решается задача расширения сырьевой базы для получения титансодержащей огнеупорной массы и получение доступно дешевой огнеупорной массы при сохранении эксплуатационных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к составам огнеупорных масс и может быть использовано для строительства и ремонта печных агрегатов с t 1650oC, для защиты огневых поверхностей футеровок и металлических конструкций, особенно в химических агрессивных огневых средах, а также для изготовления керамической фасонницы, в т.ч. бытовых гончарных поделок, печей, каминов, электроплиток и т.п.
Известна огнеупорная масса, включающая двуокись титана, фосфорную кислоту и порошкообразный титан при следующем соотношении компонентов, вес.
Двуокись титана 50,2-76,5

Фосфорная кислота 13,5-14,5

Порошкообразный титан 9,0-36,3

Известна сырьевая смесь, включающая в мас. двуокись титана 50-65; фосфорную кислоту 12-30% фосфат титана 15-28.
Недостатком известной сырьевой смеси является высокая себестоимость и дефицитность титансодержащих материалов.
Задачами заявляемого технического решения являются:

расширение сырьевой базы для получения титаносодержащей огнеупорной массы;

получение доступно дешевой огнеупорной массы, которая по своим техническим характеристикам (огнеупорность, термостойкость, адгезия, механическая прочность) была бы соизмерима с прототипом.
Поставленные задачи решаются за счет того, что огнеупорная масса, включающая двуокись титана и фосфорную кислоту, согласно изобретению содержит двуокись титана и фосфорную кислоту в массовом соотношении, равном 0,30-0,65, и дополнительно смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом из группы: огнеупорная глина, шамот песок, маршалит, при их объемном соотношении, равном 1:(0,5-2,0), и борсодержащий компонент, при следующем соотношении, мас.
TiO2+H3PO4 28-55

Смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом 42-71,5

Борсодержащий компонент (в пересчете на B2O3) 0,5-3,0

Причем огнеупорная масса в качестве борсодержащего компонента содержит борат кальция.
Сопоставительный анализ показал, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что огнеупорная масса, включающая двуокись титана и фосфорную кислоту, согласно изобретению содержит двуокись титана, и фосфорную кислоту в массовом соотношении, равном 0,30-0,65, и дополнительно

смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом из группы: огнеупорная глина, шамот, песок, маршалит, при их объемном соотношении, равном 1:(0,5-2,0), и борсодержащий компонент, при следующем соотношении, мас.
TiO2+H3PO4 28-55

Смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом 42-71,5

Борсодержащий компонент (в пересчете на B2O3) 0,5-3,0

Причем огнеупорная масса в качестве борсодержащего компонента содержит борат кальция.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
Экспериментально установлено, что содержание в огнеупорной массе TiO2+H3PO4 менее 28% не обеспечивает прочности.
Содержание в огнеупорной массе TiO2+H3PO4 более 55% дает повышение термостойкости незначительно, но экономически становится неприемлемым.
Применение в составе огнеупорной массы смеси мертеля шамотного с огнеупорным материалом позволяет, не ухудшая технически ценных характеристик, значительно увеличить объем рабочей массы, т.е. значительно удешевить ее.
Введение бората кальция в состав огнеупорной массы при ее получении позволяет получить газонепроницаемый, стекловидный спек, что очень важно для термических печей с восстановительной атмосферой.
При содержании в огнеупорной массе бората кальция менее 0,5 не обеспечивается плотность.
При содержании в огнеупорной массе бората кальция более 3% происходит снижение огнеупорности.
На момент подачи заявки сложился огромный дефицит в жаростойких, огнеупорных и термостойких материалах, так как необходимо модернизировать жизненно необходимые, но не в меру устаревшие и недолговечные футеровки.
Качество заявляемой огнеупорной массы позволяет вместо ежегодных ремонтов или даже перефутеровки печных агрегатов производить замазку трещин и "побелку" огневых зон слоем, равным 5-3 мм, не более.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как принимаемый во внимание уровень техники на дату подачи заявки не является очевидным для специалистов в данной области.
Заявляемое изобретение осуществляют следующим образом.
Смешивают порошок двуокиси титана с фосфорной кислотой из расчета реакции

TiO2+H3PO4__ TiO2P2O5+3H2O

Суспензию тщательно перемешивают и стабилизируют добавлением огнеупорной глины.
Такую смесь "молочко" желательно выдерживать 2-3 суток (чем дольше выдерживается смесь, тем лучше, но не более 5 суток) и затем тщательно перемешивают с мертелем шамотным, консистенцию регулируют водой. Борат кальция добавляют в готовую массу.
Примеры конкретных составов огнеупорной массы приведены в таблице 1.
Физико-механические свойства прототипа и огнеупорной массы, а также себестоимость их получения приведены в таблице 2.
Как видно из приведенных экспериментальных данных, оптимальным соотношением компонентов для получения огнеупорной массы является соотношение в составах N 2, 3, 4.
Заменяя дефицитные дорогостоящие титансодержащие материалы на доступные, удалось получить огнеупорную массу, термостойкость которой соизмерима с термостойкостью прототипа.
Показатели по огнеупорности, адгезии, прочности при ударе выше, чем аналогичные показатели у прототипа, и себестоимость полученной огнеупорной массы в 3-4 раза дешевле.
При этом благодаря доступным источникам сырья, значительно расширяется сырьевая база для получения заявляемой огнеупорной массы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Огнеупорная масса, включающая двуокись титана и фосфорную кислоту, отличающаяся тем, что она содержит двуокись титана и фосфорную кислоту в массовом соотношении 0,30 0,65 и дополнительно смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом из группы: огнеупорная глина, шамот, песок, маршалит при их объемном соотношении 1: (0,5 2,0) и борсодержащий компонент при следующем соотношении, мас.
TiO2 + H3PO4 28 55

Смесь мертеля шамотного с огнеупорным материалом 42,0 71,5

Борсодержащий компонент (в пересчете на B2O3) 0,5 3,0

2. Масса по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве борсодержащего компонента она содержит борат кальция.