RU2191167C1 - Charge for refractory article making - Google Patents
Charge for refractory article making Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191167C1 RU2191167C1 RU2001109978A RU2001109978A RU2191167C1 RU 2191167 C1 RU2191167 C1 RU 2191167C1 RU 2001109978 A RU2001109978 A RU 2001109978A RU 2001109978 A RU2001109978 A RU 2001109978A RU 2191167 C1 RU2191167 C1 RU 2191167C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mullite
- products
- corundum
- alumina
- articles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству огнеупорных изделий, а именно к составам, используемым для изготовления огнеприпаса (капселей, коробов, стаканов, лодочек и др.) при обжиге керамических изделий, в том числе керамических длинномерных стержней сложной конфигурации, необходимых при литье по выплавляемым моделям из жаропрочных сплавов, например лопаток для авиационных двигателей. The invention relates to the production of refractory products, and in particular to compositions used for the manufacture of refractory products (capsules, baskets, glasses, boats, etc.) during the firing of ceramic products, including ceramic lengthy rods of complex configuration, necessary when casting on investment casting from heat-resistant alloys, such as blades for aircraft engines.
Известна высокоглиноземистая шихта для изготовления огнеупорных изделий, содержащая, мас.%:
Электрокорунд с размерами зерен, мм: 0,8-1,0 - 45-55
0,12-0,16 - 8-12
Обожженный технический глинозем с удельной поверхностью около 7500 см2/г - 22-28
Огнеупорная глина - 12-17
(См. а.с. СССР 166895, кл. С 04 В 35/10, опубл. 30.06.69).Known high alumina charge for the manufacture of refractory products, containing, wt.%:
Electrocorundum with grain sizes, mm: 0.8-1.0 - 45-55
0.12-0.16 - 8-12
Calcined industrial alumina with a specific surface of about 7500 cm 2 / g - 22-28
Refractory clay - 12-17
(See A.S. USSR 166895, class C 04 B 35/10, publ. 06/30/69).
Однако для получения огнеупорных изделий, изготовленных из этой шихты, требуется высокая температура обжига - 1650oС.However, to obtain refractory products made from this mixture, a high firing temperature of 1650 o C. is required.
Известна также шихта для изготовления прессованных огнеупоров, включающая, мас. %: корунд - 23-38, муллитокорундовый шамот - 15-50, глина огнеупорная или каолин - 7-12, муллит плавленый - 20-35 (См. а.с. СССР 628135, МПК С 04 В 35/10, опубл. 15.10.78). A mixture is also known for the manufacture of extruded refractories, including, by weight. %: corundum - 23-38, mullite-alumina chamotte - 15-50, refractory clay or kaolin - 7-12, fused mullite - 20-35 (See A.S. USSR 628135, IPC С 04 В 35/10, publ. 10/15/78).
Недостатком изделий из данной шихты является также высокая температура обжига - 1550-1600oС.The disadvantage of products from this mixture is also a high firing temperature - 1550-1600 o C.
Наиболее близкой по составу к предлагаемой является шихта для изготовления огнеупорных изделий с применением плавленого муллита, корунда и глинозема, содержащая, мас.%: муллит плавленый - 15-30, корунд - 35-60, глинозем - 25-35 (См. а.с. СССР 607822, МПК С 04 В 35/10, опубл. 25.05.78). The closest to the composition of the proposed is a mixture for the manufacture of refractory products using fused mullite, corundum and alumina, containing, wt.%: Fused mullite - 15-30, corundum - 35-60, alumina - 25-35 (See a. S. USSR 607822, IPC S 04 B 35/10, publ. 25.05.78).
Огнеупорный материал на основе этой шихты отличается достаточно высокой прочностью и термостойкостью, но для его получения требуется высокая температура обжига 1580-1750oС.The refractory material on the basis of this mixture has a sufficiently high strength and heat resistance, but to obtain it requires a high firing temperature of 1580-1750 o C.
Технической задачей предлагаемого состава шихты для изготовления огнеупоров является снижение температуры обжига при сохранении термостойкости крупногабаритных изделий. Размеры рабочих изделий, например коробов - 320 х 245 х 125 мм, стаканов - ⌀ 200 мм, высота - 260 мм при толщине стенок изделий 12-15 мм, обусловлены размерами керамических стержней, необходимых при литье по выплавляемым моделям. The technical task of the proposed composition of the mixture for the manufacture of refractories is to reduce the firing temperature while maintaining the heat resistance of large products. The dimensions of work products, for example, boxes - 320 x 245 x 125 mm, glasses - ⌀ 200 mm, height - 260 mm with a product wall thickness of 12-15 mm, are due to the dimensions of the ceramic rods required for investment casting.
Следует отметить, что, как правило, при производстве огнеупорных изделий типа огнеприпаса в целях снижения экономических затрат (особенно связанных с расходом электроэнергии и топливного газа) требуется, чтобы условия их обжига совпадали с условиями их эксплуатации. В этих же целях используют бой огнеупорных изделий. Поэтому температуру обжига огнеупорных изделий целесообразно приближать к температуре их эксплуатации. It should be noted that, as a rule, in the manufacture of refractory products such as refractory products in order to reduce economic costs (especially associated with the consumption of electricity and fuel gas), it is required that the conditions of their firing coincide with the conditions of their operation. For the same purposes, use the battle of refractory products. Therefore, the firing temperature of refractory products should be brought closer to the temperature of their operation.
Поставленная задача решается тем, что шихта для изготовления огнеупорных изделий, включающая муллитосодержащий материал, корунд и глинозем, дополнительно содержит дисперсный алюминий и карбид кремния, а в качестве муллитосодержащего материала дополнительно используют бой муллитокорундовых изделий, а в качестве корунда - электрокорунд, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Муллит плавленый или бой муллитокорундовых изделий, фракции, мм: 3-0,8 - 12-20
0,8-0,2 - 8-16
Электрокорунд 80- 50 - 20-32
10 - 10-18
Глинозем - 27,5-32,7
Карбид кремния 10- 14 - 0,5-1,0
Дисперсный алюминий - 0,8-1,6
Поставленная задача решается также тем, что:
1. Используют глинозем Гк;
2. Удельная поверхность глинозема Гк составляет 6500-7200 см2/г.The problem is solved in that the mixture for the manufacture of refractory products, including mullite-containing material, corundum and alumina, additionally contains dispersed aluminum and silicon carbide, and as the mullite-containing material, mullite-corundum products are additionally used as corundum, and electrocorundum is used as corundum, in the following ratio of components , wt.%:
Processed mullite or mullite-corundum products battle, fractions, mm: 3-0.8 - 12-20
0.8-0.2 - 8-16
Electrocorundum 80-50 - 20-32
10 - 10-18
Alumina - 27.5-32.7
Silicon Carbide 10-14 - 0.5-1.0
Dispersed aluminum - 0.8-1.6
The problem is also solved by the fact that:
1. Use alumina G to ;
2. The specific surface of alumina G to is 6500-7200 cm 2 / g.
Изготовление формовочной смеси и изделий осуществляют по следующей технологии: подготовка исходных компонентов - дробление и рассев боя, предпочтительное содержание муллита в котором не менее 15%; помол глинозема, например, марки Гк (содержание α-АL2O3 в котором желательно иметь не менее 93%) до достижения его удельной поверхности, равной 6500-7200 см2/г; смешение компонентов с водой; формование методом вибролитья; сушка и обжиг.The manufacture of the molding mixture and products is carried out according to the following technology: preparation of the starting components — crushing and sieving of the battle, the preferred content of mullite in which is at least 15%; grinding alumina, for example, grade G k (the content of α-AL 2 O 3 in which it is desirable to have at least 93%) until it reaches a specific surface of 6500-7200 cm 2 / g; mixing components with water; vibration casting; drying and firing.
Все компоненты огнеупорной шихты смешивают в сухом виде в лопастном смесителе. Затем добавляют воду в количестве 6,5-9 мас.%, сверх 100% и дополнительно перемешивают. Изделия формуют на вибростенде. После затвердевания массы формы разбирают, а заготовки сушат и обжигают. All components of the refractory mixture are mixed dry in a paddle mixer. Then add water in an amount of 6.5-9 wt.%, In excess of 100% and further mixed. Products are molded on a vibrating stand. After hardening, the masses of the mold are disassembled, and the preforms are dried and fired.
Состав и количественные соотношения компонентов муллита плавленого или боя муллитокорундовых изделий, электрокорунда и глинозема обеспечивают спекаемость массы при более низкой температуре обжига и обеспечивают прочность и термостойкость обожженного материала. Указанные пределы гранулометрического состава компонентов подобраны с целью обеспечения максимальной подвижности формовочной массы в процессе вибрации, что в свою очередь обеспечивает оптимальную укладку массы в форме. The composition and quantitative ratios of the components of fused mullite or mullite-corundum products, electrocorundum and alumina components provide sintering of the mass at a lower firing temperature and provide strength and heat resistance of the fired material. The specified limits of the particle size distribution of the components are selected in order to ensure maximum mobility of the molding material in the process of vibration, which in turn ensures optimal packing of the mass in the mold.
Применение порошка дисперсного алюминия обусловлено следующими факторами: алюминий, поглощая большую часть свободной воды, связывает ее с образованием коллоидного гидрата оксида алюминия Аl(ОН)3, который, располагаясь тонким слоем вокруг крупных частиц указанных выше компонентов, оказывает дополнительное связующее действие. Особенно это важно на стадии сушки заготовки в форме. В этот момент большая часть свободной воды связывается с дисперсным алюминием, образуя Аl(ОН)3, а незначительная часть Н2O испаряется. При этом происходит экзотермическая реакция, идущая с выделением большого количества тепла, температура заготовки повышается до 50oС и выше и увеличивается объем заготовки. Оптимальное увеличение объема при оптимальном разогреве ведет к уменьшению несплошностей изделий за счет выхода воздуха из массы на поверхность изделия. В этом случае на поверхности изделий от пузырьков воздуха образуется минимальное количество раковин, которые не влияют на качество изделий в целом.The use of dispersed aluminum powder is due to the following factors: aluminum, absorbing most of the free water, binds it with the formation of colloidal hydrate of aluminum oxide Al (OH) 3 , which, being a thin layer around large particles of the above components, has an additional binder effect. This is especially important at the stage of drying the preform in the mold. At this moment, most of the free water binds to dispersed aluminum, forming Al (OH) 3 , and a small part of H 2 O evaporates. When this occurs, an exothermic reaction occurs, with the release of a large amount of heat, the temperature of the workpiece rises to 50 o C and above and the volume of the workpiece increases. An optimal increase in volume with optimal heating leads to a decrease in product discontinuities due to the release of air from the mass to the surface of the product. In this case, a minimum number of shells are formed on the surface of the products from air bubbles, which do not affect the quality of the products as a whole.
Для обеспечения таких условий твердения изделий в форме в огнеупорную массу вводят порошок карбида кремния зернистостью 10,14 в указанных количествах, который уменьшает разогрев заготовок и их объемное расширение. To ensure such conditions of hardening of articles in the mold, silicon carbide powder with a grain size of 10.14 in the indicated amounts is introduced into the refractory mass, which reduces the heating of the workpieces and their volume expansion.
При введении дисперсного алюминия ниже указанного предела не происходит связывания (твердения) массы за счет образования Аl(ОН)3, а при увеличении содержания алюминия идет очень сильный разогрев массы с появлением паров воды, при котором процесс формования трудно осуществить.When dispersed aluminum is introduced below the specified limit, the mass does not bind (harden) due to the formation of Al (OH) 3 , and with an increase in the aluminum content there is a very strong heating of the mass with the appearance of water vapor, at which the molding process is difficult to carry out.
В процессе обжига Аl(ОН)3 разлагается с образованием активного оксида алюминия (Аl2О3), который армирует стеклокристаллическую фазу и упрочняет ее. В стеклокристаллическую фазу входит и оксид кремния (α-кристаболит), образующийся при окислении карбида кремния. Их равномерное расположение вокруг крупных зерен оказывает дополнительное спекание массы, что способствует получению достаточно прочных и термостойких изделий при температуре обжига 1360oС.During firing, Al (OH) 3 decomposes with the formation of active alumina (Al 2 O 3 ), which reinforces the glass crystal phase and strengthens it. Silicon oxide (α-cristabolite) formed during the oxidation of silicon carbide also enters the glassy-crystalline phase. Their uniform arrangement around large grains provides additional sintering of the mass, which contributes to the production of sufficiently strong and heat-resistant products at a firing temperature of 1360 o C.
Из предлагаемой шихты были изготовлены короба и стаканы. Boxes and glasses were made from the proposed charge.
Полученные изделия были использованы для обжига крупногабаритных стержней в туннельной печи в засыпке из глинозема при температуре обжига 1360oС. Термостойкость изделий оценивают количеством ходок (теплосмен) изделий. В таблице 1 и 2 приведены составы огнеупорной шихты и технические характеристики изделий из нее.The resulting products were used for roasting large rods in a tunnel furnace in a bed of alumina at a calcination temperature of 1360 o C. The heat resistance of the products is estimated by the number of walkers (heat exchange) of the products. Table 1 and 2 shows the composition of the refractory mixture and the technical characteristics of products from it.
В таблице 1 приведены составы предлагаемой шихты и прототипа. Table 1 shows the compositions of the proposed mixture and prototype.
В таблице 2 приведены свойства предлагаемого состава шихты и прототипа. Table 2 shows the properties of the proposed composition of the charge and prototype.
Из таблиц 1 и 2 видно, что изделия из предлагаемой шихты, обожженные при достаточно низкой температуре (1360oС), имеют удовлетворительные рабочие характеристики, позволяющие использовать их в качестве огнеприпаса (короба, стаканы) при обжиге крупногабаритных длинномерных керамических стержней, необходимых при изготовлении лопаток авиадвигателей литьем по выплавляемым моделям из жаропрочных сплавов.From tables 1 and 2 it is seen that the products from the proposed mixture, calcined at a sufficiently low temperature (1360 o C), have satisfactory performance characteristics that can be used as a fire source (box, glasses) when firing large bulky ceramic rods required in the manufacture aircraft engine blades, Lost wax alloy casting.
По сравнению с прототипом керамические изделия из предлагаемой шихты имеют достаточно высокую термостойкость (остаточную прочность при перепаде температур 1250-20oС воздух-вода) при пониженной (1350-1360oС) температуре обжига.Compared with the prototype, ceramic products from the proposed mixture have a sufficiently high heat resistance (residual strength at a temperature difference of 1250-20 o C air-water) at a low (1350-1360 o C) firing temperature.
Значение термостойкости может оцениваться по количеству теплосмен и остаточной прочности. Термостойкость предлагаемой шихты, оцениваемая по количеству теплосмен (воздух-вода), при перепаде температур 1300-20oС составляет 28-35, а ее термостойкость, оцениваемая по остаточной прочности при перепаде температур 1250-20oС (воздух-вода) после 8 циклов составляет 100, после 35 циклов - 70-90.The value of heat resistance can be estimated by the number of heat shifts and residual strength. The heat resistance of the proposed mixture, estimated by the number of heat exchangers (air-water), at a temperature difference of 1300-20 o C is 28-35, and its heat resistance, estimated by the residual strength at a temperature difference of 1250-20 o C (air-water) after 8 cycles is 100, after 35 cycles - 70-90.
Приведенные данные подтверждают сохранение термостойкости материала, изготовленного из предлагаемой шихты. The data presented confirm the preservation of heat resistance of the material made from the proposed mixture.
Кроме того, полученные экспериментально данные о количестве ходок изделий до разрушения также указывают на возможность изготовления изделий с высокой термостойкостью:
для стаканов (⌀ 100 мм, h=260 мм) - 30-35 ходок;
для коробов - (320 х 245 х 125 мм) - 20-25 ходок.In addition, experimentally obtained data on the number of walkers of products to failure also indicate the possibility of manufacturing products with high heat resistance:
for glasses (⌀ 100 mm, h = 260 mm) - 30-35 walker;
for boxes - (320 x 245 x 125 mm) - 20-25 walker.
Claims (2)
Муллит плавленый или бой муллитокорундовых изделий фракций, мм:
3,0-0,8 - 12-20
0,8-0,2 - 8-16
Электрокорунд 80- 50 - 20-32
10 - 10-18
Глинозем - 27,5-32,7
Карбид кремния 10- 14 - 0,5-1,0
Дисперсный алюминий - 0,8-1,6
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что используют глинозем Гк.1. The mixture for the manufacture of refractory products, including mullite-containing material, corundum and alumina, characterized in that it additionally contains dispersed aluminum and silicon carbide, as mullite-containing material use fused mullite or mullite-corundum products, and as corundum - electrocorundum in the following ratio components, wt.%:
Fused mullite or mullite-corundum products fractions battle, mm:
3.0-0.8 - 12-20
0.8-0.2 - 8-16
Electrocorundum 80-50 - 20-32
10 - 10-18
Alumina - 27.5-32.7
Silicon Carbide 10-14 - 0.5-1.0
Dispersed aluminum - 0.8-1.6
2. The mixture according to claim 1, characterized in that they use alumina G to .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001109978A RU2191167C1 (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Charge for refractory article making |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001109978A RU2191167C1 (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Charge for refractory article making |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2191167C1 true RU2191167C1 (en) | 2002-10-20 |
Family
ID=20248392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001109978A RU2191167C1 (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Charge for refractory article making |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191167C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
RU2713286C1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-02-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of making heat-resistant ceramics |
-
2001
- 2001-04-16 RU RU2001109978A patent/RU2191167C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
US7825053B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-11-02 | Carbo Ceramics Inc. | Sintered spherical pellets |
US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
RU2713286C1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-02-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of making heat-resistant ceramics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4359430B2 (en) | Investment casting mold and manufacturing method thereof | |
JP3096814B1 (en) | Method for producing aluminum titanate sintered body | |
JP2004202577A (en) | Spherical molding sand | |
JPH02293375A (en) | Low thermal expansion cordierite structure and production thereof | |
RU2191167C1 (en) | Charge for refractory article making | |
CN103693975B (en) | Ultrahigh strength thermal shock resistance corundum/mullite product and manufacture method thereof | |
RU2588634C1 (en) | Method of producing ceramic proppant (versions) | |
US4117055A (en) | Low mass, high alumina-silica refractories | |
JP5567353B2 (en) | Spherical refractory particles, foundry sand comprising the same, and molds obtained using the same | |
CN1089195A (en) | investment casting refractory material | |
CN111943642B (en) | High-strength foamed ceramic and preparation method thereof | |
JPH0158130B2 (en) | ||
RU2412133C1 (en) | Mixture for making refractory articles | |
SU1435374A1 (en) | Ceramic sand for making cores | |
RU2361844C2 (en) | Method for production of ceramic products | |
RU2375144C1 (en) | Manufacturing method of shell moulds by casted models forms | |
US1760360A (en) | Refractory product | |
JPH0440095B2 (en) | ||
US3413132A (en) | Lightweight ceramic product and method of making | |
Sharafeev et al. | Influence of Refractory Fillers on the Properties of Ceramics Based on Highly Concentrated Silica Glass Suspensions | |
RU2280016C2 (en) | Charge for production of the corundum refractory materials and the method of their manufacture | |
US1802298A (en) | Refractory | |
RU2132760C1 (en) | Sand for making ceramic casting cores | |
US3264123A (en) | Fused cast refractory | |
RU2822232C1 (en) | Method of producing complex-shaped corundum-mullite refractory articles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160914 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190417 |