Массы для огнеупорного припаса

Тонкий помол глинистых материалов при сухом способе подготовки масс осуществляют в ротационных мельницах или дезинтеграторах с последующим рассевом на фракции. Гранулометрический состав глинистого порошка характеризуется остатком на сите № 2,6 (отверстие 3 мм) — не более 1%, а проход через сито № 05 (отверстие размером 0,5 мм)—не менее 50%. Шамот приготовляют из боя огнеупорного припаса в количестве до 60% и глины —до 40%.

Подготовку масс осуществляют мокрым, полусухим способами, реже шликерным.

Последовательность выполнения технологических операций при мокром способе подготовки капсельной массы приведена на рис. 68. Для смешивания компонентов массы используют смесительные бегуны, бегунковые смесители и смесители с Z-образными лопастями. После предварительного перемешивания в продолжении 5—6 мин в бегунковых смесителях или мешалках типа Эйриха шихта поступает в двухвальный смеситель для увлажнения. Увлажняют шихту водой или суспензией — каолиновой либо каолинотальковой. В смеситель также подают добавки: сульфитно-спиртовую барду, жидкое стекло и др. Продолжительность перемешивания 12—15 мин.

Лучшего смешивания компонентов массы достигают при шликерном способе подготовки глины. Глинистые компоненты распускают в воде в пропеллерной или горизонтальной мешалке с добавлением 0,3—0,4% жидкого стекла, 1,8—2% каустической соды, сульфитно-спиртовой барды или других поверхностно-активных веществ. Суспензию пропускают через сито № 06 139 отв/см² и смешивают в такой же мешалке с предварительно тонкомолотым (фракция не более 1 — 1,5 мм) порошкообразным шамотом с добавками. Последовательность технических операций при шликерной подготовке массы для капселей приведена на рис. 69. Шликерная подготовка массы удорожает ее на 10—12%.

Рис. 68. Схема мокрого способа приготовления капсельной массы

Рис. 69. Схема производства кордиеритового припаса

Влажность массы при пластическом формовании капселей из глиношамотной массы 23—25%, из карбидокремнийсодержащих масс—14—17%, при полусухом прессовании — 7—9%, литье— 19—23%.

Карбидокремниевые массы характеризуются повышенным и высоким до 48—99% содержанием SiC.

Карбидокремниевые огнеупоры хорошо работают под нагрузкой, не превышающей 0,05—0,06 МПа, при сохранении от ударов и поддержании при обжиге газовой среды: окислительной до 1100° С, восстановительной при 1100—1320° С и слабовосстановительной от 1320 до 1400° С. Этим условиям отвечает обжиг фарфоровых изделий.

Таблица 9. Характеристика карбидокремниевых изделий

Композиции	Содержание SiC, %	Средняя плотность, г/см3	КТР, 1·10-6·1/ °C	Температура использования, °С	Предел прочности при изгибе, МПа
Карбид кремния на глинистой связке Карбид кремния на химической связке Рекристаллизованный карбид кремния	85 90 99	2,4 2,6 2,6	5,5 4,4 4	1400 1460 1500	10 27 126

Карбид кремния используют для изготовления огнеупорного припаса в трех композициях (табл. 9). Огнеупорный припас из карбида кремния на связке из огнеупорной глины используют до температуры не более 1450° С. Он прочнее глиношамотного припаса в 2,5—3 раза, что позволяет изготовлять изделия с более тонкими стенками и повышает полезную загрузку печного объема. Высокая теплопроводность карбидокремниевого припаса (в 8 раз выше глиношамотного) позволяет сократить длительность нагрева и охлаждения обжигаемых изделий, повышает их качество. Однако глинистая связка лишает возможности использовать в полной мере ценные свойства карбида кремния. Замена глинистой связки на химическую повышает сопротивляемость изделий окислению при обжиге и способствует продлению срока службы огнеупорного припаса, хотя связки из других материалов также не равнозначны по устойчивости к разрушению в результате окисления. По степени устойчивости связок к окислению их можно расположить в ряд: кремнеземистая <глинистая<нитридная (Si₃N₄< комплексная (βSiC+Si₂ON₂+SiO₂) карбидокремнеземистая (SiC + SiO₂). Кремнеземистая и глинистая связки обеспечивают удовлетворительную защиту от окисления карбида кремния до температуры 1300° С, другие до 1450° С и выше.