Файл: Кайнарский И.С. Основные огнеупоры (сырье, технология и свойства).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 186
Скачиваний: 1
стью 1,25+0,02 г/см3, вводимой из расчета на влажность массы 5—6 %. Пробки (высота обожженных 300 мм, диа метры конуса 168 и 138 мм) прессуют на гидравлическом прессе при 570 кгс/см2. После подсушки двое суток при 30—40° С их сушат еще двое суток в сушиле при 125° С до остаточной влажности 0,6+0,1%. Обжигают пробки в туннельной печи при ~ 1600° С, причем средняя усад ка составляет по малому диаметру 1,1%, по большому 1,5%, по высоте 8,9%, при объемной усадке 11,6 %. Пробки имеют пористость в среднем 38,5% при разбеге от 33,2 до 45,8%. Последнее определяет колебания их га зопроницаемости от 19 до 62 и в среднем 42 л-м/(м2-чХ Хмм вод ст.) [132].
Пористые пробки можно изготовлять, заменяя уголь нефтяным коксом (уменьшение присадки золы), вводя добавку 2,5% борной кислоты, используя взамен спечен ного электроплавленый магнезит [133]. Изготовляют пробки и без введения выгорающей добавки [202].
Безобжиговые магнезитовые изделия могут разру шаться при поглощении влаги из воздуха. Так, при влажности 1—2 % безобжиговые стаканы разрушаются при сушке ковша, тогда как при влажности более 3% разрушение происходит на складе. Если безобжиговые стаканы, высушенные до влажности не более 0,4%, с тем пературой 20—40° С погрузить в расплавленный пара фин, нагретый несколько выше 100° С, то стаканы по крываются пленкой парафина толщиной — 0,3 мм, пре дохраняющей их впоследствии от гидратации. Нагрев стаканов свыше 40° С приводит к образованию чрезмер но тонкой пленки, не защищающей стакан от гидратации. При нагреве парафина ниже 100° С защитная пленка становится излишне Толстой. Парафинированные .магне зитовые стаканы и вставки имеют такую же стойкость
иизнос, как обожженные изделия [134]. Парафинирование безобжиговых магнезитовых ста
канов и вкладышей находит применение на практи ке [127].
Из магнезита изготовляют безобжиговые смолосвя занные изделия по технологии смолосвязанных доломи товых изделий для футеровки кислородных конвертеров. Технология таких магнезитовых безобжиговых изделий рассмотрена в гл. II.
М АГНЕЗИТОВЫЕ ПЛОТНЫЕ И ВЫ СОКОПЛОТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Известно несколько технологических процессов изго товления магнезитовых изделий с пористостью ниже 16%. Одни из них основаны на изготовлении сырца с повышен ной плотностью с введением спекающей добавки и уме ренной усадкой в обжиге; другие — на использовании в массе повышенного количества тонких фракций и зна чительной огневой усадки сырца; третьи — на примене нии активно спекающегося магнезита, что ведет к силь ному уплотнению и к большим усадкам сырца при об жиге.
По данным [135], шихту составляют из расчета со держания в ней зерен > 2 мм не более 5%, 2—0,5 мм в пределах 52,5+2,5%, 0,5—0,09 мм 15+5% и <0,09 мм 32,5+2,5%. В качестве спекающей добавки используют титано-железистый концентрат из расчета введения 1,1 + ±0,3% Ті02. Массу после вылеживания п повторного смешения с влажностью 2 ,8+ 0,4% н содержащую с. с. б. прессуют при удельном давлении 1100—1200 кгс/см2. Это обеспечивает прочность свежеспрессованного сырца 22— 50 кгс/см2 и плотность в пределах 2,8—3 г/см3. Сырец после сушки обжигают при 1650° С в верхних пяти ря
дах столбиков, причем |
садят его |
на плашку. Усадка |
в обжиге ~3,6% (лпн.) |
по длине |
н ширине и ~ 6 % по |
толщине, т. е. в среднем 4,3% (лин.). Пористость таких изделий 11—12%.
Для изготовления магнезитовых изделий с низкой по ристостью используют [92] спеченный магнезит с пре дельной крупностью зерен 1 мм, учитывая большую по ристость зерен размером 3—1 мм. Массы смешивают из
10—20% зерен фракции 1—0,5 мм, 40% зерен |
0,5— |
|
0,09 мм и 40—50% зерен <0,06 мм. Тонкая |
фракция |
|
< 6 0 мкм содержит зерен 25% 60—20 мкм, |
55% |
20— |
3,5 мкм и 20% <3,5 мкм. Массу с влажностью 4% прес суют на гидравлическом прессе при удельном давлении 1000 кгс/см2. Высушенный до влажности 0,1—0,15% сы рец обжигают при 1750° С с выдержкой 6 ч либо при бо лее низких температурах. После обжига при 1750° С из делия имеют пористость 4—8 % при линейной усадке 4,6%. Если температуру обжига снижают до 1600° С, то изделия^ имеют пористость 12—13% при усадке 2,5% (лин.). Введение добавки двуокиси титана в такие мас-
72
сы мало эффективно для дальнейшего повышения плот ности изделий.
Изготовление магнезитовых изделий с высокой плот ностью можно осуществлять, применяя 'низкожженый брикет из тонкомолотого предварительно спеченного маг незита [136]. При такой технологии спеченный магнезит измельчают до содержания в помоле не менее 90% зерен фракции <0,06 мм; помол производят совместно со спе
кающей добавкой двуокиси |
титана (ильменит), вводи |
мой в количестве из расчета |
1,5% ТІО2. Тонкий порошок |
увлажняют раствором с. с. б. плотностью 1,12 г/см3 |
|
в смесителе до 3,5%. Массу брикетируют при удельном давлении 800—1000 кгс/см2 и брикет обжигают при 1280—1350° С. Обожженный брикет имеет прочность при сжатии 430 кгс/см2, пористость 28—31% и объемную плотность 2,58—2,60 г/см3. Брикет измельчают и из по мола готовят массу на смесителе. Для этого сначала увлажняют раствором с. с. б. плотностью 1,15 г/см3 зер нистую часть шихты, смешивая ее 4—5 мин, затем до бавляют тонкий помол II смешивают еще 5— 6 мин. Зер новой состав массы характеризуется крупностью < 3 мм; масса содержит 60+3% зерен 3—0,5 мм, 12+1% 0,5— 0,06 мм и ~30% <0,06 мм либо соответственно крупной фракции 47%, средней 10+2% и тонкой 48+3%- Влаж ность массы 3,2—3,6%. Сырец прессуют на гидравличе ском прессе при удельном давлении 800 кгс/см2. Сырец с пресса имеет прочность при сжатии 13—25 кгс/см2, а после высушивания до влажности 0,1—0,3% его проч ность повышается до 200—350 кгс/см2 при объемной плотности 2,56 г/см3. Сырец садят на торец на подсыпку из зерен магнезита крупностью 2—0,5 мм. Он имеет усадку 8± 1% (лин.), протекающую в основном при 1350—1500° С; его обжигают при конечной температуре 1650° С. Изделия имеют пористость 3—6 % [137].
Низкожженый магнезит можно изготовлять непо средственно обжигом брикета из тонкоизмельченного природного магнезита либо обжигом кускового сырья, т. е. не применяя в качестве исходного спеченный магне
зит. Брикет или кусковой магнезит обжигают |
при |
||||
1300° С с выдержкой |
1 ч. Дисперсность брикетируемого |
||||
порошка |
характеризуют следующие данные: |
1 % |
зерен |
||
фракции |
> 6 0 |
мкм, 41% 60—10 мкм, 40% 10—3,5 мкм |
|||
и 18% |
<3,5 |
мкм; |
давление прессования |
брикета |
|
600 кгс/см2. Низкожженый магнезит дробят |
и измель |
||||
73
чают; зерновой состав ' масс следующий: 2 0 % зерен фракции 1—0,5 мм, 40% 0,5—0,09 мм и 40% <0,09 мм; влажность масс 4%. Прессование сырца осуществляют под двусторонним давлением 1000 кгс/см2. Сырец высу шивают до остаточной влажности 0,15% и обжигают при 1700° С с выдержкой 6 ч при общей продолжительности обжига 72 ч. Изделия из низкожженого кускового маг незита при усадке 7% (лин.) имеют пористость 9%, а из низкожженого брикета 5% при усадке 11% (лин.) [74].
Различие свойств магнезитовых' изделий с высокой плотностью от способа изготовления приведено в табл. 18.
Таблица 18
Влияние способа изготовления на свойства плотных магнезитовых изделий
Свойство
Ннзкожженый брикет из тоикомолотого маг
|
|
|
незита |
|
|
Спеченный магнезит; добавка ТЮ„ [135] |
НизкожженыС кусковоіі маг незит. добавк; каолина [7-1| |
1необожжен ного; добав ка каолина [74] |
спеченного; добавка ка олина [74] |
спеченного; . добавка ТЮ. [137] |
Предел |
прочности |
при |
1450 |
1450 |
2000 |
2000 |
2050 |
||
сжатии, |
кгс/сма . |
. |
. , |
||||||
Объемная |
плотность, |
|
|
3,29 |
3,29 |
3,27 |
|||
г/см3 .................................... |
|
г/см3 . . . |
3,15 |
3,16 |
|||||
Плотность, |
3,58 |
3,54 |
3,55 |
3,56 |
3,55 |
||||
Пористость, |
%: |
|
|
|
|
4,5 |
0,9 |
4.0 |
|
открытая.................... |
|
|
11,4 |
8,8 |
|||||
истинная ..................... |
|
|
12,7 |
10,7 |
7,3 |
7,5 |
— |
||
Температура деформации |
|
|
|
|
|
||||
под нагрузкой 2 |
кгс/см2, |
|
|
|
|
|
|||
°С: |
|
|
|
|
1565 |
1570 |
> 1720 |
|
|
начало |
разрушения . |
>1720 |
1590 |
||||||
разрушение . . . . |
1660 |
1650 |
|
— |
1700 |
||||
Дополнительная |
усадка: |
1750* |
|
|
|
|
|||
° С |
............................... |
|
|
|
1750*. |
1750* |
1750* |
1750— |
|
|
|
|
|
|
|
1,8 |
|
|
'і 4ч |
% |
........................................ |
|
|
|
1,3 |
1,5 |
1,9 |
0,15 |
|
Газопроницаемость, |
|
1,3 |
0,17 |
|
|
|
|||
л-м/(м2-ч-мм рт. |
ст.) . |
0,03 |
Нет |
— |
|||||
* Нагрев |
от 1600 до |
1700" 23 |
ч, до |
1750" С 11 ч, |
при 1750° С 8 ч. |
|
|||
74
В работе [138] описано изготовление из спеченного магнезита (92,4% MgO), измельченного до фракции < 6 0 мкм, прессованием при 1000 кгс/см2 и обжигом 6 ч при 1710+10° С магнезитовых изделий с пористостью 3^- 8 %. На подобный способ было выдано авторское свиде тельство [139].
Плотные м-агиезитовые изделия производят в промыш ленности по следующему технологическому процессу, ис пользующему три фракции порошков спеченного магне зита. Порошок фракции 3-*-1 мм содержит не менее 89% MgO, не более 3,5% СаО и 4% БіОг, его п. п. п. не выше 0,6%. Эта фракция содержит зерен >3,2 мм не более
5% и < 1 |
мм не более 10%; она вылежена в бункерах не |
|
менее 48 |
ч, будучи предварительно увлажненной до |
|
1,5+0,5%- Порошок фракции |
1—0 мм содержит не ме |
|
нее 90% MgO II не более 3% |
СаО и 4% БіОг при п. п. п. |
|
до 0,6%. |
В нем не более 10% зерен > 1 мм, а зерен |
|
0,5—0 мм в пределах 50+10%. Порошок фракции < 1 мм также вылежан в бункерах не менее 24 ч при исходной
влажности 1,5+0,5%. Часть порошка |
фракции < 1 мм |
|
не увлажняют и не вылеживают, |
но |
тонко измельчают |
в трубомельнице до дисперсности |
не |
менее 85% зерен |
< 6 0 мкм. Шихту составляют из равных частей всех трех фракций; в бегунковый смеситель загружают порошки фракций 3— 1 и < 1 мм и смачивают их раствором с. с. б.
сплотностью не менее 1,20 г/см3, нагретым до 40+10° С,
вколичестве из расчета на влажность готовой массы 2+0,2%. После смешения 1—2 мин в чашу смесителя добавляют тонкомолотый магнезит и смешивают еще
4— 6 мин. Готовая масса содержит 35,5+2,5% зерен <0,06 мм и содержание в ней MgO не менее 89% • Сырец прессуют па гидравлических прессах мощностью 1000 т при цикле не менее 12 с; его объемная плотность не менее 2,8 г/см3. Сушку сырца производят в туннельных противоточных сушилах при температурах входящего воздуха не менее 120° С и выходящего 45—60° С до влажности не более 1%; продолжительность сушки порядка 12 ч в за висимости от размеров сырца. Сырец обжигают в тун нельных печах в верхней части садки по режиму, описан ному ранее. Пористость изделий ~15% при средней усадке в обжиге 3—4% (лин.).
