Файл: Кайнарский И.С. Основные огнеупоры (сырье, технология и свойства).pdf

смешения массы. В обогреваемый паром смеситель за­ гружают доломит в тонкомолотый магнезит и при не­ прерывном смешении их подогревают в течение 10 мин до 60+5° С. Затем подают в смеситель 1/2 заданного количества смолы, нагретой до_ 115+15° С, и смешива­ ют 10 мин, после чего добавляют остальную смолу и еще смешивают 8— 10 мин; полный цикл изготовления мас­ сы требует до 30 мин. Температура массы 70—80° С.

В процессе сухого смешения шихты происходит не­ которое измельчение доломита, уменьшающееся после

при температурах выше 1400° С он способен к интенсив­ ному спеканию, что увеличивает усадку футеровки [29].

С целью увеличения коксового остатка рекоменду­ ют введение полимеризующих добавок КМПО4, FeCU,

Fe2(S 04)3 [61].

При изготовлении магнезитодоломитовых смолосвя­ занных изделий в качестве магнезиальной составляю­ щей может использоваться спеченная окись магния из рапы [79].

Безобжиговые смолосвязанные основные огнеупоры могут производиться при замене доломита доломитизированным магнезитом, в частности Волчьегорского руд­ ника. Для этой цели, используют сырье; дробленое в щековой и конусной дробилках и обожженное в зернах 25— 5 мм во вращающейся печи длиной 90 м при 1700° С до кажущейся плотности 3,16 г/см3 и пористости 5%. Шихта изделий содержит 65% доломитизированного магнезита и 35% тонкомолотого спеченного магнезита. Доломити-

и горячее прессование сырца производятся описанными методами. Свойства изделий обычные, но содержание в них MgO повышенное 74—79% [80].

188

При изготовлении изделий из зернистого доломита с тонкомолотым спеченным магнезитом огнеупор имеет весьма неоднородную структуру. При среднем содержа­ нии в таком огнеупоре 70% MgO зерна доломита содер7 жат ~30% MgO, а связующая часть 95% MgO. Однородность огнеупора по химическому составу дости­ гается, если использовать синтетический магнезитодоло­ митовый клинкер с таким же средним содержанием (70%) MgO. Поэтому изготовляют синтетический клин­ кер сушкой, формовкой и спеканием смеси гидрата оки­ си магния из морской воды и известкового молока либо формовкой и спеканием предварительно про­ каленного доломита с гидроокисью магния или пред­ варительно прокаленной окисью магния. Этим способом одновременно достигается значительное снижение со­ держания в клинкере загрязнений. Добавление окислов

2,3% Fe20 3 и 1,7% Si02-j-Al20 3; из природного доломита клинкер содержит 60,9% СаО, 32,0% MgO, 4,6% Fe20 3 и 2,1% Si02+A l20 3 или 93% высокоогнеупорных окислов и 6,7% примесей, т. е. на 67% больше загрязнений. Приве­ денное показывает, что производство синтетического клинкера позволяет достичь основной дели — изготовле­ ние магнезитодоломитового. огнеупора с высоким содер­ жанием окиси магния для повышения ейо шлакоустойчивостй, но не способного к скалыванию. Одновременно снижается содержание загрязнений, образующих жидкую фазу, способствующую проникновению шлака в футеров­ ку. Благодаря пониженному содержанию свободной оки­ си кальция огнеупор устойчивей к гидратации.

Износ смолосвязанного огнеупора из синтетического магнезитодоломитового клинкера составляет 75—91% от износа смолосвязанного огнеупора из природного до­ ломита, тогда как стоимость последнего более низкая.

Из синтетического магнезитодоломитового клинкера производят также обожженные изделия [4].

При изготовлении синтетического клинкера из смеси гидрата окиси магния и доломита последний вводят сы­ рым либо слегка обожженным, а в качестве минерали­ заторов используют окислы железа в крличестве 3—5%. Борный ангидрид ( — 0,5%) содержится в гидрате окиси магния как примесь, переходящая из природной воды.

189

Смесь гранулируют и обжигают во вращающейся печи при 1720+Ю°С [81].

Смолосвязанные огнеупоры подобного химического состава могут изготовляться непосредственно из доломитизированного магнезита без добавки спеченного магне­ зита. Для изготовления этих огнеупоров применяют спе­ ченный, менее доломитизированный магнезит, содержа­ щий 65—80% Mg-О, 25—10% СаО, 2—5% Si02, ~1% А120 3, 4—6% Fe20 3. Изделия изготовляют из 60% зерни­

упоров может осуществляться также из спеченного маг­ незита с высоким содержанием окиси кальция.

Их производство базируется на использовании спе­ ченного богатого окисью кальция саткннского магнези­ та, содержащего ~85% MgO и 7+3% СаО. Спеченный магнезитовый порошок предварительно грохотится для разделения на фракции 8—5, 5—3, 3—1 и < 1 мм. Для получения тонкого помола используется фракция < 1 мм (или избыток любой более крупной фракции), которая измельчается в шаровых мельницах до <0,2 мм.

Приготовление массы осуществляется в следующей последовательности. Крупные порошки фракций 8—5 и 5—3 мм дозируются по массе в заданном соотношении и поступают в шнековый нагреватель, в котором темпера­ тура порошка повышается до ~70°С . Такой же предва­ рительной обработке отдельно подвергается смесь по­ рошков фракций 3—1 и < 1 мм. Через весовой дозатор крупная фракция магнезита 8—3 мм загружается в пе­ риодический смеситель с паровым обогревом, в который вводится 2/3 необходимого общего количества смолы; последнее составляет 6,2+0,3%. Смола с коксовым чис­ лом 40—42% приготовляется из каменноугольного пека и поглотительного масла и вводится по всей длине сме­ сителя через отверстия в распределительной трубе. Че­ рез 6 мин смешения крупной фракции магнезита со смо­ лой в смеситель загружают мелкую фракцию магнезита, которая смешивается 4 мин с крупной фракцией, после чего подается остальная смола и смешение всей загру­ женной шихты ведется еще 10 мин. В результате на сме­ шение 1,5 т затрачивается ~ 20 мин. Из первого смеси­ теля смешанная масса подается во второй смеситель с водяным охлаждением. Если температура поступающей

190

в него массы не выше 80° С, то ее не охлаждают. Сме­ шанная готовая масса имеет температуру 82±8° С, и по­ дается на горячее прессование.

Возможно расфракционирование исходного магнези­ та производить на три фракции: 8—5, 5—3 и < 3 мм, а питание шаровых мельниц осуществлять исходным нерасфракционированным магнезитом. При таком способе подготовки магнезита в шихте колеблется содержание фракции 3—1 мм, так как оно определяется непосредст­ венным ее содержанием в исходном магнезите. Зерновой состав массы колеблется в следующих пределах:

600 кгс/см2; при дальнейшем хранении прочность не из­ меняется в течение 2 месяцев [83].

Каких-либо принципиальных трудностей не возника­ ет при изготовлении смолосвязанных безобжиговых ог­ неупоров непосредственно из спеченного магнезита с обычным содержанием в нем окиси кальция. Так, прове­ дены работы по изготовлению безобжиговых смолосвя­ занных огнеупоров из саткинского спеченного магнезита с содержанием окиси кальция около 2,5%. Эти исследо­ вания показали, что массы следует изготовлять из магне­ зита с предельной крупностью зерен 15—ГО мм, чем обеспечивается в службе незначительная (до 2%) усад­ ка. Для улучшения керамических свойств необходимо вводить около 30% зерен магнезита <0,09 мм. При ис­ пользовании препарированной смолы из среднего пека (размягчение при 65° С) в количестве 70% и антрацено­ вого масла 30% крупные зерна магнезита способны впи­ тывать препарированную смолу, нагретую до 170— 185° С, в количестве, находящемся в прямой зависимости от их пористости. В зерна с высокой пористостью (18— 24%) смола проникает вглубь. Однако в обычных про­ изводственных условиях такое впитывание не наблюда­ лось вследствие меньшей температуры нагріева и отсут­ ствия избытка смолы. Давление прессования масс мо­ жет быть ограничено 500—800 кгс/см2, более высокие удельные давления мало эффективны.

При термической обработке образцов при 600° С вы­

191

деляются летучие, плотность понижается, тогда как прочность повышается в результате образования коксо­ вого скелета [84].

15%, или применялся спеченный магнезит фракции 2— 0,5 мм. Тонкомолотая составляющая (30% в составе шихты) измельчалась в трубной мельнице из спеченного магнезита. Массы изготовляли с добавкой 6—6,5% пре­ парированной смолы, изделия прессовали при 100— 110° С и выдерживали на полочных вагонетках не менее 24 ч. Изделия из боя магнезитового кирпича после хра­ нения свыше года не имели признаков разрушения в от­ личие от изделий из спеченного магнезита, которые на­ чинали растрескиваться через 4—6 месяцев. Изделия имели прочность 200—350 кгс/см2; после коксующего об­ жига прочность повышалась до 350—550 кгс/см2. Их из­

ра [85].

Смолосвязанные магнезитовые огнеупоры достаточно хорошо переносят термический удар, хотя при излишнем содержании тонкой фракции при быстром коксовании способны к вспучиванию при нагреве футеровки. Хране­ ние изделий на воздухе до 7 суток повышает их проч­ ность, в том числе и после коксования [47].

Производят также обожженные основные изделия, пропитанные смолой. При этом способе изделия на по­ лочных вагонетках подогревают в сушилах, после чего на вагонетках помещают в автоклав и подвергают кир­ пич вакуумированию. После достижения заданного ва­ куума в автоклав подают горячую смолу, всасывающу­ юся кирпичом и заполняющую его поры. После снятия вакуума в автоклаве повышают давление для лучшего заполнения пор смолой, после выдержки давления сли­ вают остаток смолы [18]. Подобным методом изп> товляют смолопропитанный обожженный магнезитовый кирпич для конвертеров [86].

По данным [3], при снижении расхода смолосвязан­ ного доломитового огнеупора от 7,84 до 1,87 кг/т стали и увеличении расхода смолопропитанного магнезитового огнеупора от 5,55 до 7,83 кг/т стали-при одновременном

192