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

и легкие углеводороды удаляются в газовой фазе,’ а бо­ лее тяжелые образуют соединения, обогащенные угле­ родом. Это выявляется увеличением до максимума кок­ сового остатка у смол, термообработанных вплоть до 400—500° С (рис. 46). При более высоких температурах

ненасыщенных соединений. Наличие восстановительной среды увеличивает выход коксового остатка, а окисли­ тельной его снижает [95, 97].

В результате нагрева образуются скоксованные ра­ бочие слои футеровки, от свойств которых зависит ее стойкость. При неправильном разогреве происходит сползание футеровки; излишне длительное выделение летучих погонов смолы разрыхляет футеровку и снижа­ ет ее стойкость.

Срок хранения изделий от момента их прессования до разогрева ограничивается несколькими сутками, оп­ ределяясь недопустимостью гидратации изделий . под влиянием влаги воздуха. Вместе с тем, по данным [98], не устанавливается корреляция между стойкостью и промежутком времени от изготовления изделий до их об­ жига в конвертере.

Считается [99], что доломитовым смолосвязанным огнеупорам присущи два основных, дефекта — лимити­ рованный срок хранения и малая прочность при низких температурах, из-за которой имеется опасность обрушения футеровки при разогреве. Эти дефекты преодолева­ ются отжигом изделий при около 300° С или коксовани­ ем при 500° С. В работах [48, 61] отмечалось, что уже нагрев изделий до 150—200°С восстанавливает нару­ шенные при прессовании на поверхности зерен доломита смоляные пленки и тем самым способствует повышению устойчивости изделий к гидратации.

Эксперименты показали [ 100], что предварительная термообработка смолосвязанных изделий значительно влияет на свойства футеровки из таких изделий при по­ следующем ее нагреве. Из рис. 47 следует, что при ис­ пользовании препарированных смол с различной вязко­ стью предварительная термообработка изделий при 300° С повышает прочность и снижает пористость футе­ ровки, понижает выход летучих при ее разогреве и уменьшает увеличение размеров. Известна практика

199

термообработки смолосвязанных доломитовых изделий

[86].

В процессе термообработки изделий при нагреве ни­ же температур диссоциации гидратов окисей кальция и магния может происходить гидратация и карбониза-

ция окислов в результате выделения воды при взаимодействии фенола, содержащегося в смоле, с окисью кальция, выделения углекислоты и воды при окислении нафталина и др.

Исследования отработавших в конвертере футеровок показывают, что углерод, отложившийся вблизи горячей поверхности футеровки, относится к неупорядоченному графиту [ 101].

ДОЛОМИТОВЫЕ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ (ПЕРИКЛАЗОАЛИТОВЫЕ) ИЗДЕЛИЯ

К этой группе огнеупоров относятся изделия, не со­ держащие свободной окиси кальция, которая в основ­ ной своей массе связана с кремнеземом в трехкальцие­

200

вый силикат, вследствие чего СаО: ЭЮг колеблется в пределах 2,7—2,9. Этот огнеупорный материал не раз­ рушается от гидратации на воздухе.

клинкера вводят свободный кремнезем в виде кремнезе­ мистых пород; используют кварциты, кварцевые пески, трепел, маршалит и др. [102]; содержание в них R2O3 должно быть минимальным. Применяют также силика­ ты и гидросиликаты магния. Преимуществами использо­ вания магнезиальных соединений являются повышение содержания окиси магния в клинкере, ускорение синте­ за и улучшение спекания [103].

Суммарные химические реакции связывания окиси кальция при обжиге водоустойчивого клинкера опреде­ ляются источником введения кремнезема [104]. Свобод­ ный кремнезем

3 (CaCOg-MgCOg) + Si02 = 3Ca0-Si02 + 3MgO + 6C02. Гидросиликат магния'

6 (СаСОд• MgCOg) + 3MgO • 2Si02• 2H20 = 2 (3CaO • Si02) +

+ 9MgO + 12COa + 2H20.

Из уравнений следует, что при первой реакции моле­ кулярное отношение в клинкере ЗСаО-БіОг :M g O = l, а при второй оно равно 4,5, т. е. происходит значитель­ ное обогащение водоустойчивого клинкера окисью маг­ ния.

201

ращение двухкальциевого силиката в результате обра­ зования с ними твердого раствора. В качестве источни­ ка P2Ö5 используют фосфорит, представляющий собой аппатит [ЗР 20 3Са3Са (F, С1, ОН)2] с примесыо СаС03 и Si02 до 35—50%. Фосфорит должен содержать не ме­ нее 16% Р2Об и не более 10%) R20 3.

Поскольку необходимо обеспечить полное проведе­ ние реакции связывания окиси кальция в силикаты и другие указанные выше химические соединения, то из сырьевой смеси изготовляют весьма тонко измельчен­ ный шлам; фракция >0,09 мм должна содержаться в пределах 6±2% . Для приготовления шлама сырьевые

за счет шихтования компонентов практически не пред­ ставляется возможным, поэтому производят корректи­ ровку состава шлама, для чего оборудуются рабочие, корректировочные и питающие шлам-бассейны. По дан­ ным [106], в практике применяют преимущественно ме­ тод постепенной корректировки. При заполнении рабо­ чих и корректировочных бассейнов устанавливается во всех бассейнах одинаковое процентное содержание R20 3 и Р2Об. Для этого добавляют к основным компонентам

став стабилизированного клинкера, главным образом MgO и Si02. После этого ведется корректировка до до­ стижения заданной величины К Н по химическим анали­ зам шламов. Этот способ увеличивает в клинкере содер­ жание примесей R20 3.

Влажность шламов колеблется в широких пределах (32±6%).

При составлении шихты клинкера расчет ведется по значению К Н , задаваемому в пределах 0,9—0,95, и ог­ раничению содержания в клинкере R20 3 в пределах 4— 5% и Р2Об 0,9—1,2%. Расчет К Н ведут по формуле, учи­

202

при А120 3 : Fe2O3<0,64

Если обжиг клинкера ведут на зольном топливе, то в расчет принимают присадку золы, которая может до­ ходить до 70% от ее количества в топливе и содержать

.в своем составе до 50% ИгОэ.

Реакция образования трехкальциевого силиката из окислов кремния и кальция протекает медленно и тре­ бует высоких температур (1400—1600° С); он имееттемпературную область стабильности 1250—1900° С, однако может неопределенно долго существовать в метаста­ бильной форме при обычной температуре, если не ув­ лажняется.

При использовании гидросилнката магния — серпен­ тина 3MgO-2 Si02-2 H2Ö с отношением в минерале M gO :Si02~ l реакции синтеза силикатов кальция в его смеси с доломитом интенсифицируются [107]. Обуслов­

разложения доломита и серпентинита. После обжига

видное вещество. Уже после обжига при 1300°С'в шли­ фе устанавливаются 3C a0 -S i0 2 и периклаз, среди ко­ торых наблюдаются лишь отдельные агрегаты двухкаль­ циевого силиката и небольшие участки стекловидного

1400°С образование трехкальциевого силиката закан­ чивается.

Дальнейшее повышение температуры обеспечивает спекание и рекристаллизацию.

Обжиг шлама осуществляют во вращающихся печах (70X3,5 м или более длинных) на окислительном пла­ мени до конечных температур 1550—1650° С и выше. Удельный расход условного топлива составляет при­ мерно 50%, а пылеунос — до 0,23 т/т клинкера.

Зерновой состав обожженного водоустойчивого до­ ломитового клинкера характеризуется содержанием ~45% фракции > 2 0 мм и 7% фракции <0,5 мм. Ос-

203