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

ту 10% Сг20 3 расход обогащенного усредненного хроми­ та снижается приблизительно на 4% (абс.) и на ~16% (оти.).

Для кемпирсайских хромитов предлагается [43] гра­ витационно-флотационная технология обогащения, обес­ печивающая максимальный выход концентрата. Процесс состоит из стадий, в которых обогащение производится соответственно вкрапленности хромита как при крупном, так и среднем его дроблении и тонком измельчении. Концентраты стабильны по химическому составу (54— 58% Сг20 3) и содержат 0,6+0,1% СаО и 3zfcl%Si02.

Гравитационно-флотационный метод рекомендован в работе [8].

Хромит, обогащенный мокрой гравитацией и флота­ цией, нуждается в обезвоживании и сушке. Обогащен­ ные указанными способами хромиты не требуют измель­ чения на огнеупорном заводе.

Сообщают о применении (в США и Австрии) обога­ щенных и прокаленных хромитовых руд, содержащих силикатов не свыше 3% [44].

При учете относительно малой распространенности месторождений хромита и высокой ценности хрома для металлургии расход хромита для изготовления огнеупо­ ров должен максимально сокращаться и его использо­ вание в качестве огнеупорного сырья должно ограничи­ ваться действительной необходимостью, т. е. теми ус­ ловиями службы, для которых в данное время нет рав­ ноценного огнеупора. Максимальная эффективность от применения содержащих хромит огнеупоров достигается при использовании для их изготовления хромитов в обо­ гащенном виде.

В технологии изделий, содержащих хромит, большое значение имеет его зерновой состав. При изготовлении магнезитохромитовых изделий хромит вводится в шихту крупной фракцией, а при изготовлении перикл азоиіпинелидных изделий — тонким помолом. Поэтому поведение хромитов при измельчении имеет существенное техно­ логическое значение.

Как было показано выше, хромиты являются разно­ родным сырьем; в них изменяется содержание хромшпинелида и вмещающей породы, крупность зерен первого и состав второй. Хромит имеет различную степень вывет­ ренности и различную развитость прожилок вмещающей породы. Эти факторы влияют на монолитность руды и

нусной дробилки производят на гладкопомольных валь­ цах, требующих питания достаточно одномерным продук­ том. Подобная последовательность измельчения хромита обеспечивает получение материала, который после про­ сева на двухдечных ситах имеет крупность в основном (не менее 80%) в пределах 3,2—1 мм. Такой помол хромита используют при изготовлении магнезитохроми­ товых огнеупоров. Крупность этого помола на различ­ ных заводах колеблется в некоторых узких пределах — по верхнему размеру зерен от 3 до 3,2 мм и по нижнему от 1 до 0,5 мм. Однако предельно допускается наличие

впомоле хромита зерен 4—3 мм не более 10% и зерен

<0,5 мм не более 15%; в некоторых случаях эти до­ пуски уменьшают.

Для получения зернистой фракции хромита, исполь­ зуемой при изготовлении магнезитохромитовых изделий, применяют также дробление на щековой дробилке и из­ мельчение на помольных бегунах с самоотсевом с после­ дующим просевом помола на ситах и домолом отказа на вальцах; помол после вальцев возвращается на сита.

Зерновой состав готового (полезного) помола хромита: 2% зерен > 3 мм, 45% 3—2 мм, 47% 2—0,8 мм и 6% < 0,8 мм. Выход неиспользуемой для изготовления маг­ незитохромитовых изделий фракции хромита < 1 мм составляет 40—50% [47].

Дробление хромита производят также на щековой дробилке с последующей сушкой дробленого материала в сушильном барабане и дальнейшем измельчении в короткоконусной дробилке, дающей помол < 1 0 мм. Пос­ ле грохочения всего помола класс > 3 мм возвращается в короткоконусную дробилку на домол, фракция 3—1 мм поступает непосредственно на изготовление магнезито­ хромитовых изделий, а фракция < 1 мм подается на сов­ местный тонкий помол с магнезитом [48].

По другой схеме дробление хромита осуществляют на щековой дробилке, последующую сушку в сушильном барабане и дальнейшее измельчение в короткоконусной дробилке. После рассева на двухдечном сите класс > 3 мм доизмельчается на вальцах и этот помол возвра­ щается на сита. Полезная крупная фракция хромита 3— 0,5 мм подвергается магнитной очистке от намола метал­ ла и поступает на составление шихты для магнезитохро­ митовых изделий. Фракция < 0,5 мм ' используется в шихту рядовых изделий [49].

276

Хромитовые крупнозернистые порошки при транспор­ тировке и в силосах несколько доизмельчаются [47]. По­

увеличивалось на 25—30% к массе всего хромитового порошка [49].

Тонкое измельчение хромита, в том числе совместно со спеченным магнезитом, производится в трубных мель­ ницах. Для тонкого помола обычно используют мелкие фракции хромита. Дисперсность порошка доводится в основной его массе до <0,06 мм.

Совместное тонкое измельчение смеси магнезита с хромитом, а также одного хромита ускоряется добавка­ ми поверхностно активных веществ. Так, добавка 0,4% кубового остатка дистилляции жирных кислот ускоряет измельчение совместной смеси на — 12,5%, а хромита — на -1 1 % [50].

Магнезит в шихту изделий входит в качестве зерни­ стого и тонкоизмельченного компонентов. Находит при­ менение схема, по которой спеченный магнезит, поступа­ ющий на завод, просеивается на двухдечном сите (с ячейками 4 и 1 мм). Зернистая фракция 3—1 мм исполь­

Описанная схема подготовки магнезита не гарантиру­ ет от брака при сушке сырца вследствие гашения зерен доломитизированного магнезита. Поэтому в схему под­ готовки магнезита включают процесс гидратации, кото­ рый осуществляют увлажнением магнезита с последую­ щей его сушкой при 150—200° С. Гидратированный маг­ незит разделяют на фракцию 3—0,5 мм, а фракцию

<0,5 мм измельчают в трубной мельнице [49].

Вгл. I описано вылеживание увлажненного магнези­ та в бункерах, используемое при производстве магнези­ товых изделий. Этот способ применяют и при изготовле­ нии изделий из смесей магнезита с хромитом [48].

Вработе [51] показано, что зерновые и химические составы хромита и магнезита существенно влияют на по­ ведение сырца из их смесей в обжиге в результате обра­ зования разного количества жидкой фазы различного состава. При обжиге сырца, содержащего по 50%

277

расплава колеблется в пределах 0—7,3%; если крупная фракция представлена магнезитом, и в пределах 1,4— 9,3%, если хромитом. Вытекание расплавов является од­ ной из причин сваров изделий при их обжиге при темпе­ ратурах ^1700° С. Оно приводит к снижению содержа­ ния в изделиях различных примесных окислов и особенно СаО и Si02. В изделиях с хромитом в крупной фракции

вышается на 0,1—4,5%, тогда как содержание Сг20 3 из­ меняется в пределах +0,5% . Составы вытекающих рас­ плавов сильно колеблются: 25—36% Si02; 16—33% А120 3; 1—10% Сг20 3; 3—21% Fe20 3 н 6—11% СаО. В ре­ зультате различного воздействия на спекание разных количеств расплавов разного состава усадка сырца в обжиге изменяется в весьма широких пределах — от 2,2 до 17,4% (объемп.), а пористость обожженных изделий— от 15,8 до 22%. Приведенное выявляет важнейшее значе­ ние химического и зернового состава магнезита и хро­ мита для технологии и качества изделий из их смесей.

Изделия из смесей хромита и магнезита изготовляют­ ся с использованием хромитов Сарановского и Кемпирсайского месторождений п спеченного магнезита Саткппского месторождения. Как показано в работах [30, 52], для изготовления таких изделий может успешно исполь­ зоваться окись магния из рапы Сиваша.

В Европе значительную часть Изделий изготовляют из магнезита, богатого Fe20 3 с высоким отношением С аО : : Si02, и из хромита с высоким содержанием Сг20 3'и низ­ ким Si02. В США используют в производстве окись маг­ ния из морской воды, свободную от Fe20 3, и хромит, бо­ гатый А120 3.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ М АСС И СЫРЦА

МАГНЕЗИАЛЬНОШПИНЕЛИДНЫХ ОГНЕУПОРОВ

По существу, все составы от 100% спеченного магне­ зита до 100% »хромита являются огнеупорными; это по­ зволяет широко варьировать состав' огнеупоров. ..

Разные группы изделий этого типа отличаются в пер­

278

вую очередь соотношением в их составе хромита и маг­ незита, зерновым составом хромита и в некоторой степе­ ни технологией изготовления.

МА ГН ЕЗИ Т О ХРО М И Т О ВЫ Е (П ЕР И К Л А ЗО ХРО М И Т О ВЫ Е)

МА С С О В Ы Е И ЗД ЕЛ И Я

Эта группа изделий содержит спеченный магнезит в преобладающем количестве и хромит в подчиненном. Для этих изделий характерно использование хромита либо в крупных, либо в тонких зернах. Первая разновид­ ность изделий носит название магнезитохромитовые (маркируется MX), тогда как вторая — периклазошпииелидные (ПШ).

МА ГН ЕЗИ Т О ХРО М И Т О ВЫ Е И ЗД ЕЛ И Я

Вмагнезнтохромитовых изделиях содержание в ших­ те спеченного магнезита колеблется в пределах от 65 до 83%.. Магнезит вводится в шихту помолами различной крупности, а именно 1—0 и <0,06 мм; 3—0'и <0,06 мм; 2—0 и <0,06 мм; 3—0 мм. При этом содержание зерен крупнее указанного предельного размера допускается в количестве нескольких процентов.

Содержание в шихте хромита составляет 17—35%. Вводится хромит фракцией крупностью 4—0,5; 3—0,5; 3,2—1; 3—1 мм; Зерна мельче указанного размера допус­ каются в количестве 5—15%.

Рациональным составом шихты магнезнтохромитовых изделий в настоящее время считается, по нормативным данным, содержание магнезита 78+3% и хромита 22+ ±3% . При этом магнезит вводится фракцией 3—0,5 мм

вколичестве 40±3% и фракцией <0,06 мм 38+3% . Хромит в такую шихту вводят фракцией 3—0,5 мм. Если

вшихте используют лом магнезитовых изделий, то его вводят 17+3% фракцией 3—0,5 мм, причем фракцию 3— 0,5 мм спеченного магнезита уменьшают до 30+3%, а хромит в шихте снижают до 15+3%.

Введение хромита в шихту крупной зернистой фрак­ цией 3—0,5 мм обосновывается рядом причин. Более крупный помол хромита уменьшает'разбухание магнези­ тохромитовых изделий под воздействием, окислов железа при высоких температурах. Так, по данным [53], устой­ чивость изделий (с 60% хромита) к разбуханию значи­

279

тельно снижается при замене фракции хромита 3—0,5 мм фракцией <0,09 мм (табл. 67). При замене фракции хромита 3—0,5 мм фракцией 3—0 мм происходит увеличение воздействия окислов железа при использовании сарановского хромита, но оно не изменяется при примене­ нии кемпирсайского хромита.

Крупнозернистый хромит повышает неоднородность черепка изделий, в результате чего структура его стано­ вится микротрещиноватой, а термостойкость повышает­ ся (табл. 68). При этом видно, что снижение размера зерен хромита до некоторого предела, повышая поверх­ ность их контакта со второй фазой (магнезитом), а сле-

довательно, и микротрещиноватость черепка, повышает термостойкость. В то же время чрезмерное уменьшение размера зерен хромита (до <0,09 мм) резко снижает термостойкость в результате значительной ликвидации микротрещиноватости, подтверждаемой повышением теп­ лопроводности.

Из тех же данных видно, что при зерновом составе хромита 3—0,5 мм увеличение его количества до 20% резко повышает термостойкость, а дальнейшее до 30% практически на нее не влияет. Введение хромита узкой зернистой фракцией 1—0,5 мм в количестве 30% дает максимальное образование микротрещиноватости (весь­ ма низкая теплопроводность) и наибольшую термостой­ кость [54].

280