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

два основных типа безобжиговых огнеупоров — магнези­ тохромитовые и хромомагнезитовые. Кроме того, безоб­ жиговые изделия производят бескассетные, в металли­ ческих кассетах и с внутренним армированием металлом.

Основной задачей при изготовлении безобжиговых изделий является обеспечение возможно малого измене­ ния их объема при нагревании вплоть до высоких тем­ ператур службы, минимальное изменение прочности и пористости изделий при длительном нагревании, доста­ точная их термостойкость и температура деформации. Поэтому свойства безобжиговых изделий существенно зависят от степени спеченности используемого магнези­ та, соотношения в составе шихты хромита и магнезита, степени чистоты сырья, зернового состава компонентов, удельного давления при прессовании массы, состава и количества упрочняющей добавки.

Согласно данным [103], рациональный способ изго­ товления безобжиговых изделий из смесей хромита и магнезита должен базироваться на «неподвижных» мас­ сах, т. е. массах, не обладающих способностью к интен­ сивному спеканию за счет большой усадки. Для таких масс характерно наличие в их составе достаточно боль­ шого количества крупных зерен, промежутки между ко­ торыми заполнены зернами средней крупности с целью образования плотной укладки зернистой части массы. Тонкозернистая составляющая шихты должна вводиться в количестве, достаточном для заполнения мелких пус­ тот и образования тонких прослоек между крупными и средними зернами. Такие массы имеют малую усадку при длительном нагревании благодаря наличию жест­ кого зернистого скелета, не претерпевающего усадки при нагреве, если зерна магнезита хорошо спечены.

Как известно, давлением прессования определяется прочность спрессованного изделия и его пористость при заданном составе. Увеличение давления прессования весьма эффективно на первом этапе, а с последующим его повышением степень эффективности этого технологи­ ческого приема для повышения прочности резко снижа­ ется. В еще большей мере это относится к пористости. Применительно к безобжиговым магнезитохромитовым составам это иллюстрируется данными табл. 74 [104], из которых следует, что повышение в этом случае удель­ ного давления прессования свыше 1000 кгс/см2 мало эф­ фективно. К такому же выводу пришли в работе [105].

312

Т а б л и ц а 74

Влияние состава и давления прессования на свойства безобжиговых магнезитохромитовых изделий

Замена 10% зерен фракций 2—0,5 мм хромита такой же фракцией магнезита повышает пористость изделий на ~ 1 % и незначительно изменяет прочность.

Существенное значение имеет изменение объема безобжигового изделия по мере повышения его температуры.

По данным [105], усадка (после 2-ч обжига при 1700° С) безобжиговых изделий из смесей магнезита и хромита примерно линейно уменьшается при увеличении содержания хромита в шихте независимо от того, введен ли хромит крупными зернами (3—0,5 мм) или дисперс­ ным (<0,09 мм). По абсолютной же величине в послед­ нем случае усадка несколько повышается. При содержа­ нии хромита любой зернистости в шихте в количестве 70% изделия практически безусадочны. Из табл. 75 сле­ дует, что при содержании хромита в шихте 30% замена им магнезита в тонкой фракции значительно уменьшает усадку, так же как и замена хромитом средней фракции 0,5—0,09 мм.

На величину усадки безобжиговых изделий данного состава при повышении их температуры оказывает влия­ ние величина давления прессования при их изготовлении.

313

Согласно данным табл. 74, величина усадки безобжиго-

удельного давления прессования от 400 до 1500 кгс/см2 на 0,4—0,7%. В пределах температур нагрева до 1300°С включительно существенных изменений объема не проис­ ходит; при дальнейшем повышении температуры начи­ нается усадка, которая в пределах температур 1300— 1400°С составляет 0,4—1,2%, 1400—1600°С 1,5—2,0%, а выше 1600 усадка незначительная. Величина усадки уменьшается с повышением содержания хромита в ших­ те от 20 до 30%• Замена с. с. б. сульфатом магния на усадку не влияет.

Свойства используемъіх сырьевых компонентов су­ щественно влияют на усадку безобжиговых изделий при повышении их температуры. Образцы из хромита сара­ товского в тонком измельчении при 1700° С з а '2 ч пре­ терпевают усадку 6,0%, а из кемпирсайского только 3,3%; у образцов из зернистых масс разница в величи­ нах усадки вдвое сохраняется, хотя по абсолютной вели­ чине усадки уменьшаются (соответственно 2 и 1%). Из табл. 75 также следует, что использование кемпирсай­ ского хромита в любой зернистости в безобжиговых из­ делиях магнезитохромитового типа снижает величину усадки и в тем большей степени, чем в более мелком из­ мельчении используется хромит.

Магнезитовый компонент шихты оказывает значитель­ ное влияние на величину усадки в зависимости от со-

314

держания в нем MgO и его пористости. Из табл. 76 [105] следует, что высокое содержание в магнезитовом ком­ поненте окиси магния, низкая его пористость и крупный размер кристаллов периклаза снижают способность са­ мого магнезита к спеканию и усадку в результате этого безобжиговых магнезитохромитовых изделий. Этими дан­ ными подтверждается также снижение усадки при вве­ дении хромита тонкозернистой фракцией.

Подобные же результаты получены в работе [104]. Из данных табл. 77 следует, что высокотемпературный (1750° С) обжиг магнезита и использование элзктроплавленного магнезита обеспечивают величину усадки в пре­ делах 0,7—1,3%; повышение дисперсности электроплавленого магнезита увеличивает усадку до 1,2—1,5%, а применение недостаточно спеченного магнезита до 3,4— 4.5%. Подобное же влияние свойства магнезитового ком­ понента оказывают на дополнительную усадку.

Использование электроплавленого магнезита значи­ тельно повышает температуру начала деформации безоб­ жиговых изделий после их термической обработки; по сравнению с изделиями из спеченного магнезита эта тем­ пература выше 80—ПО град.

20% 0,5—0,09 мМ' II 30%<0,09 мм.

315

316