под нагрузкой (рис. 69) и другие свойства изделий [10, 51, 124, 127]. По данным [86], периклазошпинелидные огнеупоры из рапной окиси магния и обогащенного хро мита содержат 1,02—1,52% Si02 вместо 3,2—4,3% для изделий из обычного сырья, в результате чего содержа ние силикатов в них снижается до 2—4% вместо 7—12% в массовых изделиях. Это способствует повышению тем пературы начала деформации под нагрузкой 2 кгс/см2 от 1630—1700° С у обычных изделий до более 1750° С у содержащих пониженное количество кремнезема. Кроме того, кальцийсодержащне силикаты образуют со шпи нелидами ннзкоплавкие эвтектики (1330—1430°С), что также снижает огневые свойства изделий [10, 126, 128] и отрицательно сказывается на результатах стойкости изделий в службе [51, 57, 126, 127, 129—131]. По дан ным [132—134], стойкость сводов мартеновских печей обратно пропорциональна содержанию Si02 в сводовом
кирпиче. Кремнезем |
может образовывать с MgO фор |
стерит, который при |
воздействии в службе окислов же |
леза разрушается |
с образованием фаялита (^Пл= |
= 1210°С), причем каждый процент SiÖ2 образует3,4% Fe2SiC>4. Имеет значение также отношение С аО : Si02, которое, по данным [135], в значительной степени влия ет на прочность магнезиальносиликатных огнеупоров при всех температурах. Ниже 1450° С при силикатной фазе из монтичеллнта прочность хромомагнезитовых и магнезитохромитовых огнеупоров уменьшается по срав нению с изделиями из чистого магиезиохромита. Затем с ростом СаО : Si02 прочность увеличивается. При тем пературах выше 1450° С и отношении СаО : Si02, исклю-- чающем форстеритовый состав связки, прочность умень шается.
Примесями в магнезиальношпинелидных огнеупорах являются также Fe20 3, FeO, А120 3 и незначительное ко личество R20. Полуторные окислы частично входят в твердый раствор с периклазом либо образуют высоко огнеупорные шпинелиды и поэтому не являются вред ными. Однако, по данным [136], хромитовые руды, бо гатые окислами железа, значительнее разбухают при воздействии на них окислов железа. В магнезитохроми товых и хромомагиезитовых изделиях для уменьшения в них 'количества расплава желательно иметь высокое со отношение Сг20 3; А120 3 и Fe20 3 [137].
Химический состав магнезиальношпинелидных огне-
упоров различных групп приведен в табл. 79. Содержа ние основных окислов MgO и Сг20 3 в промышленных магнезиальношпинелидных огнеупорах даже в пределах одной группы колеблется в достаточно широких преде лах. Это является результатом нестабильности состава используемого сырья и колебаний дозировки. Наимень шим содержанием Si02, CaO и Fe20 3+ F e 0 обладают высокоплотные магнезитохромитовые изделия благодаря пониженному содержанию в них хромита ( — 20 %), периклазошпинелидные изделия на основе рапной окиси магния благодаря большей ее чистоте по сравнению с природным магнезитом и магнезитошпинельиые благо даря весьма малому количеству в них хромита ( ~ 5 —
6 % ) .
В соответствии с химическим составом основными ог неупорными фазами магнезиальношпинелидных огне упоров являются пернклаз и хромшпинелид (в магнезитошпинельных периклаз и алюмомагнезиальная шпи нель). Периклаз представлен зернами округлой и угло ватой формы размерами в среднем от 20 до 50 мкм, а иногда до 70— 120 мкм; он является связующей массой, а также образует отдельные изометричные участки раз мером до 1 мм, состоящие из плотно прилегающих друг к другу зерен. Зерна периклаза окрашены в оранжевый и коричнево-оранжевый цвета; вблизи зерен хромшпинелида он приобретает темно-бурую окраску, а на кон такте с ними становится непрозрачным в результате зна чительного количества мельчайших точечных включений вторичного хромшпинелида и магнезиоферрита [10].
Зерна хромшпинелида угловатой и неправильной формы обычно разбиты сетью трещин на отдельные участки; одни зерна непрозрачны, другие просвечивают темно-красным цветом, а в краевой части имеют черную непрозрачную тонкую каемку. Состав хромшпинелида в значительной степени отличается от исходного [29, 138—140].
Силикаты образуют тонкие каемки вокруг зерен пе риклаза и хромшпинелида, реже — отдельные неболь шие скопления; иногда силикаты заполняют промежутки между зернами. Представлены они форстеритом и монтичеллитом [10]. В высокообожженных изделиях между зернами периклаза и периклаза и хромшпинелида обра зуется прямая связь, степень развития которой зависит от содержания силикатов; при малом количестве Si02
'1
Т а бл ица 80
Фазовый состав магнезиальношпинелидных изделий
|
Периклаз |
Хромшпннелид |
Огнеупоры |
содер |
размер |
содер |
размер |
|
жание, |
зерен, |
жание, |
зерен, |
|
% |
мкм |
% |
мкм |
Магиезитохромнтовые |
|
65—70 |
30—80 |
22—28 |
30—70 |
11— 12 |
массовые |
...................... |
|
Магиезитохромнтовые |
|
75—80 |
60— 120 |
15— 17 |
500 |
5—7 |
высокоплотные . . . . |
.' |
Хромомагнезитовые . |
45—50 |
50—60 |
40—45 |
— |
10 |
Периклазошпинелидные |
j |
65—80 |
50—70 |
12—27 |
30—250 |
6— 12 |
массовые |
. . . . |
Периклазошпинелидные |
|
|
|
|
|
|
на основе |
рапной окиси |
80—85 |
30—80 |
8— 12 |
100—250 |
6—7 |
м агн и я ............................... |
|
|
Хромитовые ..................... |
|
— |
— |
85—90 |
30—200 |
10— 15 |
Магиезитохромнтовые |
|
65—75 |
30—80 |
20—40 |
40 |
5 |
из клинкера . . . . |
|
Магнезитошпинелыіые . |
70—75 |
70— 160 |
15—20* |
|
5—6 |
* Алюмомагнезнальная шпинель.
преимущественно развивается прямая связь, а при высоком— силикатная [84, 130].
Количество периклаза и хромшпинелида в основном зависит от группы магнезиальношпинелидных изделий; наибольшее содержание периклаза и наименьшее хром- шпинел-ида в периклазошпинелидных и магнезитохроми товых огнеупорах (табл. 80). Однако эти изделия суще ственно отличается структурой и распределением фаз. Особенностями структуры магнезитохромнтовых огне упоров являются лучшая рекристаллизация периклаза, наличие трещин на контакте хромитовых зерен с периклазом и более крупный размер пор; количество силика тов в связующей массе изделий магнезитохрокитового типа обычно более высокое, чем у периклазошпинелид ных [141].
Характерным для магнезитошпинельных огнеупоров является наличие прямой связи между периклазом и магнезиальной шпинелью, которая в отличие от прямой связи между магнезитом и хроміппинелидом в высоко плотных магнезитохромитовых огнеупорах наблюдается не в виде плотных контактов, а в виде контактов с час
