Шихта для виготовлення периклазошпінелідних вогнетривів

1. Шихта для виготовлення периклазошпінелідних вогнетривів, що містить зернистий високозалізистий периклазовий порошок і тонкомелений високозалізистий периклазовий порошок, зернистий плавлений периклазовий порошок та зернистий і тонкомелений хромконцентрат, а також сполучне, яка відрізняється тим, що зернистий плавлений периклазовий порошок має розмір фракції менше 1 мм. 2. Шихта за п. 1, яка відрізняється тим, що зернистий плавлений периклазовий порошок містить 97 % MgO. 3. Шихта за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що зернистий і тонкомелений високозалізисті периклазові порошки містять 88 % MgO. U 2 (19) 1 3 24602 4 сталеплавильних печах. Конкретно периклазошпівостей периклазошпінелідних вогнетривів є пошук нелідний тип вогнетривів входить у клас основних переважного фракційного складу компонентів шивогнетривів, де займає особливе місце завдяки хти. своїм специфічним властивостям. Тип вогнетриву Найбільш близьким аналогом корисної моделі, визначається його хімічним складом, зокрема вміщо заявляється, є шихта для виробництва перистом оксидів магнію і хрому. Периклазошпінелідні клазошпінелідних вогнетривів, описана в [патенті вогнетриви включають у свій склад Mg O понад України №65774], що містить зернистий і тонкоме60% і Сr2О3 від 5 до 18%, тобто дані вироби міслений спечений високозалізистий периклазовий тять спечений магнезит у переважній кількості, а порошок і зернистий спечений периклазовий потакож хроміт. Також для цих виробів характерне рошок і тонкомелений хромконцентрат. При цьому використання хроміту в тонких зернах. Однак при зернисті периклазові порошки мають розмір фраквикористанні існуючих вогнетривів найчастіше ції від 3 до 1мм. виникають проблеми, зв'язані з їх недостатньою Недоліком описаної шихти є досить висока потермостійкістю, що у свою чергу приводить до ристість, що обумовлює зниження щільності шихзменшення терміну експлуатації футерівки, викоти, що у свою чергу негативно впливає на межу наної з зазначених вогнетривів. Низька термостійміцності при стиску, а також низька термостійкість кість вогнетривів зв'язана з недостатньою кількісшихти. тю прямих зв'язків між магнезитовими зернами і В основу корисної моделі поставлена задача шпинелідною зв'язкою, що у свою чергу зв'язано створити таку ши хту для виробництва периклазояк зі складом шихти для виготовлення вогнетривів, шпінелідних вогнетривів, яка завдяки оптимально так і з розміром фракції компонентів шихти для підібраному фракційному складу і застосуванню виготовлення вогнетривів. високочистої сировини забезпечить можливість Одним з основних параметрів шихти, що викопідвищення фізико-механічних характеристик вогристовується для виробництва вогнетривів, зокнетривів при температурі ≥1650°С, забезпечить рема периклазошпінелідних вогнетривів, є порисзменшення додаткової усадки при температурі тість, що має велике значення, особливо при 1650°С, збільшення металошлакостійкості і термовпливі на вогнетриви рідких і газоподібних агресистійкості, що у свою чергу збільшить термін служвних речовин. В даний час для виробництва периби периклазошпінелідних вогнетривів. клазошпінелідних вогнетривів використовуються Поставлена задача вирішена тим, що розробшихти, основними компонентами яких є периклалено шихту для виробництва периклазошпінелідзові порошки з розміром фракції компонентів від 3 них вогнетривів, що містить спечений зернистий і до 1мм. Однак застосування такої шихти для витонкомелений високозалізистий периклазовий робництва периклазошпінелідних вогнетривів припорошок, зернистий плавлений периклазовий поводить до недостатньої їх щільності, що обумоврошок, зернистий і тонкомелений хромконцентрат, лено збільшенням їх пористості. Варто прагнути а також сполучне, при цьому зернистий плавлений до застосування більш щільних вогнетривів, що на периклазовий порошок має розмір фракції менше термостійкість периклазошпінелідних вогнетривів. 1мм. Вогнетриви в службі часто витримують температуХімічний склад периклазошпінелідних вогнерні коливання, нерідко досить різкі, тому термотривів з достатньою точністю характеризується стійкості при виборі вогнетриву необхідно приділяшостикомпонентною системою MgO-FeO-Fe2O3ти увагу. Також застосування шихти з зазначеним Cr2O3-Al2O 3-SiO2 , у якій основним носієм високовофракційним складом приводить до зниження межі гнетривких властивостей є окис магнію і її високоміцності при стиску, що є важливим параметром, вогнетривкі сполучення, такі як MgCr2O4, Mg Al 2O 4 і оскільки визначає не тільки будівельну міцність MgFe2 Al4 . вогнетривів, але і якість їх структури. Крім того, Доцільним є введення до складу шихти зернипри використанні існуючих ши хт для виробництва стого плавленого периклазового порошку фракції периклазошпінелідних вогнетривів не вдається менше 1мм, зерна якого при високотемпературнодосягти збільшення прямих зв'язків між магнезитому випалі є центрами рекристалізації, тобто росту вими зернами і шпинелідною зв'язкою, що обумокристалів з більш досконалою структурою за рахувлює погіршення показників перерахованих вище нок збільшення кількості прямих зв'язків між магпараметрів. Також недоліком шихт з описаним незитовими зернами і шпінелідною зв'язкою. Спофракційним складом є те, що вогнетриви, отримані стерігається інтенсивне зрощування кристалів у з зазначених шихт, мають структур у, що характеточках їх контактів. Збільшення кількості прямих ризується нерозвиненим прямим зв'язком між кризв'язків, що утворюються, дозволяє одержувати сталами, розділеними прошарками низькоплавких більш щільні і міцні вогнетриви, пористість яких шпінелей, тому вироби, виконані з існуючих ши хт, складає менш ніж 15%, а щільність збільшується мають недостатню механічну міцність при високих до значення 3,2г/см 3, при цьому межа міцності при температурах, зокрема при температурах стиску збільшується до значень 70-100МПа. По≥1650°С. ліпшення зазначених фізико-механічних характеУ зв'язку з вищесказаним у даний час існують ристик вогнетривів забезпечує у свою чергу підтенденції, спрямовані на поліпшення властивостей вищення термостійкості вогнетривів до 10 периклазошпінелідних вогнетривів за рахунок витеплозмін, а, отже, і терміну їх служби. користання при виробництві зазначених вогнетриЕкспериментально доведено, що при вмісті в вів ши хти, що включає високоякісну, з мінімальною складі шихти тільки периклазового порошку з розкількістю домішок вихідну сировину. Крім того, міром фракції більш ніж 1мм, зокрема з розміром найбільш важливою умовою поліпшення властифракції від 3 до 1мм, досить різко знижується 5 24602 6 щільність і міцність вогнетривів, вироблених з таПереважним є виконання шихти для виробникої шихти, що у свою чергу приводить до погірцтва периклазошпінелідних вогнетривів з наступшення фізико-механічних характеристик вогнетриним складом компонентів, взятих у наступному вів і зниженню терміну їх служби. співвідношенні: Переважним є хімічний склад шихти для вирозернистий і тонкомелений висо40-50% бництва периклазошпінелідних вогнетривів, при козалізисті периклазові порошки якому зернистий плавлений периклазовий порозернистий плавлений периклазо10-20% шок містить 97% MgO, зернистий і тонкомелений вий порошок спечені високозалізисті периклазові порошки місзернистий і тонкомелений хром20-33% тять 88% MgO, при цьому співвідношення спечеконцентрат ного високозалізистого периклазового порошку зі сполучне решта. вмістом MgO 88% і плавленого периклазового поПереважно у якості сполучного використовурошку зі вмістом MgO 97% складає 3:1. Вміст окють лігносульфонат те хнічний. сиду магнію MgO у ши хті для виробництва периВміст у ши хті зернистого і тонкомеленого пеклазошпінелідних вогнетривів найбільш істотно риклазових порошків різного хімічного і фракційновпливає на підвищення терміну служби вогнетриго складів, а також зернистого і тонкомеленого вів у футерівці теплових агрегатів. хромконцентрату сприяє досягненню максимальПереважним є введення до складу шихти зерної щільності укладення часток. нистого і тонкомеленого хромконцентрату в співВибір зернового складу шихти обумовлений відношенні від 0,37 до 3. Співвідношення тонкоменеобхідністю найбільш щільного упакування зерен, леного високозалізистого периклазового порошку і одержання щільно спеченого черепка необхідного тонкомеленого концентрату складає від 3:7 до 1:1. фазового складу, що у свою чергу забезпечує виПри цьому тонке здрібнювання хромконцентрату сокі фізико-механічні характеристики вогнетривів, (хроміту) виконується разом з периклазовим поа також збільшує термін їх служби у футерівці тепрошком зі вмістом MgO 88% з метою забезпечення лових агрегатів. при випалі вогнетривів максимального зв'язування Для готування вогнетривких шихт беруть зерлегкоплавких домішок хромконцентрату в високонистий і тонкомелений хромконцентрат, зернисті і вогнетривкі сполучення. тонкомелені периклазові порошки. Зернистий хроВведення до складу шихти периклазового помконцентрат змішують із зернистими периклазорошку різного хімічного складу зі вмістом MgO від вими порошками в змішувальних бігуна х, воло88 до 97% і різного фракційного складу в сполужать (тимчасове зв'язування) і додають ченні з зернистим і тонкомеленим хромконцентратонкомелену складову хромконцентрату і периклатом забезпечує створення прямих зв'язків «перизового порошку. Перемішують, після чого з маси клаз-шпінелід-периклаз», що поліпшує фізикопресують вогнетриви і обпалюють у тунельних механічні характеристики шихти при значенні темпечах. ператури ≥1650°С, збільшує металошлакостійкість Хімічний і зерновий склад вихідних периклазоі зменшує додаткову усадку при температурі вих порошків і хромконцентрату, з яких виготов1650°С, збільшує термостійкість і високотемпераляють вихідні шихти наведені в таблицях 1-2. турну міцність, що у свою чергу підвищує стійкість вогнетривів при експлуатації. Таблиця 1 Хімічний склад вихідних матеріалів Речовина Плавлений периклазовий порошок Високозалізистий периклазовий порошок Хромконцентрат Склад SiO2 Fe2O3 Аl2О 3 СаО MgO Сr2О3 втрати на прокалювання 0,7 0,9 0,3 1,5 97,0 0,75 7,9 0,8 2,55 88,0 1,2 21,8 11,1 0,6 14,4 47,5 3,4 7 24602 8 Таблиця 2 Зерновий склад вихідних компонентів Компоненти 4-3 Зернистий високозалізистий периклазовий порошок, фр.3-1мм Зернистий плавлений периклазовий порошок, фр.1-0,001мм Зернистий хромітовий концентрат, фр.1-0,001мм Тонкомелена суміш периклазу та хромітового концентрату Склад, фракцій у відсотках, мм 0,53-2 2-1 1-0,5 0,063 менш 0,063 5,0 28,0 27,5 23,0 1,0 35,0 64,0 20,0 80,0 Перевищення або заниження пропонованих співвідношень різного фракційного складу зернистих периклазових порошків різного хімічного складу, співвідношень зернистого і тонкомеленого хромконцентрату, а також співвідношення тонко 16,5 93-98 мелених периклазового порошку і хромконцентрату в пропонованих межах також приводить до погіршення високотемпературних механічних характеристик при ≥1650°С. Таблиця 3 Порівняльний аналіз стійкості досліджених вогнетривів з шихти, що заявляється, і традиційної вогнетривкої продукції Підприємство ММК ім. Ілліча (м. Маріуполь) ММК ім. Ілліча (м. Маріуполь) ММК ім. Ілліча (м. Маріуполь) Місце служби, агрегат Мартенівська піч, головне склепіння Мартенівська піч, головне склепіння Мартенівська піч, головне склепіння Стійкість вогнетривів ВАТ "Запоріжвогнетрив", плавок Коефіцієнт стійкості 356 "Славмаг" (Словаччина)/ 316 1,13 318 "Славмаг" (Словаччина)/ 290 1,10 321 "Славмаг" (Словаччина)/ 304 1,06 У порівнянні з прототипом спостерігається значне збільшення фізико-керамічних показників зразків шихт пропонованого складу. Таким чином, аналіз фізико-керамічних властивостей дозволяє зробити висновок про доцільність виготовлення периклазошпінелідних вогнетривів із шихти пропонованого складу. Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Фірма постачальник / стійкість вогнетривів, плавок Шихта пропонованого складу була випробувана в промислових умовах при виготовленні периклазошпінелідних вогнетривів на ВАТ "Запоріжвогнетрив". Із серпня 2005р. по січень 2007р. було виготовлено близько 3тис.тон вогнетривів із шихти пропонованого фракційного складу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601