Шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів

1. Шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів, що включає зернисту складову, яка містить зернистий периклаз, дисперсну складову, яка містить дисперсний периклаз і дисперсний хроміт, шпінельутворюючу складову, яка відрізняється тим, що зерниста складова шихти являє собою суміш периклазу з вмістом MgO більше 96% і хроміту з вмістом Сr2О3 не менше 46% при наступному співвідношенні зазначених компонентів, в вагових %: периклаз з вмістом MgO більше 96% 75,0-79,0 хроміт з вмістом Сr2O3 не менше 46% 21,0-25,0, дисперсна складова шихти являє собою суміш периклазу з вмістом MgO більше 88% і хроміту з вмістом Сr2O3 не менше 46%, отриману спільним U 2 (19) 1 3 30483 4 Загальними ознаками аналога і рішення, що одержання в процесі випалу однорідної щільної заявляється, являються: шихта для виробництва структури вогнетриву. периклазохромітових вогнетривів, що включає Для виготовлення виробів використовують зернисту складову, утримуючу зернисті периклаз і периклазохроміт наступного хімічного складу, в хроміт, дисперсну складову, утримуючу дисперсні вагових %: Si2 - 1,5-2,0; Аl2О3 - 2,0-3,0; Сr2O3 - 8-18; периклаз і хроміт. СаО - менше 1,5; MgO -68-80; Fе2О3 - 4,0-7,0. Виготовлені з описаної шихти вироби Вироби готують у такий спосіб. Приготовляють характеризуються недостатньою суміш запропонованих компонентів певного високотемпературною міцністю і шлакостійкістю, зернового складу із сульфітно-дріжджовою що пояснюється недостатнім ступенем бражкою в якості тимчасового сполучника і завершення процесів взаємодії компонентів пресують вироби на гідравлічному пресі при тиску тонкомолотої складової маси [див. авторське 1500кг/см2, сушать і обпалюють у тунельній печі свідоцтво СРСР №814972]. при 1780°С протягом 4 годин. Відома вогнетривка маса (склад шихти), що З зазначеної шихти одержують вогнетриви з включає, в вагових %: спечений магнезит 40-50, наступними характеристиками: пористість хроміт 10-20, тонкомолоту складову 30-40, відкрита, % - 10,5-12,5, щільність удавана, г/см3 сполучник 3-7. Тонкомолота складова містить, в 3,18-3,26, шлакостійкість, % - 4,5-5,9, межа вагових. %: магнезит 7,0-6,0, хроміт 10-20, міцності при стиску при 1400°С, кг/см - 183-242. бокситовий шлам 15-25. Загальними ознаками аналога і рішення, що Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, являються: шихта для виробництва заявляється, являються: шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів, що включає периклазохромітових вогнетривів, що включає зернисту складову, утримуючу зернисті периклаз і зернисту складову, утримуючу зернисті периклаз і хроміт, дисперсну складову і сполучник. хроміт, дисперсну складову, утримуючу дисперсні Шихта має обмежені експлуатаційні і ресурсні периклаз і хроміт, сполучник. характеристики при використанні вогнетривів у Недоліком маси є невисока міцність футерівці мартенівських та електродугових печей. виготовлених з неї виробів при високих Як прототип вибрана шихта для виготовлення температурах через утворення великої кількості вогнетривів, відома по [авторському свідоцтву рідкої фази у вогнетриві й інтенсивного СРСР №1194858, МПК4 С04В35/12, дата подачі масообміну вогнетриву з реагентами плавильного заявки 12.01.1983], що застосовується для простору печі через рідку фазу [див. авторське виробництва лужних периклазохромітових свідоцтво СРСР №814972]. вогнетривких матеріалів. Шихта включає Відома вогнетривка маса (склад шихти) по зернистий спечений магнезит (периклаз) фракції 3[авторському свідоцтву СРСР №814972, МПК3 0,5мм, суміш тонкомолотого спеченого магнезиту С04В35/04, дата подачі заявки 07.03.1979], що (периклазу) і хромітової руди фракції менше може бути використана при виготовленні лужних 0,06мм і тонкомолотий периклазохромітовий вогнетривких виробів, які застосовуються для клінкер фракції менше 0,06мм. Крім того шихта футерівки теплових агрегатів. містить хромітову руду фракції 0,06мм і додатково Вогнетривка маса включає зернисті спечений зернистий спечений периклазохромітовий клінкер магнезит фракцій 3-1мм, 1-0мм, хромітову руду фракції 3-0,5мм при наступному співвідношенні фракції 3-1мм і тонкомолоту складову. При цьому компонентів, в вагових %: в якості тонкомолотої складової вона містить зернистий спечений магнезит плавлений периклазохроміт дисперсний із вмістом фракції 3-0,5мм 35-45; Сr2О3 8-18% при наступному співвідношенні суміш тонкомолотого спеченого компонентів, в вагових %: зернистий спечений магнезиту і хромітової руди фракції менше 0,06мм у співвідношенні (3:1) магнезит - 40-75, зерниста хромітова руда - 5-20, 10-20; плавлений периклазохроміт дисперсний (із тонкомолотий периклазохромітовий вмістом Сr2О3 8-18%)-20-40. клінкер фракції менше 0,06мм 15-35; Плавлений периклазохроміт одержують зернистий спечений дуговою електроплавкою на блок суміші периклазохромітовий клінкер хромітової руди і продукту, що містить оксид фракції 3-0,5мм 15-25. магнію (магнезит, брусит, спечений магнезит). Суміш інертного стосовно зернистого Плавлений периклазохроміт - це твердий розчин спеченого магнезитового порошку зернистого хроміту магнію в периклазі, що характеризується периклазохромітового клінкера (клінкер високим ступенем завершеністі реакцій між обпікається при більш високій температурі, ніж компонентами, подаваними на плавку, крім того вироби, у яких він присутній як компонент шихти) у досконалою кристалічною структурою і незначним комбінації з активною до спікання вмістом легкоплавких домішок. Усе це визначає тонкодисперсною сумішшю спеченого хімічну інертність периклазохроміту і високий магнезитового порошку, хромітової руди і модуль пружності в широкому діапазоні периклазохромітового клінкера при випалі утворює температур, а високий модуль пружності дає твердий розчин шпінеліду в периклазі і новотвору можливість одержувати при помелі вторинної магнезіальнохромистої шпінелі, яка високодисперсний, активний до спікання матеріал. містить Fe і Аl, що приводить до підвищення Використання його в якості тонкомолотої щільності виробів. складової вогнетривкої шихти приводить до 5 30483 6 Наявність у шихті зернистого 88% периклазохромітового клінкера знижує розвиток - хроміт з вмістом Сr2О3 не менше термодифузійних процесів на контакті з зернами 46% 35,0-45,0, спеченого магнезитового порошку, що виключає у якості шпінельутворюючої складової утворення дифузійних порожнин і тріщин на використаний хроміт з вмістом Сr2О3 не менше контактних границях зернистих і тонкодисперсних 46%, або алюміній утримуюча добавка з вмістом компонентів шихти. Це також обумовлює Аl2О3 не менше 55%, або суміш хроміту з вмістом формування щільної структури виробів. Сr2O3 не менш 46% з алюміній утримуючою Підвищена стійкість до сублімації у вакуумі добавкою з вмістом Аl2О3 не менше 55% при виробів, запропонованого складу обумовлена тим, співвідношенні, в вагових %: хроміт - 50,0-65,0, що периклазохромітовий клінкер має підвищену алюміній утримуюча добавка - 35,0-50,0, при теплоту сублімації магнезіальних шпінелідів і їх цьому співвідношення зазначених складових у твердих розчинів у периклазі. шихті дорівнює, в вагових, %: Хімічний склад периклазохромітового клінкера, - зерниста складова шихти 66,5-67,5, в вагових %: 75-77 MgO; 10-12 Сr2О3; 2-2,5 Са; 2,0 - дисперсна складова шихти 30,0-32,0, Аl2О3; 5-6 Fе2O3. - шпінельутворююча складова Магнезитовий порошок містить не менше 90% шихти 1,5-2,5. MgO. Перераховані ознаки складають сутність Зразки пресують при тиску 120МПа, корисної моделі. обпалюють при температурі 1750°С. Доцільно фракційний склад компонентів Загальними ознаками прототипу і рішення, що зернистої складової шихти вибирати в межах 4,0заявляється, являються: шихта для виробництва 0м, фракційний склад компонентів дисперсної периклазохромітових вогнетривів, що включає складової шихти - менше 0,063мм, фракційний зернисту складову, утримуючу зернистий склад компонентів шпінельутворюючої складової периклаз, дисперсну складову, утримуючу шихти - менше 0,063мм. дисперсний периклаз і дисперсний хроміт, Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в шпінельутворюючу складову. причинно-наслідковому зв'язку з технічним З зазначеної шихти одержують вогнетриви з результатом, що досягається. наступними характеристиками: пористість Зазначений зв'язок пояснюється тим, що відкрита, % - 12-17, швидкість випару маси при відмітні ознаки корисної моделі (зерниста 0,01МПа і t=1700°С, мг/м2година -120-125, межа складова шихти - суміш периклаза з вмістом MgO міцності при стиску при 1500°С, МПа - 9-12. більш 96% і хроміту з вмістом Сr2O3 не менше 46% Указані характеристики не забезпечують при наступному співвідношенні зазначених достатньої термічної міцності вогнетривам в компонентів, в вагових %: периклаз - 75,0-79,0, умовах мартенівських та електродугових печей, хроміт - 21,0-25,0; дисперсна складова шихти обмежують експлуатаційні і ресурсні суміш периклаза з вмістом MgO більш 88% і характеристики вогнетривких периклазохромітових хроміту з вмістом Сr2О3 не менш 46%, отримана виробів у футерівці мартенівських і спільним помелом зазначених компонентів при електродугових печей. наступному їх співвідношенні, в вагових %: В основу корисної моделі поставлена задача периклаз -55,0-65,0, хроміт 35,0-45,0; підвищення термічної міцності, експлуатаційних ішпінельутворююча складова - або хроміт з ресурсних характеристик вогнетривких вмістом Сr2О3 не менш 46%, або алюміній периклазохромітових виробів у футерівці утримуюча добавка з вмістом Аl2O3 не менш 55%, мартенівських і електродугових печей. або суміш хроміту з вмістом Сг20з не менш 46% з Поставлена задача вирішується тим, що в алюміній утримуючою добавкою з вмістом Аl2O3 не шихті для виробництва периклазохромітових менш 55% при співвідношенні, в вагових %: хроміт вогнетривів, що включає зернисту складову, - 50,0-65,0, алюміній утримуюча добавка - 35,0утримуючу зернистий периклаз, дисперсну 50,0) разом з істотними ознаками, загальними з складову, утримуючу дисперсний периклаз і прототипом, забезпечують підвищення термічної дисперсний хроміт, шпінельутворюючу складову, міцності вогнетривких виробів в умовах відповідно до корисної моделі: мартенівських і електродугових печей, тобто більш зерниста складова шихти являє собою суміш високі експлуатаційні і ресурсні характеристики периклаза з вмістом MgO більш 96% і хромітуз вогнетривів у футерівці мартенівських і вмістом Сr2О2 не менше 46% при наступному електродугових печей. співвідношенні зазначених компонентів, в вагових З огляду на складний характер фізико-хімічних %: перетворень, що відбуваються в процесі - периклаз з вмістом MgO більш підготовки вихідних матеріалів, одержання шихти, 96% 75,0-79,0, сушки і випалювання вогнетривких виробів - хроміт з вмістом Сr2O3 не менш указаний причинно-наслідковий зв'язок 46% 21,0-25,0, визначений експериментальним шляхом. дисперсна складова шихти являє собою суміш Нижче приводиться докладний опис шихти для периклаза з вмістом MgO більш 88% і хроміту із виробництва периклазохромітових вогнетривів, вмістом Сr2O3 не менше 46%, отриману спільним технології одержання вогнетривких виробів і помелом зазначених компонентів при наступному конкретні приклади використання шихти, що їх співвідношенні, в вагових %: заявляється, з характеристиками вогнетривких - периклаз з вмістом MgO більш 55,0-65,0, виробів, що обумовлюють експлуатаційні і 7 30483 8 Дисперсну складову приготовляють шляхом ресурсні характеристики вогнетривів у футерівці спільного помелу периклазу з вмістом MgO більш мартенівських і електродугових печей. 88% і хроміту з вмістом Сr2O3 не менше 46% у Склад шихти. співвідношенні, в вагових %: периклаз з вмістом Шихта для виробництва периклазохромітових MgO більш 88% - 55-65, хроміт з вмістом Сr2О3 не вогнетривів включає зернисту складову, дисперсну менш 46% - 35-45. Спільний помел виконують на складову і шпінельутворюючу складову. турбомлині до фракції менше 0,063мм. У процесі Зерниста складова шихти являє собою суміш помелу відбувається механохімічна активізація периклаза з вмістом MgO більш 96% із фракційним компонентів. складом 4,0-0мм і хроміту з вмістом Сr2О3 не Компоненти шпінельутворюючої складової менше 46% із фракційним складом 0,5-0мм при (хроміт з вмістом Сr2О3 не менше 46%, або наступному співвідношенні зазначених алюміній утримуюча добавка з вмістом Аl2О3 не компонентів, в вагових %: периклаз з вмістом MgO менше 55%, наприклад шпінель, або суміш більш 96% - 75,0-79,0, хроміт з вмістом Сr2О3 не хроміту з вмістом Сr2O3 не менше 46% з алюміній менш 46% -21,0-25,0. утримуючою добавкою з вмістом Аl2О3 не менше Дисперсна складова шихти являє собою суміш 55%) подрібнюють на вібромлині М-400 до фракції периклаза з вмістом MgO більш 88% із фракційним менше 0,063мм. складом менше 0,063мм і хроміту з вмістом Сr2O3 не менше 46% із фракційним складом менше Приготування шихти. 0,063мм. Дисперсну складову шихти одержують Приготування шихти виконують шляхом спільним помелом зазначених компонентів при змішування її складових: зернистої складової наступному їх співвідношенні, в вагових %: (периклаз з вмістом MgO більш 96%, хроміт з периклаз з вмістом MgO більш 88 % - 55-65, хроміт вмістом Сr2O3 не менше 46% - у зазначеному з вмістом Сr2O3 не менш 46% - 35-45. вище співвідношенні); дисперсної складової У якості шпінельутворюючої складової може (периклаз з вмістом MgO більш 88%, хроміт з бути використаний або хроміт з вмістом Сr2О3 не вмістом Сr2O3 не менше 46% - у зазначеному менш 46% із фракційним складом менше 0,063мм, вище співвідношенні); шпінельутворюючої або алюміній утримуюча добавка з вмістом Аl2О3 складової (хроміт з вмістом Сr2O3 не менше 46%, не менше 55% із фракційним складом менше або алюміній утримуюча добавка з вмістом Аl2О3 0,063мм, або суміш хроміту з вмістом Сr2О3 не не менше 55%, або суміш хроміту з вмістом Сr2O3 не менше 46% і алюміній утримуючої добавки з менше 46% з алюміній утримуючою добавкою з вмістом Аl2О3 не менше 55 % - у зазначеному вмістом Аl2O3 не менше 55%, фракційний склад вище співвідношенні). При цьому співвідношення компонентів менше 0,063мм, при співвідношенні, в зазначених складових у шихті повинне бути, в вагових %: хроміт - 50,0-65,0, алюміній утримуюча вагових %: зерниста складова шихти - 66,5-67,5, добавка - 35-50. В якості алюміній утримуючої дисперсна складова шихти 30,0-32,0, добавки можуть бути використані: електрокорунд, шпінельутворююча складова шихти - 1,5-2,5. Після шпінель, глинозем. змішування зернистих складових шихти в суміш Співвідношення зазначених складових у шихті додають 1/2 частини лігносульфонату технічного, і дорівнює, в вагових %: зерниста складова шихти 1/2 частини після засипання тонкомолотої 66,5-67,5, дисперсна складова шихти - 30-32, складової, понад 100% - 4,0-5,0. шпінельутворююча складова шихти - 1,5-2,5. Змішування складові шихти виконують за Підготовка вихідних матеріалів. допомогою відомих змішувачів, наприклад у Для виробництва периклазохромітових змішувачі фірми «Eirich», тип RV-15. вогнетривів використовують порошки периклазові Збереження приготовленої шихти не повинно спечені з вмістом MgO більш 96% (виробництва перевищувати 0,5 години. КНР, Туреччина) з вмістом MgO більш 88 % Одержання периклазохромітових вогнетривів (виробник Словаччина), руду хромітову з вмістом із шихти. Сr2O3 не менше 46% (виробник ПАР), алюміній Одержання вогнетривких виробів включає утримуючу добавку з вмістом Аl2О3 не менше 55%, операції пресування шихти, садку сирцю на пічні наприклад шпінель (виробник КНР), вагони, сушку і випал виробів. лігносульфонат технічний рідкий по [ТУ 13Пресування вогнетривких виробів виконують 0281036-029-94]. Фракційний склад вихідних на гідравлічних пресах, що забезпечують питомий матеріалів: периклаз з вмістом MgO більш 96% тиск пресування не менше 120Н/мм2, наприклад 10,0-0мм, периклаз з вмістом MgO більш 88% на пресі "Sacmi"-2500. Удавана щільність сирцю 22,0-0мм, руда хромітова - 0,5-0мм, алюміній повинна бути не менше 3,15г/см2. утримуюча добавка (шпінель) - 3,0-0мм. Садку сирцю на пічні вагони виконують вручну Для одержання зернистої складової периклаза за заданою схемою. У процесі садки виконують з вмістом MgO більш 96%, фракційний склад 10відбраковування виробів. 0мм, подрібнюють на розмельному устаткуванні Сушку сирцю виконують у тунельних сушилах (щокова дробарка СМ-741 і стрижневий млин при температурі 80-120°С. МСП), розділяють по фракціях через грохот типу Випал виробів виконують у тунельних печах ГИЛ-3 на ситах 4,0-1,0мм і 1,0-0мм або довжиною 156м, розташованих співвісно з використовують у вихідному стані фракції 4,0тунельними сушилами, при температурі 17401,0мм і 1,0-0мм. Хроміт з вмістом Сr2O3 не менше 1760°С. 46%, фракційний склад 0,5-0мм, для зернистої складової використовують у вихідному стані. 9 30483 10 Технологічні процеси пресування, садки, вогнетривів у футерівці сушки і випалу виробів широко відомі й освоєні у електродугових печей. виробництві вогнетривів. Одержують периклазохромітові вогнетриви з наступними характеристиками: пористість відкрита 14,0-18,0%, межа міцності при стиску 65,067,6Н/мм2, температура початку деформації 16901710°С, термостійкість 12-18 теплозмін. Нижче в табличній формі приведені практичні приклади складів шихти і характеристики отриманих вогнетривких виробів (всього дев'ять прикладів шихти із співвідношенням компонентів у межах сутності корисної моделі). мартенівських і Таблиця Приклади складів шихти і характеристики отриманих вогнетривів № прикладу 1 2 3 4 5 6 периклаз з вмістом 76,3 77,6 79,0 75,0 76,1 77,4 MgO більш 96% хроміт з вмістом 23,7 22,4 21,0 25,0 23,9 22,6 Сr2O3 не менше 46% Дисперсна периклаз з вмістом 65 60 55 65 60 55 складова, в MgO більш 88% вагових % хроміт з вмістом 35 40 45 35 40 45 Сr2О3 не менше 46% Шпінель хроміт з вмістом 100 100 100 немає немає немає утворююча Сr2O3 не менше 46% складова, в алюміній утримуюча вагових % немає немає немає 100 100 100 добавка з вмістом Аl2О3 не менше 55% Вміст зернистої складової в шихті, в 67,5 67,0 66,5 67,5 67,0 66,5 вагових % Вміст дисперсної складової в шихті, в 30 31 32 30 31 32 вагових % Вміст шпінельутворюючої складової в 2,5 2,0 1,5 2,5 2,0 1,5 шихті, в вагових % Лігносульфонат технічний, понад 4,0 4,5 5,0 4,0 4,5 5,0 100% 2 Межа міцності при стиску, Н/мм 66,5 66,3 65,0 66,8 66,5 67,0 Пористість відкрита, % 16,0 15,0 17,0 16,0 15,0 14,0 Термостійкість, теплозміни 16 14 12 16 18 18 Температура початку деформації, С 1690 1700 1680 1700 1710 1710 Зерниста складова, в вагових % З таблиці випливає, що найбільш оптимальними варіантами складу шихти являються приклади шихти №5 і №6. У цих прикладах зерниста складова шихти включає, у вагових, %: периклаз з вмістом MgO більш 96% 76,1-77,4, хроміт з вмістом Сr2O3 не менше 46% 22,6-23,9, дисперсна складова шихти включає, у вагових %: периклаз з вмістом MgO більш 88% 55-60, хроміт з вмістом Сr2O3 не менше 46% - 4045, у якості шпінельутворюючої складової використана алюміній утримуюча добавка з вмістом Аl2О3 не менше 55%, в вагових % - 100. Такий склад шихти забезпечує наступні характеристики периклазохромітовим вогнетривким виробам: межа міцності при стиску, Н/мм2 - 66,5-67; пористість відкрита, % - 14-15; термостійкість, теплозміни - 18; температура початку деформації, °С - 1710. Зазначені характеристики забезпечують більш високі експлуатаційні і ресурсні характеристики 7 8 9 76,3 77,6 79,0 23,7 22,4 21,0 65 60 55 35 40 45 50 60 65 50 40 35 67,5 67,0 66,5 30 31 32 2,5 2,0 1,5 4,0 4,5 5,0 66,9 15,0 17 1690 66,2 17,0 16 1700 67,6 18,0 12 1690