Шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів

Реферат: Шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів включає зернисту складову на основі зернистого периклазу і зернистого хроміту та дисперсну складову на основі дисперсного периклазу і дисперсного хроміту, яка отримана спільним помелом зазначених компонентів. UA 77993 U (12) UA 77993 U UA 77993 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до виробництва випалювальних вогнетривів на основі оксиду магнію (периклазу), що містять оксид хрому (хроміт), так званих периклазохромітових вогнетривів, і може бути використана для виготовлення вогнетривів, призначених для футерівки теплових агрегатів у різних галузях промисловості, переважно для футерівки мартенівських та електродугових печей. За типовою, широко відомою технологічною схемою, периклазохромітові вогнетриви виготовляють із суміші периклазового порошку (65-80 %) і меленого хроміту (35-20 %). Для підвищення термостійкості виробів частину периклазу або хроміту вводять у вихідну масу грубозернистими (3,0-0,5 мм), а іншу частину - у тонкоздрібненому вигляді. Масу з додаванням 2-5 % органічного сполучника (наприклад сульфітно-спиртової барди) пресують під тиском 2 1000-1500 кг/см . Вироби обпалюють при температурі 1650-1800 °C. Властивості отриманих 3 вогнетривів: щільність удавана 3000-3300 кг/м , пористість відкрита 14-20 %, межа міцності при 2 2 стиску 40-60 МН/м (400-600 кг/см ), температура початку деформації під навантаженням 2 2 200 кН/м (2 кг/см ) 1500-1630 °C, термостійкість 6-10 теплозмін. Прикладом (аналогом) шихти для виробництва периклазохромітових вогнетривів є шихта, що відома за авторським свідоцтвом СРСР № 1194858, МПК С04В 35/12, дата подачі заявки 12.01.1983. Шихта включає зернистий спечений периклаз (магнезит) фракції 3-0,5 мм, суміш тонкомолотого спеченого периклазу (магнезиту) і хромітової руди фракції менше 0,06 мм, тонкомолотий периклазохромітовий клінкер фракції менше 0,06 мм, зернистий спечений периклазохромітовий клінкер фракції 3-0,5 мм при наступному співвідношенні компонентів, в вагових %: зернистий спечений магнезит 35-45 фракції 3-0,5 мм суміш тонкомолотого спеченого магнезиту і хромітової руди 10-20 фракції менше 0,06 мм у співвідношенні (3:1) тонкомолотий периклазохромітовий клінкер 15-35 фракції менше 0,06 мм зернистий спечений периклазохромітовий клінкер 15-25. фракції 3-0,5 мм Вироби пресують при тиску 120 МПа, обпалюють при температурі 1750 °C. Спільними ознаками найближчого аналога і рішення, що заявляється, є: шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів, яка включає зернисту складову на основі зернистого периклазу, дисперсну складову, на основі дисперсного периклазу і дисперсного хроміту. З зазначеної шихти одержують вогнетриви з наступними характеристиками: пористість 2 відкрита, % - 12-17, швидкість випару маси при 0,01 МПа і t=1700 °C, мг/м година - 120-125, межа міцності при стиску при 1500 °C, МПа - 9-12. Указані характеристики не забезпечують достатню термічну стійкість периклазохромітових вогнетривів, що обмежує їх експлуатаційні і ресурсні характеристики в умовах мартенівських та електродугових печей. Як найближчий аналог вибрана шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів, що відома за патентом України на корисну модель № 30483, МПК С04В 35/047, дата подання заявки 19.11.2007. Шихта включає зернисту складову, дисперсну складову і шпінельутворюючу складову. Зерниста складова шихти являє собою суміш периклазу із вмістом МgО більше 96 % із фракційним складом 4,0-0 мм і хроміту із вмістом Сr2О3 не менше 46 % із фракційним складом 0,5-0 мм при наступному співвідношенні зазначених компонентів, в вагових %: периклаз із вмістом МgО більше 96 % - 75,0-79,0, хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46 % - 21,0-25,0. Дисперсна складова шихти являє собою суміш периклазу із вмістом МgО більш 88 % із фракційним складом менше 0,063 мм і хроміту із вмістом Сr2O3 не менше 46 % із фракційним складом менше 0,063 мм. Дисперсну складову шихти одержують спільним помелом зазначених компонентів при наступному їх співвідношенні, в вагових %: периклаз із вмістом МgО більше 88 % - 55-65, хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46 % - 35-45. Як шпінельутворююча складова може бути використаний або хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46 % із фракційним складом менше 0,063 мм або алюмінійутримуюча добавка із вмістом Аl2О3 не менше 55 % із фракційним складом менше 0,063 мм, або суміш хроміту із вмістом Сr2О3 не менше 46 % з алюмінійутримуючою добавкою із вмістом Аl2О3 не менше 55 %, 1 UA 77993 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фракційний склад компонентів менше 0,063 мм. При використанні суміші хроміту з алюмінійутримуючою добавкою співвідношення компонентів стaновить, в вагових %: хроміт 50,0-65,0, алюмінійутримуюча добавка - 35-50. Як алюмінійутримуюча добавка можуть бути використані: електрокорунд, шпінель, глинозем. Співвідношення зазначених складових у шихті становить, в вагових %: зерниста складова шихти - 66,5-67,5, дисперсна складова шихти - 30-32, шпінельутворююча складова шихти - 1,52,5. Приготування шихти виконують шляхом змішування її складових: зернистої складової, дисперсної складової, шпінельутворюючої складової. При цьому співвідношення зазначених складових у шихті повинне бути, в вагових %: зерниста складова шихти - 66,5-67,5, дисперсна складова шихти - 30,0-32,0, шпінельутворююча складова шихти - 1,5-2,5. Після змішування зернистих складових шихти в суміш додають 1/2 частини лігносульфонату технічного. Частину лігносульфонату, що залишилася, додають після засипання тонкомолотої складової. Загальна кількість лігносульфонату, в вагових % - 4,0-5,0 понад 100. Виготовлення вогнетривких виробів із зазначеної шихти включає операції пресування шихти, садку сирцю на пічні вагони, сушіння і випал виробів по відомих технологіях з використанням відомого технологічного обладнання. Спільними ознаками найближчого аналога і рішення, що заявляється, є: шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів, яка включає зернисту складову на основі зернистого периклазу і зернистого хроміту, дисперсну складову, на основі дисперсного периклазу і дисперсного хроміту, яка отримана спільним помелом зазначених компонентів. Склад шихти за найближчим аналогом забезпечує достатньо високі експлуатаційні 2 характеристики вогнетривів: пористість відкрита 15-18 %, межа міцності при стиску 66-67 Н/мм , температура початку деформації 1680-1710 °C, термостійкість 12-18 теплозміни. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення технології виготовлення периклазохромітових вогнетривів та зниження їх собівартості без погіршення експлуатаційних характеристик вогнетривів. Поставлена задача вирішується тим, що в шихті для виробництва периклазохромітових вогнетривів, яка включає зернисту складову на основі зернистого периклазу і зернистого хроміту, дисперсну складову, на основі дисперсного периклазу і дисперсного хроміту, яка отримана спільним помелом зазначених компонентів, згідно з корисною моделлю, співвідношення периклазу і хроміту в зернистій складовій шихти складає, в вагових %: периклаз - 88,0-90,0, хроміт - 10,0-12,0, співвідношення периклазу і хроміту в дисперсній складовій шихти складає, в вагових %: периклаз - 45,0-55,0, хроміт - 45,0-55,0, співвідношення зернистої та дисперсної складових шихти складає, в вагових %: зерниста складова шихти - 66,0-72,0, дисперсна складова шихти - 28,0-34,0. Перераховані ознаки складають суть корисної моделі. Доцільно як периклаз зернистої складової використати периклаз із вмістом МgО більше 94,0 %, як периклаз дисперсної складової використати периклаз із вмістом МgО більше 88,0 %, як хроміт зернистої та дисперсної складових використати хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46,0 %. Фракційний склад компонентів зернистої складової шихти доцільно вибрати в межах 3,00 мм, а фракційний склад компонентів дисперсної складової шихти - менше 0,063 мм. Суттєві ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки корисної моделі (співвідношення периклазу і хроміту в зернистій складовій шихти складає, в вагових %: периклаз - 88,0-90,0, хроміт - 10,0-12,0, співвідношення периклазу і хроміту в дисперсній складовій шихти складає, в вагових %: периклаз - 45,0-55,0, хроміт - 45,0-55,0, співвідношення зернистої та дисперсної складових шихти складає, в вагових %: зерниста складова шихти - 66,0-72,0, дисперсна складова шихти - 28,0-34,0) разом з істотними ознаками, спільними з найближчим аналогом, забезпечують спрощення технології виготовлення периклазохромітових вогнетривів та зниження їх собівартості без погіршення експлуатаційних характеристик вогнетривів. Вибір зазначених співвідношень складових шихти та співвідношень компонентів в складових шихти дозволяє виключити із шихти шпінельутворюючу складову без погіршення експлуатаційних характеристик вогнетривів. Враховуючи складний характер фізико-хімічних перетворень, що відбуваються в процесі підготовки вихідних матеріалів, одержання шихти і випалювання вогнетривких виробів, указаний причинно-наслідковий зв'язок визначений експериментальним шляхом. 2 UA 77993 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Нижче приводиться докладний опис шихти, що заявляється, технології виготовлення вогнетривких виробів, а також конкретні приклади використання шихти з приведенням експлуатаційних характеристик отриманих вогнетривких виробів. Склад шихти. Шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів включає зернисту та дисперсну складові. Основою зернистої складової шихти є суміш зернистого периклазу із вмістом МgО більше 94,0 % і зернистого хроміту із вмістом Сr2О3 не менше 46,0 %. Співвідношення периклазу і хроміту в зернистій складовій шихти складає, в вагових %: периклаз із вмістом МgО більше 94,0 % - 88,0-90,0, хроміт із вмістом Crz03 не менше 46,0 % - 10,0-12,0. Фракційний склад компонентів зернистої складової шихти знаходиться в межах 3,0-0 мм. Основою дисперсної складової шихти є суміш дисперсного периклазу із вмістом МgО більше 88,0 % і дисперсного хроміту із вмістом Сr2О3 не менше 46,0 %. Співвідношення периклазу і хроміту в дисперсній складовій шихти складає, в вагових %: периклаз із вмістом МgО більше 88,0 % - 45,0-55,0, хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46,0 % - 45,0-55,0. Фракційний склад компонентів дисперсної складової шихти - менше 0,063 мм. Дисперсну складову отримують спільним помелом її компонентів. Співвідношення зернистої та дисперсної складових в шихті складає, в вагових %: зерниста складова шихти - 66,0-72,0, дисперсна складова шихти - 28,0-34,0. Підготовка вихідних матеріалів. Для виробництва периклазохромітових вогнетривів використовують порошки периклазові спечені із вмістом МgО більше 94 % (виробництва КНР, Туреччина), а також із вмістом МgО більше 88 %, руду хромітову із вмістом Сr2О3 не менше 46 %, лігносульфонат технічний рідкий. Фракційний склад зазначених вихідних матеріалів: периклаз із вмістом МgО більше 94 % - 10,00 мм, периклаз із вмістом МgО більше 88 % - 22,0-0 мм, руда хромітова - 0,5-0 мм. Для отримання зернистої складової периклаз із вмістом МgО більш 94 %, фракційний склад 10-0 мм, подрібнюють на розмельному устаткуванні, наприклад на щоковій дробарці СМ-741 і стрижневому млині МСП, розділяють по фракціях на грохоті, наприклад ГІЛ-3, на ситах 3,01,0 мм і 1,0-0 мм. Хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46 %, фракційний склад 0,5-0 мм, для зернистої складової використовують у вихідному стані. Дисперсну складову приготовляють шляхом спільного помелу периклазу із вмістом МgО більш 88 % і хроміту із вмістом Сr2О3 не менше 46 % у співвідношенні, в вагових %: периклаз 45,0-55,0, хроміт - 45,0-55,0. Спільний помел виконують на турбомлині до фракції менше 0,063 мм. У процесі помелу відбувається механохімічна активізація компонентів. Приготування шихти. Шихту готовлять шляхом перемішування її складових: зернистої складової (периклаз із вмістом МgО більш 96 %, хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46 % - у зазначеному вище співвідношенні) і дисперсної складової (периклаз із вмістом МgО більш 88 %, хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46 % - у зазначеному вище співвідношенні). При цьому співвідношення зазначених складових у шихті повинне бути, в вагових %: зерниста складова шихти - 66,0-72,0, дисперсна складова шихти - 28,0-34,0. В процесі перемішування почергово завантажують компоненти зернистої складової, частину (1/2) лігносульфонату технічного, далі завантажують дисперсну складову шихти і частину лігносульфонату технічного, що залишилася. Загальна кількість лігносульфонату технічного, в вагових % - 4-5 понад 100. Перемішування виконують до одержання однорідної маси. Перемішування складових шихти виконують за допомогою відомих змішувачів, наприклад змішувача фірми "Eirich", тип RV-15. Виготовлення периклазохромітових вогнетривів із шихти. Виготовлення вогнетривів включає операції пресування шихти, садку сирцю на пічні вагони, сушіння і випал виробів. Пресування вогнетривких виробів виконують на гідравлічних пресах, що забезпечують 2 питомий тиск пресування не менше 120 Н/мм , наприклад на пресі "Sacmi"-2500. Удавана 2 щільність сирцю повинна бути не менше 3,15 г/см . Садку сирцю на пічні вагони виконують вручну за заданою схемою. У процесі садки виконують відбраковування виробів. Сушіння сирцю виконують у тунельних сушилах при температурі 80-120 °C. Випал виробів виконують у тунельних печах при температурі 1740-1760 °C. Технологічні процеси пресування, садки, сушіння і випалу виробів широковідомі й освоєні у виробництві вогнетривів. 3 UA 77993 U Нижче в табличній формі приведені практичні приклади складів шихти і характеристики отриманих вогнетривких виробів (всього три приклади із співвідношенням компонентів у межах суті корисної моделі). Таблиця № прикладу периклаз із вмістом МgО більше Зерниста 94 % складова, в хроміт із вмістом Сr2Оз не менше вагових % 46 % периклаз із вмістом МgО більше Дисперсна 88 % складова, в хроміт із вмістом Сr2О3 не менше вагових % 46 % Вміст зернистої складової в шихті, в вагових % Вміст дисперсної складової в шихті, в вагових % Лігносульфонат технічний, понад 100 % 2 Межа міцності при стиску, Н/мм Пористість відкрита, % Термостійкість, теплозміни Температура початку деформації, °C 1 2 3 90,0 89,0 88,0 10,0 11,0 12,0 55,0 50,0 45,0 45,0 50,0 55,0 72,0 28,0 4,0 69,3 15,2 16 1710 67,0 31,0 4,5 67,4 15,0 18 1710 66,0 34,0 5,0 65,8 15,7 14 1700 5 10 З таблиці видно, що експлуатаційні характеристики вогнетривів, отриманих із шихти, що заявляється, не гірші відповідних характеристик вогнетривів за найближчим аналогом. При цьому має місце спрощення технології виготовлення вогнетривів за рахунок виключення із шихти шпінельутворюючої складової та зниження собівартості вогнетривів, яка складає 82 % собівартості вогнетривів за найближчим аналогом. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Шихта для виробництва периклазохромітових вогнетривів, яка включає зернисту складову на основі зернистого периклазу і зернистого хроміту, дисперсну складову, на основі дисперсного периклазу і дисперсного хроміту, яка отримана спільним помелом зазначених компонентів, яка відрізняється тим, що: співвідношення периклазу і хроміту в зернистій складовій шихти складає, вагових %: периклаз 88,0-90,0 хроміт 10,0-12,0, співвідношення периклазу і хроміту в дисперсній складовій шихти складає, вагових %: периклаз 45,0-55,0 хроміт 45,0-55,0, співвідношення зернистої та дисперсної складових шихти складає, вагових %: зерниста складова шихти 66,0-72,0 дисперсна складова шихти 28,0-34,0. 2. Шихта за п. 1, яка відрізняється тим, що як периклаз зернистої складової використано периклаз із вмістом МgО більше 94,0 %, як периклаз дисперсної складової використано периклаз із вмістом МgО більше 88,0 %, як хроміт зернистої та дисперсної складових використано хроміт із вмістом Сr2О3 не менше 46,0 %. 3. Шихта за п. 1, яка відрізняється тим, що фракційний склад компонентів зернистої складової шихти знаходиться в межах 3,0-0 мм, фракційний склад компонентів дисперсної складової шихти - менше 0,063 мм. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4