АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Производство и термическая обработка безобжиговых смолосвязанных огнеупоров

Исходными материалами для производства безобжиговых смолосвязанных огнеупоров на отечественных заводах служат обожженные до спекания доломит и магнезит (периклаз), препарированная каменноугольная смола, каменноугольный пек.

Обожженный доломит получают из широко распространенной и недорогой горной породы — доломита. Это минерал, представляющий собой двойную углекислую соль кальция и магния СаСО₃*МeСОз. в СССР разрабатывают большое число доломитовых месторождений. Состав добываемых (сырых) доломитов следующий, %: СаО.28,7—37,4; МgО 15,2— 22,7; SiO₂ 0,1—4,7; А1₂О₃ сл. — 1,4; «Fе₂О₃ 0,27—1,4; п. п. п. 43,9—47,4.

Добываемый в карьерах доломит содержит примеси SiO₂, А1₂Оз, Fе₂О₃, Мn₃О₄ в виде различных минералов, поэтому его обогащают, предварительно подвергнув дроблению. В соответствии с ТУ 14-8-232—77 для конвертерных огнеупоров поставляют сырой доломит двух марок (ДК-1, ДК-2) следующего состава, %:

MgO CaO SiO₂ R₂O₃

ДК – 1 >19 <33 <0,5 <0,7

ДК – 2 >19 <33 <1,0 <2,0

Сырой доломит обжигают во вращающихся печах при температурах 1600 — 1800 °С. При этом происходит разложение карбонатов с удалением СО₂ и спекание. Спекание способствует повышению плотности доломита, что уменьшает усадку огнеупора в процессе службы в конвертере, и обеспечивает повышение стойкости футеровки. В соответствии с ТУ 14-8-311 — 79 для конвертерных огнеупоров предусмотрены две марки обожженного доломита (ИПК-1, ИПК-2) следующего состава, %:

MgO SiO₂ R₂O₃ п.п.п.

ИПК – 1 >35 <1,0 <1,4 <1,0

ИПК – 2 >35 <2,0 <4,0 <1,0

Кажущаяся плотность должна быть > 3,0 г/см³. Содержание основных компонентов в этих доломитах на отечественных заводах обычно следующее: 33—39 % МgО и 47—59 %

СаО.

Обожженный магнезит (периклаз) получают из минерала (горной породы) магнезита — МgСО₃. Магнезит является дефицитным сырьем. Крупными разрабатываемыми месторождениями в СССР являются Саткинское и Тальское в Красноярском крае. Состав магнезита этих месторождений, °/₀: МgО 45— 47; СаО 0,2-2,0; SiO₂ 0,5-2,5; (Fе₂О₃ + А1₂О₃) 0,5—2,5; п. п. п. 49,5—52.

Добываемый магнезит содержит примеси: доломит, диабаз, кальцит, кварц и др. Особенно вредными считают минералы, содержащие СаО и SiO₂, поэтому сырой магнезит обогащают, предварительно подвергая дроблению.

Сырой магнезит обжигают во вращающихся и шахтных печах при температурах 1600— 1700°С. При обжиге МgСО₃ разлагается с выделением СО₂, в результате чего минерал магнезит переходит в оксид магния — периклаз; зерна периклаза спекаются. После обжига периклаз дробят и рассеивают, получая порошки различной крупности. ГОСТ 24862—81 предусматривает использование для безобжиговых конвертерных огнеупоров трех марок (ППК-88, ППК-85, ППИК-78) обожженного магнезита, состав которого приведен ниже, %:

MgO СаО SiO₂ п.п.п.

ППК-88 >88 <4,0 <4,0 <0,6

ППК-85 >85 <6,0 <4,5 <0,6

ППИК-78 >78 6-12 <4,5 <1,0

Каменноугольный пек является остатком от перегонки каменноугольной смолы — побочного продукта коксования каменных углей. Он состоит из сложных углеводородов и свободного углерода и служит основным источником образования коксового остатка в смоло- и пекосвязанных огнеупорах. По ГОСТ 1038—75 в зависимости от полноты отгонки более легких фракций различают средне- и высокотемпературный пеки с температурой размягчения соответственно 76—83 и 130—150°С. По мере повышения температуры размягчения увеличивается коксовый остаток после нагрева пека. У среднетемпературных пеков с температурой размягчения от 75 до 90 °С коксовый остаток составляет 47—52 %, у пеков с температурой размягчения 115 и 160 °С возрастает до 53 и 68 %. Для производства огнеупоров применяют среднетемпературный пек.

Препарированная смола состоит из пека, антраценового и поглотительного масел. Антраценовое масло представляет собой фракцию каменноугольной смолы, отгоняющуюся в интервале температур 270—360 °С, и состоит из сложных углеводородов; содержание вредной примеси — нафталина — должно составлять <2 %. Поглотительное масло — также продукт перегонки каменноугольной смолы, фракция, отгоняющаяся при температурах до 300 °С. Допустимое содержание нафталина в нем 8 %. Коксовый остаток при нагреве этих масел незначителен «12%).

Изготовление смолы заключается в смешивании пека и масел и в их последующем обезвоживании. Пек, формирующий коксовую пленку вокруг зерен огнеупора, играет главную роль в смоле, его содержание составляет 70—95 %; масла добавляют для регулирования (снижения) вязкости смолы, особенно сильно снижает вязкость поглотительное масло. При горячем прессовании огнеупоров применяют смолы с относительно высокой вязкостью, составляемые из пека и антраценового масла, для холодного прессования — с более низкой вязкостью из пека, антраценового и поглотительного масел. Поскольку стойкость огнеупора повышается при увеличении в нем доли углеродистой составляющей, то применяют смолы, обеспечивающие получение большого коксового остатка (от 35 до 45—50%). Коксовый остаток смолы тем больше, чем выше содержание пека в смоле и чем выше коксовый остаток самого пека. Иногда проводят полимеризацию смолы перед ее использованием — длительную выдержку при 130—140 °С, приводящую к увеличению коксового остатка. В последнее время широко применяют в качестве связующего только пек. Получение безобжиговых изделий. Технология производства безобжиговых огнеупоров состоит в изготовлении исходной огнеупорной массы и последующем получении из нее путем прессования изделий (кирпичей) необходимой формы и размеров. Массу получают смешением измельченных спеченного доломита или магнезита, или их смеси с препарированной каменноугольной смолой или пеком. На отечественных заводах применяют огнеупорные массы с максимальным размером зерен 5—6 мм следующего фракционного состава:

Фракция, мм > 5 5—3 3—1 1—0 (в том числе <0,088)

Содержание фракции, % <10 15—20 20—25 50—55 (в том числе 20—40)

Количество связующих (смолы, пека) выбирают таким, чтобы обеспечивалось равномерное покрытие смоляной или пековой пленкой поверхности всех зерен огнеупора. При излишнем количестве связки масса комкуется, налипает на стенки формы и становится непригодной для прессования. На отечественных заводах количество связующих по отношению к массе огнеупорных составляющих в смеси составляет 4,5—7,0% при горячем и 4,5—5% при холодном прессовании.

Массу готовят в смесителях, обогреваемых до 125—135 °С паром или газом. Температура смешения массы должна быть на 50—70 °С выше температуры размягчения пека. Огнеупорные порошки перед подачей в смеситель подогревают до температуры >75°С при смоляной и до 130—140°С при пековой связке. Пек перед вводом в смеситель нагревают до 130—150 °С. Продолжительность смешения составляет 15—20 мин.

Далее массу прессуют чаще всего на гидравлических прессах при усилии 12—15 МПа. При прессовании по холодному методу массу охлаждают в контейнерах и других емкостях в течение нескольких суток до 30 ± 5 °С, при горячем прессовании массу не охлаждают. При горячем прессовании перед засыпкой в пресс-форму температура массы на связке из смолы составляет 65—90 °С, на связке из среднетемпературного пека 100—120 °С; при холодном прессовании 25—35 °С.

Полученный сырец используют для кладки рабочего слоя футеровки конвертера. При этом смолодоломит и смоломагнезитодоломит для предотвращения гидратации допускается хранить после изготовления не более 2—3 сут (под колпаком). Смоломагнезитовые изделия меньше склонны к гидратации и их можно хранить до 60 сут.

Термическая обработка смолосвязанных безобжиговых огнеупоров заключается в том, что после изготовления их выдерживают при 300—500 °С в нейтральной или восстановительной атмосфере. В связке при этом идут те же процессы, что и при обжиге — частичный пиролиз (разложение) углеводородов с выделением летучих и формирование коксового вещества. Однако вследствие более низкой температуры медленнее удаляются летучие и в огнеупоре задерживается больше углерода легких летучих фракций углеводородов. В результате термической обработки на 30—40 % возрастает коксовый остаток связки и повышается прочность скоксованного огнеупора и его шлакоустойчивость, снижается склонность к гидратации, уменьшается склонность к скалыванию и оползанию в процессе нагрева футеровки, что позволяет упростить обжиг футеровки и уменьшить его продолжительность.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 969 | Нарушение авторских прав