|
Многошамотные огнеупорные изделия
Многошамотные огнеупорные изделия состоят из 80 — 90% шамота и 4 — 20% связующей огнеупорной глины. Шамот с крупностью зерен от 5 до 10 мм (45 — 55%) и менее 0,54 мм (35 — 40%) поступает в смесительные бегуны, куда подают разжиженную в воде огнеупорную глину (шликер) и 0,5^-2% сульфитно-спиртовой барды. После смешивания масса поступает на формовку, которая осуществляется пневматическими трамбовками в металлических формах (крупные изделия) или на прессах при давлении 300 — 400 кгс/см2 (мелкие изделия). Отформованный сырец с влажностью 3 — 5% сушат в туннельных сушилах или на специальных стеллажах (крупноразмерные блоки) и затем обжигают в туннельных печах при тех же температурах, что и шамотные изделия.
Характерными особенностями многошамотных огнеупорных изделий является их высокая термостойкость, механическая прочность (500 — 1000 кгс/см2) и малая пористость (9 — 13%). Эти свойства многошамотных изделий, а также точность форм и размеров обусловили широкое применение их при сооружении стекловаренных печей. В этих агрегатах из многошамотных изделий выкладывают дно ванны и машинных каналов, стены ванны (окружка) и машинного канала, мосты машинных каналов и т. п. Срок службы многошамотных изделий в стекловаренных печах колеблется от полутора до двух лет.
Многошамотные изделия применяются при кладке доменных печей, где из них выполняют наиболее ответственные элементы самой печи и воздухонагревателей, а также футеровки вращающихся печей для обжига цементного клинкера.
Каолиновые огнеупорные изделия
Основным исходным сырьем для каолиновых огнеупорных изделий являются чистые каолиновые глины следующего химического состава: Si02 — 46 — 48%; А1203+ТЮ2 — 36 — 39%;
Fe203 — 0,5 — 0,9%; потери при прокаливании 13 — 14% (огнеупорность 1700 — 1790° С). При производстве каолиновых огнеупорных изделий из полусухих масс (наиболее распространенный метод их изготовления) шихта составляется из 70% шамота из каолинового брикета (каолин, обожженный до температуры 1300 — 1350°С), 15% сырого каолина и 15% пластичной огнеупорной глины.
Формовку изделий выполняют на прессах с давлением 400 — 600 кгс/см2 или пневматическим трамбованием в металлических формах (крупные изделия). Сушку сырца производят аналогично шамотным изделиям. Обжиг просушенного сырца ведут при максимальной температуре 1450 — 1500° С. Огнеупорность каолиновых изделий 1740 — 1750° С; предел прочности при сжатии 120 — 700 кгс/см2; температура начала деформации под нагрузкой 2 кгс/см2 — 1440 — 1480° С; кажущаяся пористость не более 30% (обычно 13 — 17%); объемная масса 2 — 2,3 г\смъ.
Высокоглиноземистые огнеупорные изделия
Высокоглиноземистыми называются изделия, содержащие глинозема А120з более 45%. Для их изготовления используют главным образом технический глинозем с добавлением огне-упорной глины. Непосредственно из технического глинозема из* готовляют высокоглиноземистые корундовые изделия, из глинозема и огнеупорной глины в соответствующих пропорциях — ^ силлиманитовые, муллитовые и муллитокорундовые изделия.
Корундовые изделия изготовляют из корундового шамота (обожженного глинозема) на глиноземистой связке. Для получения глиноземистого шамота глинозем подвергают мокрому помолу в течение 20 — 40 ч в шаровых мельницах. Полученный шлам обезвоживается до состояния пластичной массы, из которой формуют брикеты, обжигаемые после сушки при температуре 1700 — 1750° С.
Полученный в виде брикетов корундовый шамот измельчается до зерен размером от 3 до 0,2 мм в специальных шаровых мельницах. Смешение шихты производят в смесителях, куда кроме корундового шамота загружают до 45% мокромолотого глинозема и 1 — 1,5% сульфитно-спиртовой барды. Формовку сырца влажностью 7-8% производят на прессах под давлением 750 кгс/см2, а крупных изделий — пневматическим трамбованием в металлических формах. После сушки сырец обжигается в туннельных печах или периодических горнах при температуре 1700 — 1750° С.
Корундовые изделия готовят и сухим способом (без мокрого помола). В этом случае при изготовлении брикетов к глинозему добавляют 1 — 2% ТЮ2. Изготовление различных изделий из глинозема и огнеупорной глины (в качестве связки) практически одинаково, разница заключается только в количестве огнеупорной глины, вводимой в массу при изготовлении брикетов и в шихту для формовки сырца. Брикеты готовят путем обжига обезвоженного шликера, получаемого путем смешения технического глинозема в виде мокромолотого шликера с глиняным шликером.
Помол брикетов производят до крупйости зерен от. 1 до 0,02 мм. Полученный глинокорундовый.шамот соответствующих
«фракций поступает в смесительные бегуны, куда подается и связка в виде смеси из тонкомолотой огнеупорной глины и глинокорундового шамота. Увлажнение шихты до 7 — 8% производят глинистым шликером. Прессование изделий ведут на прессах под давлением 1000 кгс/см2.
Сушат сырец при температуре до 100° С и обжигают в туннельных печах при температуре 1550 — 1600° С.
Высокоглиноземистые огнеупорные изделия обладают высокими огнеупорностью и температурой начала деформации под нагрузкой, а также термостойкостью и большой плотностью. Поэтому они нашли широкое применение при кладке доменных печей, воздухонагревателей, мартеновских печей, стен бассейна ^стекловаренных печей и других.злементов промышленных печей, где требуется применение огнеупоров высокого качества.
Полукислые огнеупорные изделия (ГОСТ 4873 — 71)
Полукислые огнеупорные изделия содержат А1203+ТЮ2 не более 30% и Si02 не менее 65%. Полукислые изделия готовят из высокопластичных огнеупорных глин (в качестве связки), тпамотного порошка и кварцитов (чистый кварцевый песок, молотые кварциты и т. п.) в качестве заполнителей.
Производство полукислых изделий не отличается по технологии от производства шамотных изделий, причем свойства их зависят в основном от природы и соотношения в них кварца и глины, а также от гранулометрического состава кварца.
Обладая более высокой температурой начала деформации под нагрузкой, лучшей шлакоустойчивостью при воздействии кислых шлаков и постоянством объема по сравнению~с шамотными изделиями, полукислые огнеупоры в определенных условиях являются лучшим материалом, чем шамотные, и находят широкое применение при строительстве боровов, кладки коксовых печей, футеровки вагранок, насадки регенераторов и других видов промышленных печей и их элементов.
Динасовые огнеупорные изделия ( ГОСТ 4157 — 69)
Динасовыми называют огнеупорные изделия с содержанием кремнезема Si02 не менее 94,5%, изготовляемые путем обжига сырца, сформованного из размолотых кварцитов на известковой или других связках. Основным сырьем для производства динасовых изделий являются кварциты с содержанием кремнезема не менее 95 — 97%. Наиболее значительные месторождения кварцитов находятся на территории Украинской ССР: Кутейниковское, Овручанское, Анновское; на Урале — Первоуральское и в Сибири — Анжеро-Судженское.
Кварцит, отсортированный на местах его разработки (карьерах), поступает на завод и направляется в моечные барабаны, из которых по системе ленточных транспортеров подается в ще-ковые дробилки, где происходит его первичное дробление. Вторичное, более мелкое, дробление кварцита производят на бегунах. Полученный мелкозернистый кварцит просеивается на ситах с отверстиями от 6 до 0,088 мм и в виде зерен различной крупности (фракции) транспортируется в отдельные бункера. Из бункеров кварцит различных фракций в соответствующих, количествах, необходимых для производства того или иного вида динасовых изделий, после магнитной сепарации (очистки от стальных включений) поступает в смесительные бегуны. К смешанным в бегунах кварцитам различной крупности добавляют до 10% брака динасового сырца и от 10 до 30% тонкоразмоло-того динасового боя. Процесс смешения шихты длится около 3 мин, после чего в смесительные бегуны из мерников поступает известковое молоко, сульфитно-спиртовая барда и минерализатор. Полученную массу перемешивают в течение 12 — 18 мин и из смесительных бегунов подают в распределительные бункера, откуда она поступает на формовку.
Известковое молоко, приготовляемое непосредственно на заводе после дробления и гашения извести в специальных гасильных барабанах, добавляют в динасовую массу для придания сырцу необходимой механической прочности в процессе его сушки и обжига из расчета 2,5% СаО в пересчете на сухую смесь.
Сульфитно-спиртовая барда, являющаяся отходом при производстве целлюлозы, добавляется в динасовую массу от 0,4 до 1% сухой смеси для повышения пластичности и прочности сырца после сушки.
Минерализатор — техническую окалину — добавляют в динасовую массу в количестве не более 0,7% сухой смеси для повышения термической стойкости сырца во время обжига. Формовку динасовых изделий производят на прессах под давлением 150 — 300 кгс/см2. Особо сложные фасонные изделия формуют с помощью пневматических молотков, полностью заменивших ручную формовку.
Сформованный динас-сырец, имеющий влажность до 8,5%, подвергают сушке в туннельных или камерных сушилах при температуре 150° С в течение 8 — 12 ч (крупные изделия в течение 25 — 30 ч) для удаления из сырца влаги и придания ему необходимой механической прочности перед обжигом. После сушки влажность сырца не превышает 1,5 — 2%.
Обжиг динасового сырца осуществляют в туннельных или в газокамерных печах и периодических горнах в течение 8 — 14 суток при максимальной температуре 1430 — 1450° С. В процессе обжига относительно быстро доводят температуру до 573° С, при которой делают выдержку. Аналогично ведут подъем температуры и в интервале 700 — 1250° С. Скорость подъема температуры в пределах 1250 — 1450° С, т. е. конечной температуры обжига динасовых изделий, производят в замедленном темпе и выдержку при максимальной температуре производят в течение 20 — 40 ч в зависимости от размера обжигаемых изделий и их плотности. Более продолжительную выдержку делают для изделий большей массы, а также в случае необходимости получения динаса с меньшей плотностью.
Необходимость указанного выше режима обжига динасовых изделий объясняется следующим. Кремнезем, являющийся основной составной частью этого вида изделий, известен в семи кристаллических формах: кварц (а, Р), тридимит (а, р, у) и криетобалит (а, р). Все эти формы кремнезема имеют один и тот же химический состав, но физические свойства их различны (плотность, коэффициент линейного температурного расширения и т. п.).
При повышении температуры во время обжига кремнезем перерождается из одной кристаллической формы в другую. При этом в процессе перекристаллизации, в связи с изменениями объемной массы, а следовательно, и плотности кристаллов, про-
исходит нарушение его структуры. При быстром повышении температур происходит резкое увеличение объема кристаллов кремнезема, что приводит к трещинам и посечкам готовых динасовых изделий, в связи с чем уменьшается их механическая прочность, шлакоустойчивость.
Во избежание подобных явлений и для получения качественных динасовых изделий без трещин и посечек в интервале температур, при которых происходит переход кремнезема из одной формы в другую при значительном изменении объем кристаллов, процесс обжига ведут в замедленном темпе с соответствующими выдержками при определенных температурах. Так, до температуры 573° С наблюдается переход тридимита у в триди-мит р и а (117 — 163° С) и кристобалита р в кристобалит а (180 — 270°С). В связи с тем что объем кристаллов при переходе кварца из одной указанной формы в другую совершается с незначительным увеличением объемов, повышение температуры осуществляют относительно быстро.
При температуре около 573° С происходит превращение p-кварца в а-кварц со значительным увеличением объемов кристаллов. Во избежание резкого роста их и для предохранения изделий от трещин повышение температуры ведут в замедленном темпе. В пределах температур 1250 — 1450° С а-кварц переходит в а-кристобалит и а-тридимит, а а-кристобалит также в а-тридимит со значительным изменением объема кристаллов. Вследствие этого повышение температур в этих пределах ведут в замедленном темпе и делают продолжительую выдержку при максимальной температуре. |
