химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

ое строение с примерно таким же фазовым составом. Однако окислы железа, кальция и диоксид кремния в безобжиговых изделиях диффундируют несколько глубже, чем в обжиговых.

319

§ 5. ПРИМЕНЕНИЕ

МАГНЕЗИАЛЬНОШПИНЕЛИДНЫХ ОГНЕУПОРОВ

Хромомагнезитовые изделия применяют для кладки стен сталеплавильных и других печей, а магиезитохромитовые и периклазошпинелидные в основном для сводов мартеновских и электросталеплавильных. Для успешной службы сводовых изделий наряду с их высоким ка-

Рис. Х.4. Конструкция распорно-подвесного свода Френкеля

чеством имеют значение конструкции свода. Принятая в СССР распорно-подвесная конструкция свода печи изображена на рис. X. 4.

В условиях одностороннего нагрева при насыщений изделий со стороны рабочего пространства жидким шлаком, богатым оксидами железа, сводные магиезитохромитовые изделия приобретают зональное строение. Ясно различаются три зоны: а) неизмененная; б) переходная, в которой изменилась структура; в) рабочая, в которой изменились и химический состав, и структура.

В рабочей зоне выделяются три характерные подзоны: горячая, контактирующая с реагентами рабочего пространства, средняя и верхняя.

Горячая подзона имеет плотную структуру, излом с металлическим блеском и состоит из шпинелидов сложного состава, не прозрачных при рассмотрении под микроскопом в проходящем свете и напоминающих металл в отраженном; здесь не видно отдельных частиц (зерен) хромита и периклаза; это самая плотная часть изделия. Средняя подзона слагается из периклаза и шпинелидов;

320

зерна хромита здесь также отсутствуют, на их месте наблюдаются поры. Верхняя часть рабочей зоны слагается из хромита, периклаза и силикатов форстерита и монти-челлита. Эта подзона такая же плотная, как и горячая.

Химический состав рабочей зоны меняется так: содержание оксидов железа увеличивается с 5—10 в верхней части зоны до 30—46% в горячей подзоне; содержание MgO и Сг20з уменьшается и составляет соответственно вверху зоны около 60 и 8—9%, в горячей подзоне 30— 40 и 6—7%; СаО и Si02 концентрируются в верхней части рабочей зоны.

Изменение химического состава происходит в основном в результате капиллярной миграции расплавов под влиянием градиента температур. Силикатные расплавы мигрируют в направлении от высоких температур, а не-смешиваемые с ними железо-марганцевые — в направлении к высоким температурам. Изменение структуры в переходной зоне заключается в увеличении пористости и размера пор.

Вследствие колебания температуры в рабочем пространстве печей в кладке свода возникают напряжения, приводящие к образованию трещин и затем к сколам части изделий. Магиезитохромитовые изделия в сводах печей изнашиваются преимущественно в результате этих сколов, а не вследствие оплавления, как динасовые. Но и магиезитохромитовые изделия под действием высоких температур и реагентов плавильного пространства также несколько оплавляются. Износ оплавлением зависит от основности шлака.

Действие кислых шлаков сопровождается переносом материала огнеупора в шлак, вследствие чего граница огнеупор—шлак перемещается в направлении огнеупора (плавление). При воздействии основных шлаков преимущественное развитие получает адсорбция шлака, положение границы огнеупор—шлак при этом практически остается длительное время неизменным. И лишь при высоких температурах (более 1700° С) адсорбционный слой и поверхность огнеупора оплавляются.

Различают два вида сколов: скол небольших пластинок изделий толщиной до 1—3 см (шелушение) и скол кусков толщиной 5—8 см. Первые сколы происходят по границе между горячей и средней подзонами, вторые — между рабочей и переходной зонами. Тот или иной вид скола зависит от капиллярной структуры огнеупора и

21-<298

321

градиента температур. С уменьшением градиента температур мощность зон увеличивается. Частота сколов зависит от колебаний температур. Устранение колебаний температуры в рабочем пространстве печей и недопустимость ее снижения <1450с С при работе являются основными мерами, способствующими уменьшению сколов.

На износ сводов существенно влияют напряжения в нем, зависящие от многих факторов. Известны конструкции сводо.в, позволяющие регулировать напряжения и тем самым обеспечивать более длительную работу свода.

Чтобы повысить качество сводовых изделий, необходимо применять: плотные исходные порошки обожженного магнезита и хромита, стабильные по зерновому и более чистые по химическому составу; высокие прессовые давления; высокотемпературные печи для обжига изделий при 1750° С и выше. Для этих целей перспективно применение обогащенных магнезитов и хромитов, рапного оксида магния и плавленого магнезита, содержащих наименьшее количество кремнезема и оксида кальция.

На основании изучения процессов минералообразова-ния, происходящих при производстве и службе магнезитохромитовых огнеупоров, вытекает, что присутствие в них 9—12% форстерита (плавление при 1890° С) и мон-тичеллита (1498° С), цементирующих высокоогнеупорные минералы периклаза (2800° С) и хромшпинелида (2100° С), является существенным недостатком перикла-зошпинелидных и магнезитохромитовых изделий. Такие огнеупоры обладают недостаточной стойкостью в сводах мартеновских печей потому, что поглощение оксидов железа и кальция приводит к ползучести и разрыву связей между высокоогнеупорными зернами периклаза и хромшпинелида. Здесь полностью не реализуются свойства периклаза и хромшпинелида, позволяющие таким огнеупорам успешно работать при 2000° С и выше.

Для повышения качества сводовых изделий необходимо в основном получение изделий или с прямой связью кристаллов или со связкой вторичными высокоогнеупорными шпинелидами. В обоих случаях исходные материалы должны обладать высокой степенью чистоты, что может быть достигнуто обогащением природного сырья. Для получения прямой связи между зернами периклаза и хромита, а также синтеза высокоогнеупорных шпинели-дов необходимы высокие температуры обжига и приме-

322

нение высокотемпературных поверхностно активных веществ.

Прямосвязанные магнезитохромитовые изделия признаются перспективными для сводов мартеновских печей, работающих с применением кислорода. Их стойкость на 25—30% выше обычных, что обеспечивает экономичность производства огнеупоров этого типа.

§ 6. ОГНЕУПОРЫ ДЛЯ УСТАНОВОК ВНЕПЕЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ

В последние годы эффективным методом повышения качества стали является внепечное вакуумирование. Наибольшее развитие получили установки порционного и циркуляционного вакууми-рования, вакуумирования в ковше и струе (рис. Х.5).

Огнеупоры, предназначенные для футеровки агрегатов вакуумирования стали, должны быть устойчивыми к испарению в вакууме, иметь постоянный объем при температурах службы, обладать высокой термостойкостью к химическому и эрозионному воздействию расплавленных металлов, шлака и углеродсо-держащих газов, образующихся при раскислении.

Условия службы огнеупоров установок циркуляционного и порционного вакуумирования стали практически аналогичны. По условиям службы различаются три участка футеровки установок: нижняя часть вакуумных камер, заполняемая сталью и шлаком; верхняя, включающая свод, крышку и трубы для ввода легирующих; всасывающие и сливные патрубки.

Наиболее стойкими в футеровке вакуум-камеры являются огнеупоры системы MgO—Сг20з—А120з. Оксид магния входит в состав огнеупоров для вакуумирования стали как наиболее устойчивый по отношению к оксидам железа и основным шлакам. Оксид хрома увеличи-

Рис. Х.5. Вакуумирование из открытого ковша:

а — циркуляционное; б — порционное

21*

323

вает термостойкость. Роль оксида алюминия заключается в следующем. Жидкие шлаки в условиях вакуума глубоко проникают в поры огнеупора и образуют форстерит и монтичеллит. Образование форстерита и его кристаллизация сопровождаются значительным увеличением объема твердой фазы по сравнению с исходным шлаковым расплавом, что приводит к появлению трещин и сколов. В системе MgO—-СаО—А1203(Сг20з)—Si02 при содержании А1203 или Сг203 около 20% область кристаллизации форстерита сокращается. Учитывая идентичность поведения А1203 и Сг203 в реакции образования форстерита, огнеупоры для вакуумирования стали могут лежать в системе MgO—Сг203.

Нижнюю часть футеровки вакуум-камеры рекомендуется выполнять из плавленолитых магнезитохромитовых огнеупоров. На заводе «Магнезит» выпускают спеченные изделия из плавленого периклазохромита. Пери-клазохромит плавят в электропечах; состав смеси: 85— 80% спеченного магнезита и 15—20% хромита.

Химический состав периклазохромита, %: 0,7—1,5 Si02l; 3,4—4,5 Fe203; 0,9—1,8 А1203; 4,5—10,2 Cr203; 0,9-1,3 СаО; 82,0—90,1 MgO.

Технология производства изделий следующая: плавленый периклазохромит применяют в зерне4—1 мм, связкой (25% в составе шихты) служит смесь из 75% хромита и 25% спеченного магнезита. Изделия прессуют под давлением 170 МПа и обжигают при 1770° С.

Изделия собирают на стенде, их подгоняют друг к другу, шлифуя алмазным инструментом, маркируют, разбирают стенд, упаковывают и отправляют потребителям.

Свойства изделий: предел прочности при сжатии 35— 70 МПа, открытая пористость 10—15%, канальная пористость 4,6—6,8%, температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа 1640—1750° С, термостойкость 3— 12 теплосмен, дополнительная усадка при 1650° С 0,0— 0,2%, термический коэффициент линейного расширения 12,7· Ю-6 К-1, газопроницаемость 12,5—13,5 нПм, химический состав, %: 1,5—2,0 Si02; 5,5—5,9 Fe203; 2,1—2,7, А1203; 1,2—1,7 СаО; 74—81 MgO и 10—15 Сг203; минеральный состав: 88—90% периклаза с включениями вторичного шпинелида сложного состава, 4—8% остаточного шпинелида примерного состава (Mg, Fe2+) (Cr, Fe3+, Al)204, 3—5% силикатов в виде монтичеллита, фор-

324

стерита и p-2Ca0-Si02. Изделия характеризуются прямыми связями: периклаз—шпинелид—периклаз и периклаз—периклаз.

Наиболее изнашиваемым элементом вакуум-установок являются всасывающие патрубки, которые с ^внутрен-ней стороны размываются сталью, а с наружной — шлаком. В этих условиях наиболее устойчивыми оказались корундовые изделия и корундовый бетон. Стойкость футеро

страница 61
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Технология огнеупоров" (3.17Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
белый каминокомплект
harrows в нижнем новгороде купить
купить журнальный столик в икеа
снятие крыльчатки вентилятора внутреннего блока кондиционера daikin

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.02.2017)