химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

вки патрубков по лучшим американским результатам составляет 50—80 плавок. Футеровка всасывающего патрубка на ММК из периклазохромитовых изделий завода «Магнезит» имеет такую же стойкость (0,54— 0,78 мм за плавку).

ГЛАВА XI. ДОЛОМИТОВЫЕ

(МАГНЕЗИАЛЬНОИЗВЕСТКОВЫЕ) ОГНЕУПОРЫ

§ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Магнезиальноизвестковые огнеупоры составляют большую и разнообразную по химическому составу группу основных огнеупоров системы MgO—СаО. Наиболее распространенными представителями группы являются изделия на смоляной связке: смолодоломитовые (СДО), смоломагнезитовые (СМО) и смолодоломитомагнезито-вые (СДМО). Огнеупорной основой здесь, кроме оксидов магния и кальция, служит углерод.

Большое народнохозяйственное значение этих огнеупоров определяется тем, что они играют основную роль в кислородно-конверторном производстве стали. В группу магнезиальноизвестковых огнеупоров входят собственно доломитовые в виде металлургического порошка сырого и обожженного доломита и в виде изделий, а также чисто известковые изделия.

§ 2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ I. доломит

Доломит представляет собой кристаллическую горную породу, сложенную исключительно из минерала того же названия. Минерал доломит является двойной

21а—298

325

Таблица XI.1

Химический состав доломитов, %

Месторождение d 35 о % < о б о ? S П.п.п. CaO/MgO

Алексеевское (Казахстан) .... 0,1-0,2 1,55 30,5^-30,6 20,9-22,2 46,0-46,5 1,41

Билимбаевское 0,68 0,74 31,1 20,2 46,4 1,54

Стыльское (Украи- 0,20— 0,37 0,40— 1,95 30,8— 31,0 19,9— 21,2 46,5— 47,1 1,51

углекислой солью кальция и магния CaMg(C03)2. В доломите теоретического состава содержится 30,4% СаО; 27,9% MgO и 47,7 % С02, соотношение по массе CaO/MgO = l,39.

Образование доломита связывают с воздействием растворенных в морской воде магнезиальных солей на продукты осаждения — известняки — по реакции

2СаС03 + MgS04 + 2Н20 CaMg (С03)2 +CaS04-2H20.

В доломитах содержатся примеси Si02, А1203, Fe203, ??3?4, редко — щелочи (табл. XI.1). Цвета доломитов разнообразны, но преобладает светлая окраска. Твердость доломитов 3,5—4,0, плотность 2,8—2,9.

При обжиге доломита получаются свободная известь, периклаз и силикаты.

2. ПРЕПАРИРОВАННАЯ СМОЛА

Препарированная смола, являющаяся связкой в смо-лодоломитовых огнеупорах, состоит из каменноугольного пека, антраценового и поглотительного масла, взятых в различных соотношениях. Назначение препарированной смолы состоит в том, чтобы предотвратить гидратацию свободной извести и образовать при высоких температурах коксовый остаток, цементирующий зерна доломитовых изделий.

326

Каменноугольный пек различают по температуре размягчения, °С:

Мягкий (низкотемпературный) . 40—45

Средний ..........65—90

Твердый..........>90

Пек содержит в небольшом количестве воду в капельножидком и тонкораспыленном состоянии. Вода удаляется при нагревании пека до 130° С.

Для производства огнеупоров применяют среднетем-пературный пек с зольностью не более 0,6% и влажностью до 57?· При нагревании пек образует коксовый остаток.

Антраценовое масло — продукт перегонки каменноугольной смолы, это жидкость с плотностью 1,10— 1,16 г/см3. При нагревании из масла удаляются летучие и остается небольшой коксовый остаток. Вредной примесью антраценового масла является нафталин, который ухудшает смачивание зерен доломита, а при нагревании улетучивается, не оставляя коксового остатка. Содержание нафталина в антраценовом масле по нормам не допускается выше 2%·

Поглотительное масло — тоже продукт перегонки каменной смолы, это жидкость с плотностью 1,06 г/см3. Содержание нафталина в поглотительном масле допускается до 8%. При нагревании поглотительного масла также образуется небольшой коксовый остаток. В общем препарированная каменноугольная смола дает коксовый остаток 30—40%.

Наибольший коксовый остаток (около 50%) дает дек, благодаря этому его можно использовать без добавки масел в качестве связки зерен.

Назначение масел заключается в регулировании вязкости препарированной смолы, зависящей как от состава масел, так и их количества. Наиболее резко снижает вязкость поглотительное масло. Препарированная смола приготовляется на коксохимических производствах и поставляется в готовом виде. Приготовление смолы заключается в составлении смеси пека и масел и в обезвоживании. Использование связующих двух типов (одного пека или пека и масел) обусловлено способом прессования: горячим или холодным. При горячем прессовании температура массы 65—85° С, а при холодном 25—35° С.

21а*

327

Состав препарированной смолы для холодного прессования следующий, %:

Среднетемпературный Поглотительное масло . 7—12

пек........85 Содержание воды, не бо-

Антраценовое масло , . 8—13 лее........0,2

Смола такого состава дает коксовый остаток ~ 45%.

Препарированная смола для горячего прессования состоит из антраценового масла и пека. При горячем прессовании употребляется в качестве связки также один пек. Качество препарированной смолы контролируется по ее вязкости, определяемой по времени в секундах истечения 100 см3 смолы через отверстие 10 мм при температуре 80° С. Введено обозначение вязкости смолы, например С'°=30 с, это обозначает, что время истечения 100 см3 смолы через отверстие 10 мм при 80° С составило 30 с.

§ 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАГНИЙ-ИЗВЕСТКОВЫХ ОГНЕУПОРОВ

Доломит при нагревании разлагается по реакции ? [MgCa (СО,)2] [? — 1) MgO + MgC03.nCaC03 + + (я-1)С02; (XI. 1)

MgC03 · «СаСОз t MgO + «СаО + (? + 1) C02. (??.2)

Первая реакция необратима и происходит при 750° С, вторая обратима и происходит при ~950°С.

В системе СаО—MgO (рис. XI.1.) нет бинарных химических соединений. Оксиды кальция и магния дают твердые растворы с ограниченной растворимостью. Оксид кальция в чистом виде в природе не встречается и получается при разложении природных кальцийсодер-жащих соединений. Он имеет температуру плавления 2625° С.

Оксид кальция энергично соединяется с водой: Са0 + Н20->Са(0Н)2. '

Реакция сопровождается увеличением объема почти в два раза.

Гидратация оксида кальция вызывает большие трудности в технологии известковых огнеупоров.

328

Применяются три способа предотвращения гидратации:

1) покрытие зерен извести смолой или пеком и таким путем изолировать их ?? паров воды (смолосодер-жащие огнеупоры);

2) связывание свободного оксида кальция в высокоогнеупорные силикаты, не разрушающиеся от гидратации на воздухе (стабилизированный доломит);

3) получение плотных изделий с низкой пористостью.

На свойства изделий из доломита большое влияние оказывают реакции взаимодействия продуктов разложения доломита с примесями.

Оксид магния как менее активный по сравнению с оксидом кальция в реакции с примесями не вступает и остается свободным.

Оксид кальция реагирует с примесями Fe203, А1203 и Si02. Получающиеся продукты реакции зависят от соотношения Al203/Fe203 (табл. XI.2).

При Al2O3/Fe2O3 = 0,64 образуется только браунмиллерит 4СаО-Al203-Fe203, а ЗСаО-А1203 и 2Ca0-Fe203 в этом случае не образуются.

На практике фазовое равновесие может не достигаться. В этом случае образуется стекловидное вещество и двухкальциевый силикат ct = 2CaO-2Si02 (??? = = 2130° С). Двухкальциевый силикат при — 1440° С переходит в p = 2CaO-Si02 и при ~840°С в y-2CaO-Si02. Переход в ?-форму сопровождается увеличением объ- -ема на 10%, что при большем количестве силиката приводит всю массу к рассыпанию.

Для стабилизации доломита путем перевода всего оксида кальция в трехкальциевый силикат его обжигают с добавкой активного кремнезема по шламовому способу. Для образования 3Ca0-Si02 отношение CaO/Si02 должно быть 2,8.

О 20 40 60 80 100

сао „., . мдо

%(по массе)

Рис. XI.1. Диаграмма состояния системы MgO—СаО

329

Фазовый состав обожженного доломита Таблица ??.2

Фаза Темпера- тура плавления фазы, "С Количество фазы, % (по массе), при AIjCVFejOa >0,64 <0,65

4CaO-Al203-Fe203 1415 3,04Fe2O3 4,77 ALO.

3CaO-Al2Os 1535 _ 2 ,65 (А1203 —

0,64 Fe,0,)

ЗСаО-SiOg 2070* 3,8Si02 3,8SiOa

2CaO-Fe203 Г436 — l,7(Fe20,—1 57

A1203)

СаОСВОб 2625 СаО — (0,35 CaO—(1,1

Fe203+ 1,65 AloO* -f- n' 7

AI203 + 2,8Si02) Fe203 + 2,8 SiOg)

MgOCB06 2828 MgO MgO

* Разлагается.

ъ^^Ж^Ч'тп^Жж^Т"011 ПРИ Раваовес1"> миогокомпо-содержанню их в долоТи?е <Количество *азы* окивлов соответствует

Согласно предыдущему при A!2O3/Fe2O3>0,64 оксид кальция частично связывается с глиноземом и оксидами железа и частично остается свободным:

СаОсвоб = СаО — (0,35Fe2O3 + 1,65А1803).

Для связывания всего оставшегося оксида кальция в трехкальциевый силикат должны, как указано выше, соблюдаться равенства:

CaOCBo6/Si02 = 2,8

или

[СаО — (0,35Fe2O3 + 1,65A1203)]/Si02 - 2,8, (XI.3)

. или

КН = [СаО — (0,35Fe2O3 + 1,65???)]/2,8SiO,. (XI.4)

Величину КН называют коэффициентом насыщения. Когда КН — \, весь кремнезем может быть связан в трехкальциевый силикат.

Для случая, когда Al2O3/Fe2O3<0,64: КН = [СаО — (0,7Fe2O3 + 1,1 Al203)]/2,8Si02. (XI.6)

330

По мере уменьшения КН в обожженном доломите появляется двухкальциевый силикат, у которого CaO/Si02= 1,87, трехкальциевый силикат исчезает при /Ш = 1,87:2,8=0,67. Таким образом, при КН>1 имеются свободный оксид кальция и трехкальциевый силикат, при КН= (1ч-0,67) имеется смесь трех- и двух-кальциевых силикатов и при ?#<0,67 трехкальциевый силикат исчезает, количество двухкальциевого силиката уменьшается и образуются легкоплавкие силикаты кальция и магния: монтичеллит CaO-MgO-Si02 (1498°С), мервинит 3CaO-MgO-2Si02 (1575°С), окер-манит 2CaO-MgO-2Si02 (1458°С) и диопсид СаО-•MgO-2Si02 (1390°С) (см. рис. IX.7). Сначала образуются более легкоплавкие соединения.

Поскольку при переводе СаО в 3CaO-Si02 частично получается и двухкальциевый силикат, то для стабилизации 2CaO-Si02 в ?-форме вводят Р205. Введение Р2Об тормозит превращение двухкальциевого силиката в ?-форму благодаря образованию с ним тв

страница 62
< 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
взять на прокат слайд-проектор
Фирма Ренессанс: железная лестница - надежно и доступно!
стул изо т
KNSneva.ru - предлагает медиаплеер купить - от товаров до интеграции в Санкт-Петербурге!

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
(11.12.2016)