Шихта для изготовления хромомагнезитового материала

 

1. ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХРОМОМАГНЕЗИТОВОГО МАТЕРИАЛА, включающая хромовую руду и шпинелеобра эующую добавку на основе тонкомолотого магнезита и окиси хрома, о тличающаяся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления изделий за счет снижения температуры обжига, шпинелеобразующая добавка содержит в качестве окиси хрома хромовый ангидрид при весовом отношении MgOrCrO. 0,35 - 0,60 при следующем соотношении компонентов, мае.%: Хромовая руда 63,0-89,2 Шпинелеобразующая добавка на основе тонкомолотого магнезита и хромового ангидрида при весовом отношении МдО:СгОз 0,35-0,60 10,8-37,0 2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения температуры обжига при изготовлении хромомагнезитовых изделий, весовое отношение MgOiCrO, в шпинелеобразующей добавке составляет 0,35 - 0,45 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хромовая руда 73,8-89,2 Смесь на основе тонкомолотого магнезита и хромового ангидрида при весовом отношении MgO:CrOg 0,35-0,45 10,8-26,2 3.Шихта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что хромовая. руда имеет следующий зерновой состав , мас.%: Фракция 0,6-1,0 мм 17-23 фракция 0,3-0,6 мм 20-22 Фракция меньше { 0,063 мм55-63 4,Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью сни:кения температуры обжига при изготовлении хромито-шпинельного клинкера, весовое отношение МдО:СгО в шпинелеобразукяцей добавке составляет 0,40-0,60 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хромовая руда 63,0-82,0 00 Смесь на основе тонкомолотого маго незита и хромовоOi го ангидрида при весовом отношении MgO:CrOj 0,40-0,60 18,0-37,0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„30„„1077866 А

3@0 С 04 В 35/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2910085/29-33 (25) 2907669/29-33 (22) 14.02.80 .(46) 07.03 ° 84. Вюл, в 9 (72) С.Г. Сенников, Г.E. Ревзин, Л.В. Волкова и М.В. Чистякова (53) 666.97(088 ° 8) (56) 1. Патент ФРГ 9 2556626, кл. С 04 В 35/42, 1977.

2. Заявка Великобритании

Ю 1309853, кл. С 1 J, 1973 (прототип) . (54)(57) 1. ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ХРОМОИАГНЕЗИТОВОГО МАТЕРИАЛА, включающая хромовую руду и шпинелеобра эующую добавку на основе тонкомолотого магнезита и окиси хрома, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения процесса изготовления изделий эа счет снижения температуры обжига, шпинелеобразующая добавка содержит в качестве окиси хрома хромовый ангидрид при весовом отношении MgO:CrO =0,35 — 0,60 при следующем соотношении компонентов, 3 у мас.Ъ:

Хромовая руда 63,0-89,2

Шпинелеобраэующая добавка на основе тонкомолотого магнезита и хромового ангидрида при весовом отношении

MgO:CrO>=0,35-0,60 l0,8-37,0

2. Шихта по н. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения температуры обжига при изготовлении хромомагнеэитовых иэделий, весовое отношение MgO:CrO в шпине3 леобразующей добавке составляет

0,35 — 0,45 при следующем соотношении компонентов, мас.Вг

Хромовая руда 73,8-89,2

Смесь на основе тонкомолотого маг.незита и хромового ангидрида при весовом отношении

MgO-.CrO =0,35-0,45 10 ° 8-26,2

3. Шихта по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что хромовая руда имеет следующий зерновой сос,тав, мас.Ъг

Фракция 0,6-1,0 мм 17-23

Фракция 0,3-0,6 мм 20-22

Фракция меньше

0,063 мм 55-63

4. Шихта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения температуры обжига при изготовлении хромито-шпинельного клинкера, весовое о ношение NgOгCr03 в шпинелеобразующей добавке составляет

0,40-0,60 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Хромовая руда 63,0-82,0

Смесь на основе тонкомолотого магнезита и хромового ангидрида при весовом отношении

MgO:CrO>=0,40-0,60 18,0-37,0

1077866

Количество добавляемой воды или связки определяется способом формования и требуемой для соответствующего способа консистенцией массы.

Помимо хромовой руды и шпинелеобразующей добавки, которая содержит тонкомолотый обожженный магнезит и хромовый ангидрид в заданном отношении, шихта для изготовления хромомагйеэитовых иэделий может дополнительно содержать бой хромомагнезитового,кирпича с крупностью более l,0 мм в количестве 16,3-31,4В от веса хромовой руды, что в пересчете

Изобретение относится к составу шихт для изготовления хромомагнеэитового материала и может быть использовано в огнеупорной промышленности и металлургии при изгЬтовлении хромомагнезитовых высокоогне- 5 упорных изделий и хромито-шпинельного клинкера.

Известен способ производства магнезито-хромитового клинкера из шихты, включающей до 30 вес.В хромо- 10 вой руды, до 60 вес.Ъ неизмельченного магнезита и не более 25 вес.В измельченного магнезита. Хромовую руду с размером частиц 20 - 250 мм и магнезит обжигают при температуре выше 1600 С. Обожженный хромит измельчают до крупности 0 - 4 мм, а спеченный магнезит до 0 — 5 мм.

Подготовленную шихту заданного минералогического и зернового состава брикетируют с добавлением химической связки и обжигают брикеты при 1550 — 1700 С f 11.

Недостатком известного состава и способа является необходимость использования хромовой руды в виде частиц крупных размеров (20-250:мм) и двукратный обжиг исходного сырья и брикетов при температуре выше

1550 С.

Наиболее близким к изобретению 30 по технической сущности и достигаемому результату является состав шихты, включающей 25 - 60 вес.В хромовой руды и 40 — 75 вес.% шпинелеобразующей добавки, в состав ко- З5 торой входит тонкомолотый обожженный магнезит (периклаз) и 0,5

10 вес,Ъ порошкообраэной окиси хрома. Отформованные из шихты хромомагнезитовые изделия обжигают при 40 температуре не ниже 1700 С f2).

Недостатком шихты известного состава является сложность технологии изготовления из нее изделий, что связано с необходимостью обжига за- 4 готовок при температуре выше 1700 С. о

Цель изобретения - упрощение процесса изготовления изделий за счет снижения температуры обжига.

Поставленная цель достигается тем, что в шихте для изготовления хромомагнезитового материала, включающей хромовую руду и шпинелеобраэующую добавку на основе тонкомолотого магнезита и окиси хрома, шпинелеобразующая добавка содержит в ка- .55 честве окиси хрома хромовый ангидрид при весовом отношении МцО:СгО =

= 0,35-0,60 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Хромовая руда 63., 0-89, 2 60

Шпинелеобразующая добавка на основе тонкомолотого магнезйта и хромового ангидрида 65 при. весовом отношении Mgo:OzO

-0 35-0,60

10,8-37,0

С целью снижения температуры обжига при изготовлении хромомагнеэитовых изделий, весовое отношение

MgO:CrO> в шпинелеобразующей добавке составляет 0,35-0,45 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Хромовая руда 73,8-89,2

Смесь на основе тонкомолотого магнезита и хромового ангидрида при весовом отношении

MgO:CãO =0,35-0,45 10,8-26,2

Хромовая. руда имеет следующий зерновой состав, мас.В:

Фракция 0,6-1,0 мм 17-23

Фракция 0,3-0,6 мм 20-22

Фракция меньше

0,063 мм 55-63

Кроме того, с целью снижения температуры обжига при изготовлении хромито-шпинельного клинкера, весовое отношение MgO:CrO> в шпинелеобраэующей добавке составляет 0,400,60 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Хромовая руда 63,0-82,0

Смесь на основе тонкомолотого магнезита и хромового ангидрида при весовом отношении

MgO:CrO =0,40-0,60 18,0-37,0

Изготовление иэделий из шихты предложенного состава осуществляют следующим образом.

Дозируют компоненты шихты заданного вещественного и зернового состава. К смеси сухих компонентов добавляют воду или временную связку (сульфитно-спиртовую барду, раствор поливинилового спирта и т.п.) . Увлажненную шихту тщательно перемешивают и формуют материал любым известным способом — прессованием, заливкой бетона в разборные Формы, набивкой вручную или виброформованием — в зависимости от габаритов, формы и назначения изделия.

1077866 на состав шихты составляет 12-28% от веса шихты.

Отформованные иэделия срат, а затем обжигают при 1500-1550 С с выдержкой в течение 2-6 ч при указанной температуре. 5

Для изготовления хромито-шпинельного клинкера в качестве шпинелеобраэующей добавки используют смесь хромового ангидрида с магнезитом— как обожженным, так и необожженным, причем хромовая руда и магнезит имеют крупность менее 0,088 мм. Шихту для клинкера тщательно перемешивают, увлажняют водой или раствором временной связки, прессуют брикеты под 15 давлением 500-1200 кг/см2 и обжигают брикеты при 1150-1300 С, предпочтительно 1200-1250 С, с выдержкой при температуре обжига в течение 2 — 8 ч.

Полученные спеченные брикеты размалывают до требуемой крупности и используют в качестве основы шихт при изготовлении хромомагнезитовых или магнеэито-хромитовых огнеупоров.

Оптимум соотношения хромового 25 ангидрида и магнезита, а также содержания остальных компонентов шихты и ее зернового состава установлен экспериментально и выбран исходя из условий достижения максимального эффекта при минимальных затратах. Снижение количества хромового ангидрида ниже весового отношения MgO.:CrO = — 0,35 и уменьшение концентрации их смеси в шихте до уровня менее

10,8 вес.% не обеспечивает получения З5 хромомагнеэитовых огнеупоров с требуемым комплексом физико-химических и термомеханических свойств при температуре обжига 1500-1550 С ° Верхний предел содержания хромового ангидрида40 (весовое отношение NgO:СгОЭ= 0,45) в смеси и концентрация последней в шихте (26,2 вес.%) обусловлен тем, что дальнейшее повышение количества вводимой добавки хромового ангидрида 45 не обеспечивает дополнительного эффекта, но вызывает удорожание иэделий. Бой хромомагнеэитового кирпича способствует снижению стоимости иэделий беэ ухудшения их качества при введении боя кирпича,в пределах

16,3 - 31,4% от веса природного хромита. Указанный зерновой состав компонентов шихты обеспечивает получение хромомагнезитовых изделий с оптимальными для данного- вещественного состава термомеханическими свойствами.

При получении хромито-шпинельного клинкера оптимум отношения NgO:Cr03, а также вещественного и зернового состава выбран с учетом состава используемых в огнеупорной промышленности хромовых руд: количество вводимой в шихту окиси магния должно обеспечить связывание легкоплавких и термореактивных силикатов в форстерит, а также перевод двухвалентного железа в магнеэиоферрит; добавка хромового ангидрида способствует не только повышению количества хромипинелида в клинкере, но и снижению температуры окисления двухвалентного железа.

При получении хромито-шпинельного клинкера их хромовых руд установлено, что количество шпинелеобраэующей добавки ниже 18 вес.% и соотношение

Mg0:CrQ> более 0,6 не позволяет снизить температуру обжига до 1300 С, т.е. не обеспечивает преимуществ предлагаемого состава шихты. Увеличение добавки сверх 37 вес.% и повышение содержания в ней хромового ангидрида до соотношения NgO:CrO> менее 0,4 не приводит к сколько-нибудь существенному улучшению свойств клинкера, но связано с дополнительными расходами, сопоставимыми с затратами на получение чистого синтетического хромшпинелида (хромита магния) bio одному из известных способов.

Примеры практического использования предлагаемого состава шихты для изготовления хромомагнеэитовых изделий и хромито-шпинельного клинкера представлены в таблице.

Показатели

Хромомагнеэитовые иэделия

Состав шихты, вес.%

Хромовая руда

73,8"

89,2+

79,0 82

18 37 27

5,15 13,85 9

12i85 23у15 18

21,0

26,2

10,8

8,1

6,0

2,8 в т.ч. окись магния хромовый ангидрид

15,0

18,1

8,0

Шпинелеобразующая добавка

Хромито-шпинельный клинкер

1077866

Хромомагнеэитовые иэделия

1,Показатели

j 2 f 3

1 Т

0 40 .0,4 0,6 0,5

0,45

0i35

62

80

87

l4

20

10

l2

11 (18)" 10,5 (17) 23

13 5 (22), 12, 5 (22) 22

0,6-1,0 мм

0,3 — 0,6 мм

36,7(60) 38,8(63) 55

Набив- .Прессование брикетов ка пнев-при давлении 1000мотрам- 1200 кг/см бовкой

Условия обжига о

Температура, С

1500 1150 1250 1200 8 4 2 6

1550

1550

Время, ч

Свойства:

120-180 60-80

30-40

700-850 450-500 580-670 после .обжига

20-24

26-28, 15-17

1620

1600

1620

Хромшпинелид

Форстерит

88

24

7,5

Весовое соотношение

MgOгCrO>в шпинелеобраэующей добавке

Фазовый состав хромовой руды, вес.В

Хромшпинелид

Серпентин

Олнвин

Хлорит

Зерновой состав хромовой руды, вес.В:

Больше 1 мм (бой хромомагнезитового кирпича) Менее 0,063 мм

Способ формирования

Предел прочности на сжатие, кг/см после формирования

Кажущаяся пористость,а

Температура начала деформации под нагрузкой 2 кг/см>, С

Фазовой состав клинкера-, вес.Ъ (округлено)г

IIpeccosaние при давлении

700-1000 кг/см 2

Заливка бетона в разборные форПродолжение таблицы

Хромито-шпинельный

I клинкер

J,077866

Продолжение таблицы

Хромито-шпинельный клинкер

Хромомагнезитовые изделия

Показатели

1 1

2 j 3

4 5 6

Периклаз

Прирост содержания, hP, вес.%, по сравнению с составом исходной шихты:

Хроьиапинелида в клинкере

Ст О в хромшпинелиде

17к5 35 26 3

1l 0- . 24,2- 14 411,7 25,9 15,6

«Суммарное содержание хромовой руды и боя хромомавнезнтового кирпича Р юбках приведен зерновой состав в пересчете íà 100t хромовой руды.

Составитель Л. Булгакова

Редактор О. Колесникова Техред С.Мигунова Корректор А. Тяско

Заказ 856/14 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д ° 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.Технико-экономическая эффектив. ность предлагаемого технического ре- 25 шения состоит в следующем. Использование в качестве добавки хромового ангидрида способствует снижению температуры обжига хромомагнезитовых иэделий по крайней мере на 150-200 С,ЗО что не только существенно упрощает технологи)о изготовления изделий ,из указанного материала, но при водит к уменьшению энергозатрат и упрощению печного оборудования для обжига. Кроме того, изделия из шихты предложенного состава характеризуются высокой прочностью в необожженном состоянии, что позволяет испольэовать широкий ассортимент методов формования изделий и изготавливать монолитные футеровки больших габаритов и веса, например футеровки электропечей или индукционных печей для выплавки стали.

При изготовлении хромито-шпннельного клинкера не только существенно упрощается технологический процесс

его получения в результате снижения температуры обжига с 1750-1850 С до

1150-1300 С,-но повышается содержание в клинкере хромшпинелида, а в последйем — окиси хрома (11Ц,что способствует повышению качества изготавливаемых из клинкера огнеупорных изделий, в частности увеличению их металло- и шпакостойкости.