Способ изготовления периклазохромитовых изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 04 В 35/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Фа 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780773/33 (22) 10.01.90 (46) 23.05.92. Бюл. ¹ 19 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной и ромы шлен ности (72) В.П.Семянников, Ю.И.Савченко, P.À.Ïàíôèëîâ и И.Д.Кащеев (53) 666.764.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -1065383, кл. С 04 В 35/02, 1984.

Производство периклазохромитовых изделий из плавленного периклазохромита для установок выпечного вакуумирования стали. — Технологическая инструкция комбината "Магнезит", ТИ 200-0-70-84, изменение 3, 1989.

Изобретение относится к производству высокостойких огнеупоров для футеровки наиболее напряженных участков тепловых агрегатов различных отраслей промышленности, в частности для установок вакуумирования стали.

Известен способ изготовления периклазохромитовых изделий путем смешения зернистых спеченного магнезита и хромовой руды с тонкомолотой составляющей и временным связующим, прессования изделий и их обжига, В известном способе хромитовую руду предварительно измельчают до размера зерен 1 мм, смешивают с временным связующим, брикетируют и после высушивания дробят брикет и рассевают для получения зерен размером 0,2 — 2 мм.

Недостатком этого способа является получение изделий с низкой высокотемпературной прочностью ввиду слабого разви» . Ж,» 1735240 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИКЛАЗОХРОМИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: для футеровки наиболее напряженных участков тепловых агрегатов, Сущность изобретения: хромсодержащую зернистую составляющую готовят путем смешения хромконцентрата фракции 0,5 — 0 мм с периклазом при соотношении 87:13-93:7 и временным связующим, причем 70 — 85% от общего количества хром концентрата измельчают совместно с. периклазом до размера зерен менее 0,063 мм, после чего производят смешение с остальной частью хромконцентрата и временным связующим. Полученные изделия имеют предел прочности на изгиб при

1500 С 10,9 — 11,6 н/мм, коэффициент шламоразъедания 1,5 — 1,9%. 1 табл. тия прямой связи между основными кристаллическими фазами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления периклазохромитовых изделий, включающий приготовление хромсодержащей зернистой составляющей путем смешения хромконцентрата фракции 0.5 — 0 мм с периклазом фракции 1 — 0 мм при соотношении

85;15-95;5 и временным связующим, брикетирование смеси, сушку и термообработку брикета при 1850 — 2000 С с последующим дроблением и .выделением фракции 0,53,0 мм, смешение ее с зернистой периклазосодержащей и тонкомолотой составляющими и временным связующим, прессование и обжиг иэделий.

Изделия. изготовленные по указанному способу, обладают высоким пределом прочности при сжатии, однако имеют понижен1735240 ные высокотемпературную прочность и шлакоустойчивость, вследствие несовершенной кристаллической структуры, которая обусловлена незавершенным процессом шпинелеообразования. Несо- 5 вершенная (крупнопористая) структура огнеупора приводит в процессе службы к увеличению его поверхности взаимодействия с агрессивными реагентами плавки, Цель изобретения — повышение высоко- 10 температурной прочности и шлакоустойчивости изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления периклазохромитовых изделий, включающем приготовление 15 хромсодержащей зернистой составляющей . путем смешения хромконцентрата фракции

0,5 — 0 мм с периклазом при соотношении

87:13 — 93:7 и временным связующим, брикетирование смеси, сушку и термообработку 20 брикета при 1850 — 2000 С с последующим дроблением и выделением фракции 0,5—

3,0 мм, смешение ее с зернистой перикла-,, зосодержащей и тонкомолотой составляющими и временным связующим, 25 прессование и обжиг изделий, при изготовлении хромсодержащей зернистой составляющей 70 — 85 от общего количества хромконцентрата измельчают совместно с периклазом до размера зерен менее 0,063 30 мм, после чего производят смешение с остальной частью хромконцентрата и временным связующим.

Способ осуществляют следующим образом. 35

Предварительное совместное измельчение указанной части хромконцентрата и периклаза с последующим смешением молотой смеси с остальной частью хромконцентрата способствует полному 40 шпинелеобразованию в зернистой хромсодержащей составляющей, что обеспечивает создание мелкопористой структуры периклазохромитовых огнеупоров и развитие прямых связей между основными кристал- 45 лическими фазами. Повышенная шлакоустойчивость иэделий обусловлена резким сокращением поверхности взаимодействия огнеупора с агрессивными реагентами печного пространства, а повышение высоко- 50 температурной прочности связано с широким развитием прямых связей между основными минеральными фазами

Использование при изготовлении зернистой хромсодержащей составляющей 55 смеси хромконцентрата с периклаэом фракции менее 0,063 мм способствует достижению максимальной плотности укладки частиц с высокоразвитой удельной поверхностью. Применение тонкомолотой смеси хромконцентрата с периклазом фракции более 0,063 мм (например, 0 — 0,088 мм) приводит к формированию пористой структуры клинкера из-за слаборазвитой удельной поверхности зерен. При смешении менее 70 смеси хромконцентрата и периклаза фракции менее 0,063 мм с хромконцентратом фракции 0 — 0,5 мм не происходит полного шпинелеобразования в процессе обжига брикета. При.смешении более 85 смеси хромконцентрата и периклаза фракции менее 0,063 мм с хромконцентратом фракции

0-0,5 мм с последующим дроблением спеченых брикетов получаются зерна размером 0,5 — 3,0 мм преимущественно тонкопластинчатой формы, которые не обеспечивают формирование в изделиях термостойкой структуры.

В качестве сырьевых материалов используют периклаэ, плавленный периклазохромит и хромконцентрат состава; мас., SiOz 0,5 — 3,0; Fe0+FezOa 13,0 — 16,0; MgО

13,0-16,0; СаО 0,5-1,2; А!гОз 8,0-11,0; СгзОз

57,0-62,0.

Пример 1, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 70 от общего количества хромконцентрата фракции 0 — 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 — 3 мм при соотношении 93;7 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 30 исходного хромконцентрата и 6 раствора лигносульфонатов технических(ЛСТ) плотностью 1,15 — 1,17 г/см . з

Массу перемешивают в течение 8 мин. Иэ готовой массы поессуют брикеты под давлением 100 Н/мм, сушат и обжигают их при

1850 С с выдержкой 4 ч. Плотноспеченые брикеты дробят и выделяют хромитовые зерна размером 0,5-3,0 мм, Периклаэохромитовые изделия изготавливают из шихты, включающей, мас. ; зернистая периклаэосодержащая составляющая в виде плавленого периклазохромита фракции 0 — 3 мм 58; зернистая хромсодержащая составляющая фракции 0,5 — 3,0 мм 12; тонкомолотая составляющая в виде плавленого периклаза фракции менее 0,063 мм 30. Плавленый периклазохромит и хромитовые зерна увлажняют 6 раствора ЛСТ плотностью

1,22 — 1,24 г/см и перемешивают в течение з

5 мин, после чего добавляют тонкомолотый периклаз и проводят смешение еще 3 мин, Из готовой массы поессуют образцы под давлением 150 Н/мм, сушат и обжигают в туннельных печах, при 1850 — 1900 С в течение 4ч, Пример 2, Изготавливают хромсо держащую зернистую составляющую, Для этого 85 от общего количества хромкон1735240

25 0

50 центрата фракции Π— 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции

Π— 3 мм при соотношении 93:7 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 15 / исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15—

1,17 гlсм . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1.

Пример 3, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 77,5% от общего количества хромконцентрата фракции Π— 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 — 3 мм при соотношении 93 7 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 22,5% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15—

1,17 г/см . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1, Пример 4. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 70% от общего количества хромконцентрата фракции Π— 0,5 м измельчают совместно с спеченым периклазом фракции Π— 3 мм при соотношении 87;13 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 30% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 — 1,17 гlсм . Массу перемешивают з в течение 8 мин. Из готовой массы прессуют брикеты под давлением 100 Нlмм, сушат и г обжигают их при 1920 С с выдержкой 4 ч, Плотноспеченые брикеты дробили и выделяли хромитовые зерна размером

0,5 — 3 0 мм, Дальнейшее изготовление периклазохромитовых изделий осуществляют в соответствии с nðèìåðîì 1.

Пример 5. Изготавливают хромсодержащую зернлстую составляющую. Для этого 85% от общего количества хромконцентрата фракции 0 — 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 — 3 мм при соотношении 87:13 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 15% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 — 1,17 г/см, Дальнейшие з технологические операции осуществляют в соответствии с примером 4, Пример 6, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 77,5% от общего количества хромконцентрата фракции 0-0,5 мм змельчают совместно со спеченым периклазом фракциии 0 — 3 мм при соотношении 87:13 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 22,5% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 — 1,17 г/см . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 4, Пример 7. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 70% от общего количества хромконцентрата фракции.Π— 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции Π— 3 мм при соотношении 90;10 до размера зерен 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 30% исходного хромконцентрата и 6 j раствора ЛСТ"плотностью 1,15—

1,17 г/смз,Массу перемешивают в течение

8 мин, Из готовой массы прессуют брикеты под давлением 100 Н/мм, сушат их и обжиг гают при 2000 С с выдержкой 3 ч, Плотноспеченые брикеты дробят и выделяют хромитовые зерна размером 0,5 — 3 мм.

Дальнейшее изготовление периклазохромитовых изделий осуществляют в соответствии с примером 1, Пример 8. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 85% от общего количества хромконцентрата фракции Π— 0,5 MM измельчают совместно со спеченым периклазом фракции Π— 3 мм при соотношении 90:10 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 15 исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью

1,15 — 1.17 r/ñì . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 7.

Пример 9. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 77,5% от общего количества хромконцентрата фракции Π— 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 — 3 мм при соотношении 90;10 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят осгавшиеся 22,5% исходного хромконцен i рата и R% раствора ЛСТ плотностью

1,15 — 1,17 г!см, Дальнейшие технологичез ские операции осуществляют в соответствии с примером 7.

Пример 10. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую в соответствии с примером 1, В дальнейшем периклазохромитовые изделия изготавливают из шлхты, включающей, мас.%; зернистая периклазосодержащая составляющая в виде плавленого „периклаза фракции

Π— 3 мм 50; зернистая хромсодержащая со- ставляющая фракции 0,5 — 3,0 мм 20; тонкомолотая составляющую в виде плавленого периклаза фракции менее 0,063 мм 30.

Плавленый периклаз фракции 0-3 мм и хромитовые зерна увлажняют 6%-ным раствором ЛСТ плотностью 1,22 — 1,24 г/см и з перемешивают в течение 5 мин, после чего

1735240

Показатели свойств по

5 6

2 3

14,2 1 12,9

12,8

14,1

12,5

1З,0! ) 61,4

49.4 52.З

60,5

54,0 (»,1»,6!

»,4

»,0

»З ».1!

1,8 I 1.8

1»,5 !!

1,7, 1,6 1,7

1.9

55 добавляюттонкомолотый периклаз и проводят смешение еще 3 мин, Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1.

Пример 11. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую в соответствии с примером 1. В дальнейшем периклазохромитовые изделия изготавливают из шихты, включающей, мас. : зернистая периклазосодержащая составляющая в виде плавленого периклазохромита фракции 0 — 3 мм 58; зернистая хромсодержащая составляющая фракции 0,5 — 3,0 мм 12, тонкомолотая составляющая в виде смеси плавленого периклаза с хромконцентратом при соотношении 70:30 фракции менее 0,063 мм

30, Плавленый периклазохромит и хромитовые зерна увлажняют 6%-ный раствором

ЛСТ плотностью 1,22 — 1,24 г/см и перемез шивают в течение 5 мин, после чего добавляют комбинированную тонкомолотую составляющую и проводят смешение еще

3 мин. Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1.

Пример 12 (известный способ). Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого хромконцентрат фракции 0,5 — 0 мм смешивают со спеченым периклазом фракции 1 — 0 мм при соотношении 90:10 в течение 5 мин. После чего смесь увлажняют 6 в-ным раствором ЛСТ плотностью 1,22 г/см и перемешивают еще 10 мин.

Из готовой массы прессуют брикеты под давлением 150 Н/мм, сушат и обжигают их при 1920 С с выдержкой 4 ч. Спеченные брикеты дробят и выделяют хромитовые зерна размером 0,5 — 3 мм. Дальнейшее изготовление периклазохромитовых изделий осуществляют в соответствии с примером 1.

Свойства периклазохромитовых изделий приведены в таблице, из данных которой видны преимущества предлагаемого способа изготовления огнеупоров в сравнении с известным. Высокотемпературная прочность изделий (показатель предела прочности на изгиб при 1500 С), изготов5 ленных по предлагаемому способу, выше на

35%, а коэффициент шлакоразъединения ниже на 29% аналогичных показателей изделий, изготовленных известным способом, Остальные свойства равнозначны, 10 Использование предлагаемого способа для изготовления периклазохромитовых изделий позволяет увеличить стойкость футеровок металлургических агрегатов, в частности вакууматоров, продолжитель15 ность кампаний с сокращением расхода огнеупоров и затрат на ремонты.

Формула изобретения

Способ изготовления периклазохромитовых изделий, включающий приготовление хромсодержащей зернистой составляющей путем смешения хромконцентрата фракции

25 0,5 — 0 мм с периклазом при соотношении

87:13 — 93,7 и временным связующим, брикетирование смеси, сушку и термообработку брикета при 1850-2000 С с последующим дроблением и выделением фракции 0,5—

30 3,0 мм, смешение ее с зернистой периклазосодержащей и тонкомолотой составляющими и временным связующим, прессование и обжиг изделий, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

35 высокотемпературной прочности и шлакоустойчивости изделий, при изготовлении хромсодержащей зернистой составляющей

70-85% от общего количества хромконцентрата измельчают совместно с периклазом

40 до размера зерен менее 0,063 мм, после чего производят смешение с остальной частью хромконцентрата и временным связующим,