Шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера

 

Шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера относится к производству огнеупоров и может быть использована при получении устойчивого к гидратации известкового клинкера. Шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера содержит (в мас.%): обожженный при 900-1800^oC известняк 4,00 - 60,0; прокаленный при 100-900^oC известняк 30,0-95,0; добавку, состоящую (в мас.%) из оксида церия 30-70 и по крайней мере одного вещества из ряда: оксид неодима, оксид празеодима, оксид прометия, оксид самария, оксид европия, оксид гадолиния, оксид тербия, оксид диспрозия, оксид гольмия, оксид эрбия, оксид тулия, оксид иттербия, оксид лютеция остальное, 0,1-5,0. Шихта обеспечивает получение клинкера с плотностью 3,27-3,33 г/см³, пористостью 2,1-2,5%, с высокой рафинирующей способностью по отношению к черным, цветным и драгоценным металлам. 1 табл.

Изобретение относится к производству огнеупоров и может быть использовано для получения устойчивого к гидратации известкового клинкера, применяемого для изготовления тиглей, плит, изделий и футеровки металлургических агрегатов, в частности сталеразливочных и промежуточных ковшей, конвертеров, электросталеплавильных печей и т. п.

Известна шихта для получения известкового клинкера обжигом карбоната или гидроксида кальция (Баранова Т.Ф. и др. Получение и некоторые свойства спеченной керамики на основе окиси кальция повышенной чистоты. Огнеупоры, 1971, N 11, с. 32 - 37).

Известна также шихта для получения известкового клинкера, включающая, в мас.%: известь, 2 - 5 оксида хрома и 2 - 5 глины (авт. св. СССР N 1294792, C 04 B 35/02, 1987).

Наиболее близким аналогом для заявленной шихты является шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера, содержащая обожженное при 800 - 1300^oC как минимум одно соединение кальция, в том числе известняк, и добавку, содержащую фторид кальция в количестве 0,5 - 2% от массы CaO м как минимум одно неорганическое соединение, содержащее титан, алюминий и/или кремний в количестве 0,5 - 3% от массы CaO в пересчете на оксид (патент США N 4366257, C 04 B 35/02, 1982).

Недостатками известных шихт являются низкая плотность, высокая пористость, наличие загрязняющих примесей - оксидов хрома, алюминия, кремния.

Технической задачей изобретения является повышение плотности, снижение пористости клинкера и исключение из его состава вредных примесей.

Указанная задача решается тем, что шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающая обожженный известняк и добавку, содержит обожженный при температуре 900 - 1800^oC известняк, добавку, состоящую из (мас.%): оксида церия 30 - 70 и по крайней мере одного вещества из ряда: оксид неодима, оксид празеодима, оксид прометия, оксид самария, оксид европия, оксид гадолиния, оксид тербия, оксид диспрозия, оксид гольмия, оксид эрбия, оксид тулия, оксид иттербия, оксид лютеция остальное, и дополнительно-прокаленный при 100 - 900^oC известняк при следующем соотношении компонентов (мас. %): обожженный при температуре 900 - 1800^oC известняк 4,0 - 60,0, прокаленный при температуре 100 - 900^oC известняк 30,0 - 95,0; указанная добавка 0,1 - 5,0.

Введение более 5 мас.% добавки приводит к снижению огнеупорности клинкера. При количестве добавки менее 0,1 мас.% снижается плотность и повышается пористость клинкера.

Введение менее 30 мас.% оксида церия в добавку приводит к снижению плотности и повышению пористости известкового клинкера, а при количестве оксида церия в добавке более 70 мас.% снижается термостойкость клинкера и, следовательно, изделий на его основе. Введение в шихту более 60 мас.% обожженного при температуре 900 - 1800^oC известняка и менее 30 мас.% прокаленного при температуре 100 - 900^oC известняка является экономически нецелесообразным, так как приводит к значительному увеличению энергоемкости производства и, как следствие, стоимости водоустойчивого клинкера. При содержании менее 4,0 мас.% обожженного при температуре 900 - 1800^oC известняка и более 95,0 мас.% прокаленного при температуре 100 - 900^oC известняка снижается устойчивость клинкера к гидратации.

Предлагаемое изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Шихту готовят смешением известняка, дробленного на щековой дробилке и молотого на вибромельнице, с тонкомолотой добавкой. Часть известняка предварительно прокаливают при 100 - 900^oC, а часть обжигают при 900 - 1800^oC. Шихту гранулируют или брикетируют при давлении не менее 20 МПа (20 Н/мм²) и обжигают при 1600 - 1900^oC.

Пример 1. Известняк дробят на щековой дробилке, измельчают на вибромельнице в течение 6 ч. 90 мас.% известняка от массы шихты прокаливают при 300^oC, 5,0 мас.% известняка от массы шихты обжигают при 1100^oC. Затем известняк, прокаленный при 300^oC, смешивают с известняком обожженным при 1100^oC, и тонкомолотой добавкой в количестве 5 мас.% от массы шихты, состоящей из оксида церия (30 мас. %), оксида диспрозия (8,0 мас.%), оксида празеодима (10,0 мас.%), оксида гольмия (15 мас.%), оксида самария (12,0 мас.%), оксида европия (10,0 мас.%), оксида гадолиния (5,0 мас.%), оксида тербия (10,0 мас. %). Шихту смешивают с 8 мас.% связующего. Массу брикетируют в металлической форме на прессе при удельном давлении 40 МПа (40 H/мм²). Брикет обжигают при 1800^oC в течение 1,0 ч. Плотность и пористость определяют методом гидростатического взвешивания.

Аналогично примеру 1 были получены и составы 2 - 16 известкового клинкера, приведенные в таблице.

Из данных, представленных в таблице, следует, что плотность клинкера, полученного из заявленной шихты, выше, а пористость меньше.

Формула изобретения

Шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающая обожженный известняк и добавку, отличающаяся тем, что она содержит обожженный при температуре 900 - 1800^oC известняк, добавку, состоящую из оксида церия 30 - 70 мас.% и по крайней мере одного вещества из ряда: оксид неодима, оксид празеодима, оксид прометия, оксид самария, оксид европия, оксид гадолиния, оксид тербия, оксид диспрозия, оксид гольмия, оксид эрбия, оксид тулия, оксид иттербия, оксид лютеция - остальное, и дополнительно - прокаленный при 100 - 900^oC известняк при следующем соотношении компонентов, мас. %: Обожженный при температуре 900 - 1800^oC известняк - 4,0 - 60,0 Прокаленный при температуре 100 - 900^oC известняк - 30,0 - 95,0 Указанная добавка - 0,1 - 5,0,

РИСУНКИ

Рисунок 1