Способ получения форстеритового материала на основе дунитов

Способ получения форстеритового материала из дунитов, исключающий вредное влияние железа, никеля, хрома, примесей алюминия, кальция, а также необходимость подшихтовки магнезитом, путем восстановительного плавления дунитовой шихты, содержащей 10 мас.% углерода, с отделением металлической части расплава на основе железа и последующей грануляции силикатной части либо отливом в воду с получением гранулята, либо сжатым воздухом с получением полых сфер. Металлическую часть расплава сливают в изложницы и используют в металлургии. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к производству огнеупоров, конкретно - к получению гранулированного форстеритового материала на основе дунита и может использоваться в промышленности огнеупорных материалов и в металлургии.

Известен способ получения форстеритовых материалов из дунитов ([1] Технология огнеупоров / Мамыкин П.С., Стрелов К.К. Изд-во «Металлургия», 1970, с.488), в котором породу дунита предварительно обжигают при 1450°С для устранения последующего разрыхления изделий при обжиге, связанного с наличием в породах карбонатов и гидратированной воды. В данном способе для связывания кремнекислоты шихты в форстерит используют добавку окиси магния в разных количествах в зависимости от ее количества в исходном дуните, поскольку содержание окиси кремния в дуните превышает стехиометрическое содержание его в форстерите. К недостаткам данного способа следует отнести наличие вредных примесей Cr2O3, NiO, Fe2O3, FeO, CaO, Al2O3, влияющих на огнеупорность изделий, полученных на основе такого сырья.

Известен способ получения форстеритового материала из дунитовой шихты, включающий введение в дунитовую шихту углерода, плавление шихты в восстановительной атмосфере с выделением металлической части расплава и последующим охлаждением ([2] GB 590774, кл. С04В 35/04, опубл. 28.11.1944, 3с.). Данный способ выбран в качестве прототипа по совокупности существенных признаков.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения форстеритового материала, заключающемся в том, что в шихте на основе дунита Нижнетагильского месторождения следующего состава, мас.%: MgO 48,55; SiO2 42,1; Al2O3 0,26; Fe2O3 7,05; FeO 1,16; CaO 0,1; Cr2O3 0,45; NiO 0,17; P2O5 0,05; SO3 0,09; TiO2 0,02 доводят содержание углерода до 10% сверх 100% и плавят в восстановительной среде при температуре 1750°С в течение 1,5 часов до разделения расплава на металлическую и силикатную части. Металлическая часть расплава на основе железа состава, мас.%: Fe - 65,69; Si - 28,5; Ni - 1,05; Cr - 4,14; Ti - 0,06; S - 0,01; P - 0,05; Al - 0,18; Mg - 0,32; Ca - 0,06, содержащая кремний, никель, хром, а также частично алюминий и кальций, отделяется и сливается в изложницы. Силикатная часть расплава с составом, мас.%: MgO - 56,5; SiO2 - 42,5; Al2O3 - 0,51; Fe2O3 - 0,1; CaO - 0,21; P2O5 - 0,06; SO3 - 0,08; TiO2 - 0,04, соответствующим составу форстерита, охлаждается в режиме термоудара: либо отливом в воду с получением гранулята со структурой форстерита; либо раздувом сжатым воздухом, с получением полых сфер со структурой форстерита.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что процесс восстановительного плавления проводят с добавкой углерода в количестве 10% сверх 100% при температуре 1750°С до образования карбидов: кремния, а также кальция и алюминия, о чем свидетельствует появление черного дыма из-под крышки печи (через 1,5 часа плавления). Образовавшиеся карбиды участвуют в транспортных реакциях глубокого довосстановления железа, никеля, хрома. Кремнезем в количестве, превышающем стехиометрическое содержание его в форстерите, восстанавливается до металла и переходит в металлическую фазу на основе железа, что также обуславливается временем и температурой плавления. Кроме образования карбидов, окислы кальция и алюминия восстанавливаются частично до металлов и переходят в металлическую фазу, образуя сплав на основе железа, состава, мас.%: Fe - 65,69; Si - 28,5; Ni - 1,05; Cr - 4,14; Ti - 0,06; S - 0,01; P - 0,05; Al - 0,12; Mg - 0,32; Ca - 0,06, сливаемый в изложницы.

Оставшаяся силикатная часть расплава, практически не содержащая железа, с составом, соответствующим составу форстерита, мас.%: MgO - 56,5; SiO2 - 42,5; Al2O3 - 0,51; Fe2O3 - 0,1; CaO - 0,21; P2O5 - 0,06; SO3 - 0,08; TiO2 - 0,04, охлаждается либо в воде в режиме термоудара с получением гранулята с кристаллической структурой форстерита; либо раздувом сжатым воздухом с получением полых сфер также с кристаллической структурой форстерита.

Способ позволяет улучшить свойства форстеритового материала путем удаления из шихты примесей, главным образом железа, и получить гранулят либо полые сферы с кристаллической структурой форстерита.

Ниже предлагаемый способ получения форстеритового материала на основе дунитов поясняется конкретными примерами его осуществления.

Пример 1. В 300 г шихты состава, мас.%: MgO 48,55; SiO 42,1; Al2O3 0,26; Fe2O3 7,05; FeO 1,16; CaO 0,1; Cr2O3 0,45; NiO 0,17; P2O5 0,05; SO3 0,09; TiO2 0,02 доводится содержание углерода до 10% сверх 100%, плавится в восстановительной среде при температуре 1750°С в течение 1,5 часов до разделения расплава и образования карбидов кремния, кальция и алюминия.

Металлическую часть расплава на основе железа состава, мас.%: Fe - 65,69; Si - 28,5; Ni - 1,05; Cr - 4,14; Ti - 0,06; S - 0,01; P - 0,05; Al - 0,18; Mg - 0,32; Ca - 0,06 сливают в изложницы.

Полученную силикатную часть расплава состава, мас.%: MgO - 56,5; SiO2 - 42,5; Аl2O3 - 0,51; Fe2O3 - 0,1; CaO - 0,21; P2O5 - 0,06; SO3 - 0,08; TiO2 - 0,04 охлаждают в режиме термоудара отливом в воду и получают гранулят. Результаты рентгенофазового анализа продукта показывают наличие только кристаллической фазы форстерита.

Пример 2. В 300 г шихты состава, мас.%: MgO 48,55; SiO2 42,1; Al2O3 0,26; Fe2O3 7,05; FeO 1,16; CaO 0,1; Cr2O3 0,45; NiO 0,17; P2O5 0,05; SO3 0,09; TiO2 0,02 доводится содержание углерода до 10% сверх 100%, плавится и выделяется металлическая часть на основе железа в условиях примера 1. Полученную силикатную часть расплава состава, аналогичного примеру 1, раздувают сжатым воздухом давлением 0,8 МПа с получением полых сфер диаметром 0,1-2,0 мм. Результаты рентгенофазового анализа продукта показывают наличие только кристаллической фазы форстерита.

1. Способ получения форстеритового материала путем плавления шихты на основе дунита, включающей добавку углерода, в восстановительной среде, выделения силикатной и металлической частей расплава и последующего охлаждения силикатной части расплава, отличающийся тем, что содержание углерода в шихте доводят до 10 мас.%, металлическую часть расплава сливают в изложницы, а силикатную часть расплава при следующем соотношении компонентов, мас.%: MgO - 56,5; SiO2 - 42,5;
Al2O3 - 0,51; Fe2O3 - 0,1; CaO - 0,21; P2O5 - 0,06; SO3 - 0,08; TiO2 - 0,04, охлаждают либо отливом в воду с получением гранулята, либо раздувают сжатым воздухом с получением полых сфер.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическая часть расплава содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: Fe - 65,69; Si - 28,5; Ni - 1,05; Cr - 4,14; Ti - 0,06; S - 0,01; P - 0,05; Al - 0,18; Mg - 0,32; Ca - 0,06.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству абразивных зерен, например для шлифования низкого давления нержавеющей стали или шлифования высокоуглеродистой стали. .

Изобретение относится к плавленому литому огнеупорному материалу для применения, при котором указанный материал находится в контакте с расплавом стекла, в частности, для применения в крайних зонах стекловаренной печи при температурах ниже 1150°С.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к способам плавки в электродуговых печах бруситового сырья с добавкой углеродистого материала для получения электротехнического периклаза, используемого в основном в качестве электротехнической изоляции при производстве трубчатых электронагревателей (ТЭНов).

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к способам плавки в электродуговых печах магнийсодержащего сырья с добавкой углеродистого материала.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к печам для плавки оксидных материалов, которые используются для производства высококачественных огнеупоров.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству магнезиальносиликатных безобжиговых и обожженных огнеупоров, используемых в футеровках конвертеров, в агрегатах внепечной обработки стали, сталеразливочных ковшах и печах цветной металлургии.
Изобретение относится к составам шихты для изготовления керамики электротехнического назначения. .
Изобретение относится к производству проппантов, предназначенных для использования в нефтедобывающей промышленности при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта.
Шихта // 2311392
Изобретение относится к производству керамических изделий, которые могут быть использованы для высокотемпературной изоляции промышленного оборудования, трубопроводов.
Шихта // 2306299
Изобретение относится к составам шихты, которая может быть использована в производстве электротехнических керамических изделий. .

Изобретение относится к области формованных керамических изделий и может быть использовано для изготовления керамических расклинивателей нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к области технологии формованных керамических изделий и может быть использовано для изготовления керамических расклинивателей нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к производству пенокерамики для рафинирования металлов, очистки вод и промышленных газов, полной очистки бензина, дизельного топлива и выхлопных газов, уменьшения расхода топлива.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству безобжиговых огнеупоров для разливки стали, плит для шиберных затворов сталеразливочных ковшей, сталеразливочных стаканов-дозаторов, коллекторов, гнездовых блоков, продувочных фурм, труб защиты струи металла от окисления.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства магнезиально-силикатных огнеупоров, применяемых в футеровках нагревательных, обжиговых печей и других тепловых агрегатов.

Изобретение относится к производству керамических проппантов, предназначенных для использования в нефтедобывающей промышленности при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта
Наверх