Способ получения периклаза

 

Союз Советских

Социалистических

РеслуЬлик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)975689 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 060581 (21) 3286883/29-33

)$$) + Кд 3

С 04 В 35/62 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 666. 97 (088. 8) Опубликовано 231182. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 2311.82

Я.Г. Гапонов, К.В. Симонов, В.Н., Коптелов

1 и Н.Т. Лысов (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина комбинат нМЛгнезйт"

"Союзогнеупор" Министерств черщй

f металлургии СССР

-« 1 (7i) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРИКЛАЗЛ

Изобретение относится к производству высокоогнеупорных материалов для изготовления на их основе магие. зиальных иэделий, преимущественно плит шиберного затвора для разливки стали.

Прецизионные части плит из плавленного периклаза служат в исключительно тяжелых условиях. Основной причиной износа плит является эрозия струей металла, воздействие термических и механических нагрузок, вследствие чего образуются значительные напряжения в изделии, приводящие к потере прочности. Коррозионно-эрозионное сопротивление плит и термомеханические свойства их определяются химико-минералогическим составом и .структурой периклазового материала.

Наиболее близким к изобретению является способ наплавления на блок магнийсодержащего сырья в дуговой трехэлектродной печи с постоянной скоростью 30 мм/ч в течение 40-45 ч при поддержании постоянного элек- 25 трического режима (1 j.

Вследствие неоднородности температурного поля примеси накапливаются не только в корке, но и в центральной зоне блока, что приводит к сни- 30 жению качества плавленного периклаза.

Кроме того, отсутствие необходимых условий кристаллизации затрудняет рост монокристаллов, что приводит к уменьшению их выхода.

Целью изобретения является повышение качества периклаза и увеличение выхода эоны направленной кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения периклаза плавлением магнийсодержащей шихты на блок в дуговой трехэлектродной печи, наплавление блока ведут при средней скорости 15-29 мм/ч в течение 46-80 ч, чередуя через каждый

3,5-20 ч большую скорость наплавления 30-50 мм/ч с малой скоростью

-15 мм/ч, с которой и заканчивают процесс плавки, причем в течение

0,3-7,5 ч плавку ведут открытой дугой.

При этом после розжига печи включают автоматическую систему, обеспечивающую поддержание постоянного электрического режима.

На фиг. 1 изображено изменение высоты наплавленного блока во времени. Кривая 1 описывает плавку с почти постоянной скоростью около

975689

30 мм/ч в течение 40 ч, характерную для известного способа. Ломаная: линия ll схематично описывает плавку с переменной скоростью в пределах

0,1-50 мм/ч продолжительностью 72 ч согласно примеру 1. 5

На фиг. 2 и 3 схематически изображена структура блоков в вертикальном сечении.

Схема включает корку 1, зону 2 монокристаллов, плотную 3 и пористую 10

4 зоны. фиг. 2 иллюстрирует структуру блока, полученного с постоянной скоростью (известный способ), фиг. 3 — соответственно примеру.

Из сравнения этих фигур видно, 15 что уменьшается объем корки 1 блока, увеличивается объем зоны 2 монокристаллов (зона направленной кристалли- зации) и плотной зоны (зоны объемной кристаллизации) 3, уменьшается объем 2О раковистой эоны 4.

Ведение плавки с переменной периодической изменяющейся скоростью согласно графику фиг. 1 позволяет повысить ВыхОД стОлбчатых мОИОкристаллОВ за счет возникновения чередующихся зон направленной и объемной кристаллизации(соответственно скачкам скорости плавки блока) по всему блоку.

Последний период плавки, характеризу= ющийся низкой скоростью, обеспечивает уменьшение. Раковистой зоны блока и улучшение условий диффузии примесных легкоплавких компонентов из центральной зоны благодаря поддержанию теплового равновесия системы.

Общая продолжительность плавки менее 46 ч при средней скорости наплавления блока 29 мм/ч не приводит к повышению качества периклаза, а увеличение продолжительности плав- 40 ки более 80 ч при средней скорости наплавления блока менее 15 мм/ч приводит к значительным тепловым потерям печи.

Ведение прав и откРытой дугой в 45 общей сумме в течение 0,3-7,5 ч позволяет повысить качество плавленого периклаза за счет удаления парогазовой Фазы, насыщенной примесными окислами, из зоны горения дуги.

Плавка открытой дугой менее 0,3 ч не приводит к улучшению качества периклаза, а более 7,5 ч приводит к прогару ванны и свода печи. Увеличение скорости наплавления блока выше

50 мм/ч приводит к значительному уве личению открытой пористости периклаза. Скорость наплавления блока бывает равна О, когда дуга открыта и над расплавленным материалом нет шихты.

Максимальный предел времени поддержания постоянной скорости 20 ч.

Примесные окислы, содержащиеся в шихте, поступая в зону горения дуг, возгоняются. При большой скорости плавки над дугой поддерживают большой слой шихты и в этом слое конденсируются примесные окислы. По мере накопления этих примесных окислов дугу открывают, следовательно, уменьшают скорость плавки. При открытии дуги происходит удаление примесных окислов с парогазовой фазой. Если же длительное время (более 20 ч) не уменьшать скорость плавки, ro эти окислы расплавляются вместе с кусками шихты, на которой они сконденсировались. Высокую скорость плавки целесообразно поддерживать

3 5 и более часов, в противном случае сильно падает производительность печи и расход электроэнергии неоправданно возрастает. Низкую скорость наплавления блока по высоте поддерживают не менее чем 3,5 ч, так как в этот период энергия расходуется на наплавление блока в плане, а невысокий слой шихты не препятствует возгонке примесей.

Перечисленные интервалы являются оптимальными с точки зрения химикоминералогического состава и структуры периклаза.

Пример. В электропечи

ОКБ-955Н комбината "Магнезит" проводят серию плавок на блок брусита

Кульдурского месторождения при переменной скорости наплавления блока и при поддержании постоянного электрического режима после розжига. В табл. 1 даны режимы изменения скорости наплавления блока.

975689

Д н о о« м

1

1

I

1

I

1

v о х а

l " : !

i хо м я (o х" ф аО

33 „. х

ai

5Ф

5о фф

1 1 о

nI

an

III о

ЪД м

Ъ аО о

nI м с ю ю

In мъ м

Ъ!Ъ м

СЪ о о о м о о

aaI

an м

° 4 о о о

° Ч

1

I 1

1

I

1

3

I Oa н о

ЪО

In ю

CI о ч еЪ о

Ъ х х.

6

СЪ о

M о с Ф

% ° о с

l! с

CI о с

Ю о

Ъ ч с о

<ЪЪ

° I !

CI о

an с м

ОЪ ь о о

С0

Ъ ь а-! о

Cl с

° °

CI м

4с

ICa

1 Ъ

Ъ! ф

ЪФ о с о е

Cl с м х

Д с

НЪХ оон

1 а 3 на ох он хо

Д

II l и 1 оо! оои

1 ZCO м ° а крхо

Ii x VVX

55а, 13к

1

I

1 !

Н,1

3 I I! хо ооо м ао

ВЦ оох х

Д

Ф х

Ф Ц

g а,cL

o5(й

v о а о х и

)9"

$1o х

\ х н

1 и а;Х р р

3f р

К 1 Х

1 Х

O 1 Iá

5

5 OCI оч ооо

Оl ф х х

xx 5*: о 5 о5 8к

4 Ч О\ с °

О .М и

v v о:о v х.c g

К ac о 3 и х о мы и ао о 5 хх ! аоохх а х .

3 al . 1

«1 р ооо х cf рхх нхо юей В

35 о

1 х

1 м. а

3 о

v и

Ф р а

I

iI x

1 Х

1 IC

Ъ Ъ 1 о р х

CI I p й о

В х! t

1 975689 и ц а 2.Табл

Серия плавки

Материал

Содержание окислов, Ъ

Зоны направленной кристаллизации

35 — 40

0,1 2,8

0,0 0,8

92,9

98,4

0,2

2 Брусит

0,1 2,2

0,1 1,0

0,8

94,6

97,9

2,3

15-30

0,3

0 1 2,2

94,6

97,9

3 Брусит

0,8

2,3

12-15

0,2

0,2

0,6

Периклаэ

0,3

0,1 2,2

94,6

96,7

4 Брусит

2,3

0,1 1,4

0,2 3-7

1,3

0,3

Периклаэ

Сопоставительный химический состав брусита, плавленого периклаза, процентный выход монокристаллов, 1 Брусит 3,2 1,0

Перикла з О, 4 О, 2

Периклаз 0,5 0,2

Как Видно из табл. 2, качество периклаза, полученного по предлагаемому способу, значительно выше, чем по известному. Лимитирующие окислы представлены двухкальциевым силикатом (2 СаО SiO ) с высокой температурой плавления (2130 .С). Использование 40 предлагаемого способа получения пери клаэа обеспечивает по сравнению с известным воэможность повышения качества периклаза за счет удаления примесных окислов иэ него (890 вы- 45 ше 97%) и улучшение структуры плавленого материала эа счет увеличения эоны столбчатых монокристаллов. Кроме того, при увеличении продолжительности плавки повышается коэффициент 50 использования сырья.

Формула изобретения

Способ получения периклаза плавлением магнийсодержащей шихты на блок полученных после перечисленных серий плавок в электродуговой печи

ОКБ-955Н, приведены в табл. 2. в дуговой трехэлектродной печи, о т л и ч а в шийся тем, что, с целью повышения качества периклаза и увеличения выхода монокристаллов, наплавление блока ведут при средней скорости 15-29 мм/ч в течение 46-80 ч; чередуя через каждые 3,5-20 ч большую скорость наплавления 30-50 мм/ч с малой скоростью - 15 мм/ч, с которой и заканчивают процесс плавки, причем в течение 0,3-7,5 час плавку ведут открытой дугой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Парфенов A.A. и др. Особенность .теплового режима плавки электротехнического периклаэа в дуговых печах.-"Электротехническая промышленность. Сер. "Электротермия", 1971, вып. 114, с. 4-5.

975689

Фа2.2

Составитель Л. Булгакова

Редактор Л. Лукач Техред M.Tenep Корректор C. Шекмар

Заказ 8923/38 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4