книги из ГПНТБ / Кайнарский И.С. Основные огнеупоры (сырье, технология и свойства)

новнон задачей обжига является обеспечение не только полного связывания окиси кальция в основном кремне­ земом, но и плотного спекания клинкера.

Примерный химический состав высококачественного доломитового водоустойчивого клинкера следующий [105]: 16,5% Si02, 1,5% А120 3, 2,0% Fe20 3, 47,3% CaO, 30,7% MgO, 1,2% Р20 5, К Н — 0,9+0,96, огнеупорность 1770—1780° С.

Технологическая схема изготовления водоустойчиво­ го доломитового клинкера в значительной степени соот­ ветствует схеме изготовления цементного клинкера по мокрому способу. Она включает раздельное грубое дробление сырья, его совместное тонкое мокрое измель­ чение с образованием шлама, корректировку шлама до заданной величины К Н и обжиг.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ

Изготовление изделий из водоустойчивого доломито­ вого клинкера может производиться по технологии, разработанной в работе [108].

Доломитовый водоустойчивый клинкер подвергается предварительному рассеву на классы. Класс > 2 5 мм подвергается дроблению на щековой дробилке, а затем на помольных бегунах; класс 25—6 мм измельчается на

0,12 мм и 30+3% <0,12 мм. Рекомендуют и другие бо­

шие гидратация и гидролиз клинкера, приводящие к свя­ зыванию 2,5% воды и образованию коллоидных продук­ тов гидратации и гидролиза, придающих массе пластич­ ность и связность; остальная часть воды (4,5—5%) механически связана с массой.

Гидратации'и гидролизу в водоустойчивом доломи­

204

товом клинкере может подвергаться ряд содержащих­ ся в нем соединений.

Трехкальциевый силикат гидролизуется: 3Ca0-Si02 -|- т Н20 = 2Ca0-Si02-n Н20 + Са(ОН)2,

где п = 1, по одним данным, и 4 — по другим. Двухкальциевый силикат гидратируется по урав­

нению:

2СаО • Si02 -|- п Н20 = 2СаО • Si02• п Н20.

Трехкальциевый алюминат также гидратируется: ЗСаО • А120 3 + 6Н20 = ЗСаО • А120 3• &Н20.

Четырехкальцневый алюмоферрит гидролизуется:

' 4Ca0-Al20 3-Fe30 3 + 7Н20 = ЗСаО-АІ20 3-6Н20 + -\- СаО • Fe20 3■Н20.

Образующиеся при воздействии воды на водоустой­ чивый доломитовый клинкер гидросиликаты, гидроалю­ минаты и гидроферриты кальция находятся в коллоид­ ном состоянии в виде гелей, и придают массе некоторую пластичность. Поскольку масса такого состава в даль­ нейшем способна к схватыванию и твердению, то после смешения она должна прессоваться не позднее чем че­ рез 20—30 мни.

Прессование сырца должно производиться под дав­ лением 1000 кгс/см2, обеспечивающим кажущуюся плот­ ность свежеспрессованного сырца не ниже 2,75—• 2,8. г/см3. Для прессования могут применяться механиче­ ские и гидравлические прессы.

Сушка сырца производится в туннельных сушилах либо на печных вагонетках в 6 рядов по высоте, при­ чем сырец переносит интенсивную сушку. При темпера­ туре сушильного агента 90—180° С сырец может высу­ шиваться за 10—15 ч до влажности 0,8%,. которая яв­ ляется предельно допустимой для последующего обжи­

205

случае зерновой состав масс значительно укрупняется:

бами. Отформованные блоки подвергают гидравлическо­ му твердению.

Изделия из стабилизированного доломита произво­ дятся в ПНР [106] и Японии [ПО]. Применение стаби­ лизированного доломитового кирпича в Японии обуслов­ ливается его стойкостью к гидратации в условиях весь­ ма влажного климата.

ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДОЛОМИТА И МАГНЕЗИТА

Вариантом использования водоустойчивого стабили­ зированного доломита является изготовление клинкера из смесей доломита н магнезита, причем одновремен­ ным введением в шихту клинкера кремнезема окись кальция стабилизируется в виде трехкальциевого сили­ ката. Физико-химическим основанием изготовления та­ ких изделий служат данные о равновесии при высоких температурах такого клинкера с метасиликатом каль­ ция. При 1500°С изделия, содержащие 52—70% MgO,

Подобные свойства магнезитодоломитовых (стабили­ зированных) изделий делают перспективным использо­ вание доломитомагнезитовых пород для производства основных огнеупоров. По данным [106], магнезитодоло­ митовые изделия оказались лучшими, чем изделия из стабилизированного доломитового клинкера. Для их из­ готовления используют кремнеземистые (до 7% Si02) магнезиты, содержащие до 2% Fe20 3.

В качестве исходного сырья применяют разнообраз­ ные породы — магнезитодоломиты, магнезиты, доломи­ ты, каустический магнезит, кварциты, магнезиальные си­

206-

СПЕЧЕННЫЕ ДОЛОМ ИТОВЫЕ ПОРОШКИ

Промышленность выпускает различные по химиче­ скому и зерновому составу спеченные порошки, исполь­ зуемые в основном для ремонта и заправки мартенов­ ских и других сталеплавильных печен для подин чугуно­ плавильных электропечей и других.

Содержание окиси магния в доломитовых порошках для ремонта и заправки печен меньше, чем в порошках для производства смолодоломитовых изделий за счет по­ вышенного содержания в первых примесей Sі0 2 и R2O3 (табл. 44). Количество этих примесных окислов по-, вышается с уменьшением крупности зерен обож­ женного доломита (рис. 48). При этом особенно увеличи­ вается содержание в мелких зернах кремнезема, а в не­ которых случаях и окиси железа, изменение глинозема

Продолжение

плавильных печей, ДЗ — для производства изделий.

210

незакономерно. В результате понижается общее содер­ жание окиси кальция при увеличении или сохранении содержания окиси магния. Благодаря этому соотноше­ ние CaO : MgO закономерно и значительно снижается, так же как и содержание свободной окиси кальция, не­ зависимо от степени обжига доломита [40]. Уменьше-

мартеновский шлак без значительного размягчения и из­ носа [7] и увеличивает [10] расход металлургического доломита на заправку и наварку мартеновских печей (рис. 49).

Высокая шлакоустойчивость доломита определяется также минимальным содержанием кремнезема [7,43]. По данным [120], увеличение количества примесей от 2,5 до 4,5% снижает стойкость доломитовых огнеупо­ ров в конвертерах на 100 плавок, или более чем на 2 0 %.

В обожженном доломите можно различить углова­ тые и окатанные зерна. При сравнении их химических составов выявляется, что окатанные зерна содержат зна­ чительно большее количество БЮг, AI2O3 и БегОз и мень­ шее СаО. В изломе окатанные зерна часто неоднородны по окраске, и их внутренняя часть содержит крупные по­ ры, тогда как внешняя кайма толщиной 1— 2 мм — плотная с мелкими порами [112].

Спеченный доломит благодаря наличию свободной окиси кальция склонен к гидратации; она составляет у зернистого доломита 0,1—0,45"% после 30 суток хране­ ния и 0,4—1,2% после 60 суток. У дробленого доломита гидратация значительно выше: 0,4—1,0 и 0,8—2,6% со­ ответственно [46]; последнее является результатом вскрытия менее спеченного внутреннего объема кусков. Укрупнение зернового состава порошков и повышение температуры обжига доломита [46, 121], введение до­ бавки окалины или глинозема [10, 17, 25, 40, 62, 65, 114, 122—125] снижают способность доломитовых порошков к гидратации.

При применении слабоспеченных порошков, склонных к повышенной гидратации, рекомендуется для увеличе­ ния их влагоустойчивости при хранении производить смолообработку непосредственно после обжига [114, 126]; так, например, набивку подин за рубежом осуще­

крытых. бункерах, иногда в бетонированных ямах в су­ хих помещениях для минимального соприкосновения с воздухом; перевозят доломит в крытых вагонах [65].

Зерновой состав доломитовых порошков, так же как и магнезитовых, оказывает существенное и преимущест­ венное влияние на их стойкость как заправочных мате­ риалов. По данным [119, 127], для увеличения плотности укладки порошков, повышения их подвижности при ис­ пользовании и улучшения спекания в службе исполь­ зуются достаточно мелкозернистые доломитовые порош­ ки. По данным [128], в доломите используемом для зап­ равки мартеновских печей, нижний предел крупности зерен должен быть 2 мм, а увеличение содержания в доло­ мите фракции 4—2 мм более 20% снижает плотность за­ правляемого слоя и уменьшает угол естественного отко­ са, т. е. снижает способность доломита удерживаться на откосах. При получении крупнозернистых порошков ме­ таллургические предприятия часто их доизмельчают [119].

Применение измельченного доломита для изготов­ ления набивных подин позволило снизить простои печи с 4 до 0,8—1% [129]. Вместе с тем увеличение среднего размера зерен доломитового, порошка снижает величину

212

потерь при прокаливании и степень гидратации '(рис. 50).

По зерновому составу доломитовые порошки разли­ чаются крупные и мелкие независимо от их химического состава (табл 45).

Доломитовые порошки, используемые для изготов­ ления из них изделий, имеют значительно более крупный

Средний разпер зерен.пп

Рис. 50. Зависимость гидратации и потерь при прокаливании обож­ женного доломитового зернистого (2, 4 и 5) и дробленого (1, 3,6) порошков от среднего размера зерен. Гидратация за 30 (3, 4) и 60 суток (1, 2) хранения при температуре 22° С и влажности

воздуха 78%

зерновой состав, чем магнезитовые, так как доломит весьма склонен к гидратации, особенно его мелкие фрак­ ции. Кроме того, более крупные зерна обладают мень­ шей пористостью (рис. 51) [46] и, как показано выше, при изготовлении доломитовых и магнезитодоломитовых

•213