7.1.3. Шпинельні вогнетриви

Шпинельні вогнетривкі вироби одержують синтезом технічного глинозему з каустичним магнезитом. Під час випалу відпресованої цегли Mg, взаємодіючи з Аl₂О_з, утворить шпінель MgO∙Al₂O₃, мінерал, що зустрічається в природі.

Для складання шихти, що йде на виготовлення шпінельних виробів, потрібно глинозему 70% і каустичного магнезиту 30%, в останньому повинне бути Mg не менш 91,0%.

Утворення MgO∙Al₂О₃, супроводжується усадкою спеку на 29...24%, для усунення усадки у виробах здійснюють попередній синтез шпінелі в гартованих брикетах.

Тому що окисли, що утворять шпінель, дуже тугоплавкі (температура плавлення Mg дорівнює 2800 °С, а А1₂О₃ - 2050 °С), для забезпечення спікання їх при більш низьких температурах у шихту додають мінералізатори, що дозволяють знизити температуру спікання до 1650°С.

Як мінералізатор застосовують хроміт, - він прискорює утворення шпінелі й ріст її кристалів.

Для виготовлення брикетів шпинельну шихту подрібнюють до порошку, що має близько 85% зерен розміром від 0 до 0,088 мм, потім зволожують до 3-4% водяним розчином, що містить 0,5% патоки або сульфатно-спиртової барди. Далі цю шихту брикетують на пресах, під тиском 15...20 Н/м². Потім брикети обпалюють при температурі 1650 ^СС. Після випалу брикети подрібнюють. Зернова сполука порошку повина бути наступною:

Фракції, мм	3...2	2. ..0,5	0,5
Вміст, % _	25	25. ..35	40. ..50

До зернистої шихти додають 20% зв'язки, сирої брикетної маси, здрібненої до тонкості зерен порядку 0...0,088 мм. Після змішання на бігунах з маси пресують шпинельні вироби. Відпресований сирець піддається прискореному сушінню, і після сушіння направляється на випал. Випал шпінельних виробів здійснюють при температурі 1650 °С. Тривалість випалу по встановленому режимі становить від 100 до 110 година.

Отримані зазначеним способом вогнетриви мають наступні властивості:

Межа міцності при стиску, МН/м2	Вище 49
Температура деформації під навантаженням в 0,196 МН/м2, оС
початку розм'якшення:	1600. ..1650
руйнування:	1660
Пористість гадана, %	19...25
Об'ємна маса, кг/mj	2600. ..2800
Вогнетривкість, °3	Вище 1920
Термостійкість, повітряні теплозміни	30. ..40
Додаткова усадка при 1700 °С, витримка 1 година, %	0,4
Середній коефіцієнт лінійного розширення в інтервалі температур 20..700 °С	(0,9...1,0)- 10-5

7.1.4. Доломітові вогнетриви

Доломітові вогнетриви виготовляють із природного мінералу доломіту Mg0₃,CaCO₃.

Доломіт, так само як і магнезит використовується як металургійний порошок для наварки подин і заправлення печей з основнию футеровкою. Крім того, він використовується як сировина у виробництві доломітових виробів з високою вогнетривкістю, які володіють явно вираженим основним характером і добре протистоять роз'їдаючій дії основних шлаків.

Негативною властивістю доломітових вогнетривів є те, що СаО навіть при дуже високій температурі випалу втрачає здатність гаситися. Тому готові вироби з доломіту не витримують тривалого зберігання, вони поглинають вологу з повітря, розбухають і розвалюються. Вироби треба використовувати незабаром після виготовлення, уникаючи зберігання, закладати у футеровку печей.

При виготовленні водостійких доломітових вогнетривів здійснюють випал шихти на клінкер (спек).

Шихта, що надходить на випал, складається з розрахунку одержання в спеку водостійких силікатів кальцію типу 3∙CaOSi₂ і 2∙CaOSiО₂.

Спік з випалювальних печей надходить на здрібнювання до певної величини зерен, до яких додають мінералізатор і органічну зв'язувальну речовину.

Випал ведеться до кінцевої температури 1500... 1580 °С, з витримкою при ній протягом 6 годин.

При даному технологічному режимі отримані вироби з наступними властивостями:

Хімічний склад, %
SiО2	16,52
СаО	46.05
Аl2О3	1,19
Fc2О3	2,6
МnО	0.76
Mg	30,05
Р2О5	1.18
Вогнетривкість, °С	1770... 1780
Температура деформацій під навантаженням 0,196МН/м2, oС :
початку розм'якшення:	1550. ..1610
руйнування:	1680... 1690
Додаткова усадка при 1700 °С, %	1,37
Об'ємна вага, кг/м3	2800.. .2900
Межа міцності при стиску, МН/м2	98,1. ..127,53

Доломітові вогнетриви на органічному зв'язуванні

Для виготовлення доломітових виробів зі смольним зв'язуванням обпалений доломіт подрібнюють до крупності зерен від 0 до 8мм. У якості сполучника додають смольне зв'язування, що складається з 50-70% пеку й 30-40% антрацитового масла. У попередньо підігрітий доломіт додають 10...15% зазначеного зв'язування. Вогнетривку масу направляють на пресування виробів при тисках від 49 до 98 Н/м². Випал цегли на смоляному зв'язуванні роблять до 1500 °С.

Безвипалювальні доломітові вогнетриви на органічному зв'язуванні

З огляду на труднощі випалу виробів на органічному зв'язуванні, для футеровки конвертерів і мартенівських печей почали застосовувати доломітові вогнетриви, минаючи попередній випал який відбувається безпосередньо в металургійних печах при їхньому пуску в роботу.

У безвипалювальних вогнетривах лише обмежена частина СаО зв'язана в силікати й алюмоферити. Інша частина СаО перебуває у вільному стані.

Для зв'язування таких мас при пресуванні або набиванні використовують смолу або бітум. Для складання шихти рекомендується свіжоспечений доломіт, в якому повинно бути 3...4% Si₂; 3...4% Р₂О₃; не менш 35% Mg і 35...45% вільного СаО.

Маса для днищ конвертерів містить смоли 12...15% і підігрівається при трамбуванні до 70...90 °С.

Для пресування безвипалювальних блоків для стін конвертерів застосовують масу з величиною зерен від порошку до 10...15 мм, з добавкою від 5...6 до 10...12% смоли.

Трамбування блоків монолітних футеровок конвертерів і подин мартенівських печей здійснюють пневматичними молотками з гарячим трамбуванням. Днища конвертерів після трамбування покривають металевими кришками й обпалюють до коксування смоли й зміцнення маси.

Нагрівання до максимальної температури 60...700 °С триває 30...40 годин.