Способ изготовления периклазохромитовых изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 С 04 В 35/ ИЕ ИЗО ЛЬ Т ОМ ВТ вательскии иной промышенко,хромитовых лазохромита уумирования трукция ком-84, изменелаз е и о перик енного и р печного ва гическая ин ", ТИ 200-0 Производств изделий из плавл для установок вь стали. - Техноло бината "Магнезитние 3, 1989 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Восточный научно-исследопроектный институт огнеупорлен ности(56) Авторское свидетельствоМ 1065383, кл. С 04 В 35/02, 1 Изобретение относится к производству высокостойких огнеупоров для футеровки наиболее напряженных участков тепловых агрегатов различных отраслей промышленности, в частности для установок вакуумирования стали.Известен способ изготовления периклазохромитовых изделий путем смешения зернистых спеченного магнезита и хромовой руды с тонкомолотой составляющей и временным связующим, прессования изделий и их обжига, В известном способе хромитовую руду предварительно измельчают до размера зерен 5 1 мм, смешивают с временным связующим, брикетируют и после высушивания дробят брикет и рассевают для получения зерен размером 0,2 - 2 мм,Недостатком этого способа является получение изделий с низкой высокотемпературной прочностью ввиду слабого разви 735240 А(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИКЛАЗОХРОМИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование: для футеровки наиболее напряженных участков тепловых агрегатов, Сущность изобретения: хромсодержащую зернистую составляющую готовят путем смешения хромконцентрата фракции 0,5 - 0 мм с периклазом при соотношении 87;13-93:7 и временным связующим, причем 70 - 85, от общего количества хром концентрата измельчают совместно с. периклазом до размера зерен менее 0,063 мм, после чего производят смешение с остальной частью хромконцентрата и временным связующим. Полученные изделия имеют предел прочности на изгиб при 1500 С 10,9 - 11,6 н/мм, коэффициент шламоразъедания 1,5 - 1,9%, 1 табл,тия прямои связи между основными кристаллическими фазами,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления периклазохромитовых изделий, включающий приготовление хромсодержащей зернистой составляющей путем смешения хромконцентрата фракции 0.5 - 0 мм с периклазом фракции 1 - 0 мм при соотношении 85;15-95;5 и временным связующим, брикетирование смеси, сушку и термообработку брикета при 1850 - 2000 С с последующим дроблением и выделением фракции 0,5- 3,0 мм, смешение ее с зернистой периклазосодержащей и тон комолотой составляющими и временным связующим, прессование и обжиг иэделий.Изделия, изготовленные по указанному способу, обладают высоким пределом прочности при сжатии, однако имеют пониженные высокотемпературную прочность ишлакоустойчивость, вследствие несовершенной кристаллической структуры, которая обусловлена незавершеннымпроцессом шпинелеообразования. Несовершенная (крупнопористая) структура огнеупора приводит в процессе службы кувеличению его поверхности взаимодействия с агрессивными реагентами плавки,Цель изобретения - повышение высокотемпературной прочности и шлакоустойчивости изделий,Поставленная цель достигается тем, чтов способе изготовления периклазохромитовых изделий, включающем приготовление 15хромсодержащей зернистой составляющей.путем смешения хромконцентрата фракции0,5 - 0 мм с периклазом при соотношении87:13 - 93:7 и временным связующим, брикетирование смеси, сушку и термообработку 20брикета при 1850 - 2000 С с последующимдроблением и выделением фракции 0,5 -3,0 мм, смешение ее с зернистой перикла-,, зосодержащей и тонкомолотойсоставляющими и временным связующим, 25прессование и обжиг изделий, при изготовлении хромсодержащей зернистой составляющей 70 - 85 от общего количествахромконцентрата измельчают совместно спериклазом до размера зерен менее 0,063 30мм, после чего производят смешение с остальной частью хромконцентрата и временным связующим.Способ осуществляют следующим образом, 35Предварительное совместное измельчение указанной части хромконцентрата ипериклаза с последующим смешением молотой смеси с остальной частью хромконцентрата способствует полному 40шпинелеобразованию в зернистой хромсодержащей составляющей, что обеспечиваетсоздание мелкопористой структуры периклазохромитовых огнеупоров и развитиепрямых связей между основными кристаллическими фазами, Повышенная шлакоустойчивость иэделий обусловлена резкимсокращением поверхности взаимодействияогнеупора с агрессивными реагентами печного пространства, а повышение высокотемпературной прочности связано сшироким развитием прямых связей междуосновными минеральными фазамиИспользование при изготовлении зернистой хромсодержащей составляющей 55смеси хромконцентрата с периклаэом фракции менее 0,063 мм способствует достижению максимальной плотности укладкичастиц с высокоразвитой удельной поверхностью. Применение тонкомолотой смеси хромконцентрата с периклазом фракции более 0,063 мм (например, 0 - 0,088 мм) приводит к формированию пористой структуры клинкера из-за слаборазвитой удельной поверхности зерен. При смешении менее 70 смеси хромконцентрата и периклаза фракции менее 0,063 мм с хромконцентратом фракции 0 - 0,5 мм не происходит полного шпинелеобразования в процессе обжига брикета. При.смешении более 85 смеси хромконцентрата и периклаза фракции менее 0,063 мм с хромконцентратом фракции 0-0,5 мм с последующим дроблением спеченых брикетов получаются зерна размером 0,5 - 3,0 мм преимущественно тонкопластинчатой формы, которые не обеспечивают формирование в изделиях термостойкой структуры.В качестве сырьевых материалов используют периклаэ, плавленный периклазохромит и хромконцентрат состава; мас. : 302 0,5 - 3,0; РеО+Ре 20 з 13,0-16,0; М 90 13,0-16,0; СаО 0,5-1,2; АгОз 8,0-11,0; СгзОз 57,0-62,0,П р и м е р 1, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 70 от общего количества хромконцентрата фракции 0 - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 - 3 мм при соотношении 93;7 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 30 исходного хромконцентрата и 6 раствора лигносульфонатов технических(ЛСТ) плотностью 1,15 - 1,17 г/см,з Массу перемешивают в течение 8 мин. Иэ готовой массы пуессуют брикеты под давлением 100 Н/мм, сушат и обжигают их при 1850 С с выдержкой 4 ч. Плотноспеченые брикеты дробят и выделяют хромитовые зерна размером 0,5-3,0 мм, Периклаэохромитовые изделия изготавливают из шихты, включающей, мас, ; зернистая периклаэосодержащая составляющая в виде плавленого периклазохромита фракции О - 3 мм 58; зернистая хромсодержащая составляющая фракции 0,5 - 3,0 мм 12; тонкомолотая составляющая в виде плавленого периклаза фракции менее 0,063 мм 30, Плавленый периклазохромит и хромитовые зерна увлажняют 6 раствора ЛСТ плотностью 1,22 - 1,24 г/см и перемешивают в течениез5 мин, после чего добавляют тонкомолотый периклаз и проводят смешение еще 3 мин, Из готовой массы прессуют образцы под давлением 150 Н/мм, сушат и обжигают в туннельных печах, при 1850 - 1900 С в течение 4 ч,П р и м е р 2, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 85 от общего количества хромкон5 10 15 20 25 0 35 40 50 центрата фракции 0 - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 - 3 мм при соотношении 93:7 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 15% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см, Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1.П р и м е р 3, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 77,5% от общего количества хромконцентрата фракции 0 - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции О - 3 мм при соотношении 93;7 до размера зерен менее 0,063 мм, После этого вводят оставшиеся 22,5% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1,П р и м е р 4. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 70% от общего количества хромконцентрата фракции 0 - 0,5 м измельчают совместно с спеченым периклазом фракции 0 - 3 мм при соотношении 87;13 до размера зерен менее 0,063 мм, После этого вводят оставшиеся 30% исходного хром- концентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см, Массу перемешиваютзв течение 8 мин. Из готовой массы прессуют брикеты под давлением 100 Н/мм, сушат иг обжигают их при 1920 С с выдержкой 4 ч, Плотноспеченые брикеты дробили и выделяли хромитовые зерна размером 0,5 - 3,0 мм, Дальнейшее изготовление периклазохромитовых изделий осуществляют в соответствии с примером 1,П р и м е р 5. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 85% от общего количества хромконцентрата фракции О - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции О - 3 мм при соотношении 87:13 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 15% исходного хром- концентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см, Дальнейшиезтехнологические операции осуществляют в соответствии с примером 4,П р и м е р 6, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 77,5% от общего количества хромконцентрата фракции 0-0,5 ммзмельчают совместно со спеченым периклазом фракциии 0 - 3 мм при соотношении 87:13 до размера зерен менее 0,063 мм, После этого вводят оставшиеся 22,5% исходного хром- концентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 4,П р и м е р 7. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 70% от общего количества хромконцентрата фракции.О - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 - 3 мм при соотношении 90;10 до размера зерен 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 30% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ "плотностью 1,15 - 1,17 г/смз, Массу перемешивают а течение 8 мин, Из готовой массы прессуют брикеты под давлением 100 Н/мм, сушат их и обжиггают при 2000 С с выдержкой 3 ч, Плотноспеченые брикеты дробят и выделяют хромитовые зерна размером 0,5 - 3 мм, Дальнейшее изготовление периклазохромитовых изделий осуществляют в соответствии с примером 1,П р и м е р 8. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую. Для этого 85% от общего количества хромконцентрата фракции 0 - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 - 3 мм при соотношении 90:10 до размера зерен менее 0,063 мм. После этого вводят оставшиеся 15% исходного хромконцентрата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см . Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 7.П р и м е р 9, Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого 77,5% от общего количества хромконцентрата фракции 0 - 0,5 мм измельчают совместно со спеченым периклазом фракции 0 - 3 мм при соотношении 90;10 до размера зерен менее 0,063 мм, После этого вводят оставшиеся 22,5% исходного хромконцен грата и 6% раствора ЛСТ плотностью 1,15 - 1,17 г/см, Дальнейшие технологичезские операции осуществляют в соответствии с примером 7.П р и м е р 10. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую в соответствии с примером 1, В дальнейшем периклазохромитовые изделия изготавливают из шлхты, включающей, мас,%: зернистая периклазосодержащая составляющая в виде плавленого периклаза фракции 0 - 3 мм 50; зернистая хромсодержащая со- ставляющая фракции 0,5 - 3,0 мм 20; тонкомолотая составляющую в виде плавленого периклаза фракции менее 0,063 мм 30. Плавленый периклаз фракции 0-3 мм и хромитовые зерна увлажняют 6%-ным раствором ЛСТ плотностью 1,22 - 1,24 г/см из перемешивают в течение 5 мин, после чего1735240 Показатели свойств по 5б 2 3 14,1 14,2 1 12,9 12,8 12,5 13,О а2.3 81 9,3 50,81,1 11,81,0 1,9 добавляюттонкомолотый периклаз и проводят смешение еще 3 мин, Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1.П р и м е р 11. Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую в соответствии с примером 1. В дальнейшем периклазохромитовые изделия изготавливают из шихты, включающей, мас. : зернистая периклазосодержащая составляющая в виде плавленого периклазохромита фракции 0 - 3 мм 58; зернистая хромсодержащая составляющая фракции 0,5 - 3,0 мм 12, тонкомолотая составляющая в виде смеси плавленого периклаза с хромконцентратом при соотношении 70:30 фракции менее 0,063 мм 30, Плавленый периклазохромит и хромитовые зерна увлажняют 6%-ный раствором ЛСТ плотностью 1,22 - 1,24 г/см и перемезшивают в течение 5 мин, после чего добавляют комбинированную тонкомолотую составляющую и проводят смешение еще 3 мин. Дальнейшие технологические операции осуществляют в соответствии с примером 1.П р и м е р 12 (известный способ). Изготавливают хромсодержащую зернистую составляющую, Для этого хромконцентрат фракции 0,5 - 0 мм смешивают со спеченым периклазом фракции 1 - 0 мм при соотношении 90;10 в течение 5 мин, После чего смесь увлажняют 6 .ным раствором ЛСТ плотностью 1,22 г/см и перемешиваютеще 10 мин. Из готовой массы прессуют брикеты под давлением 150 Н/мм, сушат и обжигают их при 1920 С с выдержкой 4 ч. Спеченные брикеты дробят и выделяют хромитовые зерна размером 0,5 - 3 мм. Дальнейшее изготовление периклазохромитовых изделий осуществляют в соответствии с примером 1,Свойства периклазохромитовых изделий приведены в таблице, из данных которой видны преимущества предлагаемого способа изготовления огнеупоров в сравнении с известным. Высокотемпературная прочность изделий (показатель предела прочности на изгиб при 1500 С), изготов 5 ленных по предлагаемому способу, выше на 35 ов, а коэффициент шлакоразъединения ниже на 29 ов, аналогичных показателей изделий, изготовленных известным способом, Остальные свойства равнозначны,10 Использование предлагаемого способа для изготовления периклазохромитовых изделий позволяет увеличить стойкость футеровок металлургических агрегатов, в частности вакууматоров, продолжитель 15 ность кампаний с сокращением расхода огнеупоров и затрат на ремонты,Формула изобретения 20Способ изготовления периклазохромитовых изделий, включающий приготовлениехромсодержащей зернистой составляющейпутем смешения хромконцентрата фракции25 0,5 - О мм с периклазом при соотношении87:13 - 93,7 и временным связующим, брикетирование смеси, сушку и термообработкубрикета при 1850-2000 С с последующимдроблением и выделением фракции 0,5 -30 3,0 мм, смешение ее с зернистой периклазосодержащей и тонкомолотойсоставляющими и временным связующим,прессование и обжиг изделий, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения35 высокотемпературной прочности и шлакоустойчивости изделий, при изготовлениихромсодержащей зернистой составляющей70-85 оо от общего количества хромконцентрата измельчают совместно с периклазом40 до размера зерен менее 0,063 мм, послечего производят смешение с остальной частью хромконцентрата и временным связующим,