Способ получения периклаза

Союз СоветскихСоциалистическихРеслуелик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 060581 (21) 3286883/29-33 1 М Кд 3 С 04 В 35/62 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий"Союзогнеупор" Министерств чернойметаллургии СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРИКЛАЗА 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 трического режима1 ).Вследствие неоднородности температурного поля примеси накапливаются не только в корке, но и в центральной зоне блока, что приводит к сни 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 1 описывает плавку с почти постоянной скоростью около30 мм/ч в течение 40 ч, характернуюдля известного способа. Ломаная:линиясхематично описывает плавкус переменной скоростью в пределах0,1-50 мм/ч продолжительностью 72 чсогласно примеру 1. 5На фиг. 2 и 3 схематически изображена структура блоков в вертикальномсечении.Схема включает корку 1, зону 2монокристаллов, плотную 3 и пористую 104 зоны. Фиг, 2 иллюстрирует структуру блока, полученного с постояннойскоростью (известный способ),фиг. 3 - соответственно примеру.Из сравнения этих фигур видно, 15что уменьшается объем корки 1 блока,увеличивается объем зоны 2 монокристаллов (зона направленной кристалли-зации) и плотной зоны (зоны объемнойкристаллизации) 3, уменьшается объем 20раковистой эоны 4.Ведение плавки с переменной периодической изменяющейся скоростью согласно графику фиг. 1 позволяет повысить выход столбчатых монокристалловза счет возникновения чередующихсязон направленной и объемной кристаллизации(соответственно скачкам скорости плавки блока) по всему блоку.Последний период плавки, характеризу=ющийся низкой скоростью, обеспечивает уменьшение раковистой зоныблока и улучшение условий дифФузиипримесных легкоплавких компонентовиз центральной зоны благодаря поддержанию теплового равновесия системы.Общая продолжительность плавкименее 46 ч при средней скоростинаплавления блока 29 мм/ч не приводит к повышению качества периклаза,а увеличение продолжительности плавки более 80 ч при средней скоростинаплавления блока менее 15 мм/ч приводит к значительным тепловым потерям печи,Ведение плавки открытой дугой в 45общей сумме в течение 0,3-7,5 чпозволяет повысить качество плавленого периклаза за счет удаленияпарогазовой 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, умень. шают скорость плавки. При открытии дуги происходит удаление примесных окислов с парогазовой фазой. Если же длительное время (более 20 ч) не уменьшать скорость плавки, то 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 химико- минералогического состава и структуры периклаза. П р и м е р. В электропечи ОКБН 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.осм Ро дН 1 З ццн1 4 д на ох он хо днйц ц ооцхкод а крхо нхц Ийе 1 13 к 1 1 11оН,Зй хо о 8 д4 ма,ю о 5 ооц д оо ВЦ с й ц о а о х о с й н 1е;хрр Вр Ка 1 й Ю 1 Ю 1 151 Оа осч цо асх х хх .Хх3: о к о 5 Зк осо .м и ц. цооцхок аОкхо 3й,хюв йаоа.о ох х д з.3 д 1 Ц ооц хк рхх ницг,ей 63 е о 1 В ц д.Таблица 2 Серияплавки Материал Содержание окислов, % Зонынаправленнойкристаллизации 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 О,г 1,0 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 Периклаз 0,4 0,2 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 50) с высокой температурой плавления (2130 .С), Использование 40 предлагаемого способа получения периклаэа обеспечивает по сравнению с известным воэможность повышения качества периклаза за счет удаления примесных окислов иэ него (М 90 вы 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 изобретенияСпособ получения периклаза плавлением магнийсодержащей шихты на блок полученных после перечисленных серийплавок в электродуговой печиОКБН, приведены в табл. 2. в дуговой трехэлектродной печи,о т л и ч а в щ и й с я тем, что,с целью повышения качества периклазаи увеличения выхода монокристаллов,наплавление блока ведут при среднейскорости 15-29 мм/ч в течение 46-80 ч;чередуя через каждые 3,5-20 ч большую скорость наплавления 30-50 мм/чс малой скоростью - 15 мм/ч, с которойи заканчивают процесс плавки, причемв течение 0,3-7,5 час плавку ведутоткрытой дугой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Парфенов А.А. и др. Особенность.теплового режима плавки электротехнического периклаэа в дуговых печах.-"Электротехническая промышленность. Сер. "Электротермия", 1971,вып. 114, с, 4-5.