Воронов Г.В., Старцев, В.А. Огнеупорные материалы и изделия в промышленных печах и объектах вспомогательного назначения

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 2.7.

Изделия огнеупорные для сифонной разливки стали

ГОСТ 11586 – 69

Физико-химические свойства Изделие

ШС – 28

Массовая доля Al

, %, не менее 28

Огнеупорность, °С, не ниже 1670

Дополнительная усадка при t 1350°С, %, не более 0,5

Открытая пористость, % 15 – 26

Термическая стойкость, теплосмен 1

Шамотные изделия относительно плохо сопротивляются воздействию

железистых шлаков и окалины.

Многошамотные огнеупоры изготовляют из смеси, содержащей 80-95 %

обожженной и 5-20 % необожженной глины, посредством прессования под дав-

лением, в два раза превышающем давление прессования обычных шамотных из-

делий.

Они характеризуются более высокой термостойкостью (до 100 тепло-

смен), малой пористостью и усадкой в процессе службы (до 0,3 %), более вы-

сокой плотностью и прочностью. Многошамотные огнеупоры находят более

широкое применение, причем в особо ответственных элементах промышленных

печей: для футеровки доменных печей, сталеразливочных ковшей, подвесных

сводов нагревательных печей и т.д. Вследствие малой усадки при обжиге они

наиболее удобны для изготовления фасонных изделий, требующих соблюдения

особо точных размеров.

2.3. ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Высокоглиноземистые изделия (ГОСТ 24704-81) разделены на четы-

ре группы в зависимости от их фазового состава и содержания Al

: мулли-

токремнеземистые (45-62 % Al

); муллитовые (62-72 % Al

), муллитоко-

рундовые (72 - 90 % Al

) и корундовые (>90 % Al

) рис 2.1, 2.2. По мере

повышения содержания Al

В изделиях растет шлакоустойчивость к кислым

шлакам.

Для производства высокоглиноземистых огнеупоров используют: тех-

нический глинозем; электроплавленный корунд и природные минералы группы

силиманита. В огнеупорной промышленности применяют высокоглиноземи-

стые шлаки, образующиеся при производстве титана, хрома и некоторых ферро-

сплавов.

В производстве высокоглиноземнетых огнеупоров условно выделяют два

передела: производство высокоглиноземистого шамота и производство изделий.

Основой производства является получение плотноспеченного высокоглинозе-

мистого шамота, который служит отощающим материалом и связывается при

прессовании изделий высокопластичной глиной. Высокоглиноземистые изде-

лия изготавливают по многошамотной технологии при содержании глиняной

связки в шихте в количестве 10-12 %.

В практике применяют следующие составы шихт : высокоглиноземи-

стые с содержанием Al

≥65 %, шамота 55 % и совместного помола глины и

шамота 45 %. Общее содержание глины в шихте составляет ~ 13 %.

Муллитокорундовые изделия повышенной термостойкости с содержа-

нием 76-78 % Al

содержат в оставшейся части шамота 50 % и совместного

помола глины и шамота 50 %.

Специфическим видом брака при обжиге высоко глиноземистых изделий,

особенно при содержании А1

Оз >80 % , является разрыхление изделий, связанное со

вторичным муллитообразованием. Для уменьшения разрыхления рекомендуют

уменьшить содержание SiO

за счет снижения вводимой глины и тщательно осуще-

ствлять смешение глины и шамота как при получении смеси совместного помола,

так и при смешении масс. Некоторые свойства высокоглиноземистых изделий при-

ведены в табл. 2.8., 2.9 , 2.10

Таблица 2.8

Свойства высокоглиноземистых огнеупоров по ГОСТ 24704-81

Изделия

Марка

Массовая до-

ля,%

Температура размяг-

чения, °С,

не менее

Предел прочности

при сжатии,

Н/мм

, не

менее

Открытая порис-

тость, %, не более

Термическая стой-

кость теплосмен

А1

не

менее

Fе

не

более

Корундовые

КС-95 95 0,6 1680 40 24 -

КС-95 90 0,8 1660 50 24 -

Муллитокорундо-

вые

МКС-

80-22

80 1,4 1630 35 22 -

МКС-

80-23

80 1,4 1620 30 23 -

МКС-

72-22

72 1,3 1630 40 22 -

МКС-

72 1,5 1500 30 24 3

МКП-

72 1,5 1550 80 16 3

Муллитовые

МЛС-

-22

70 1,5 1550 40 22 -

МЛС-

70-24

70 1,5 1550 30 24 -

МЛС-

62 1,5 1450 25 24 3

МЛУ-

62 1,5 1500 60 17 3

Муллито кремнезе-

мистые

МКРС-

60-22

60 1,8 1520 40 22 -

МКРС-

60-24

60 1,5 1450 25 24 -

МКРС-

45 1,8 1400 20 24 3

МКРУ-

45 1,8 1450 40 18 3

Таблица 2.9.

Изделия огнеупорные муллитовые – МЛС – 62

Изделия корундовые плотные на фосфатной связке – КПФ

Изделия муллитокорундовые на фосфатной связке – МКФУ – 85 (Б «АОО»)

Технические характеристики

Наименование показателей Марка изделий

МЛС – 62 КПФ МКФУ –

Массовая доля, %

, не более

, не менее

свыше

1,5

не менее

0,5

1,5

не менее

1,1

1,2

Предел прочности при сжатии, Н/мм

, не

менее

25 105 90

Пористость открытая, %, не более 24 16 20

Температура начала размягчения, °С, не

ниже

1450

Усадка дополнительная линейная при t

1500°С, %, не более

0,4

Кажущаяся плотность, г/см

, не менее 3,1

Применяют для кладки различных тепловых агрегатов (МЛС – 62,

МКФУ – 85), защиты печей от агрессивного воздействия расплавов металлов с

температурой службы 1750°С (КПФ)

Назначение:

МКГВ – для службы в термических и нагревательных печах

МКТП-85 – для кладки различных тепловых агрегатов

МКБ-80 – для футеровки передвижных миксеров

МКГ-80 – гнездовой кирпич

ШП – для футеровки подины печи плавки алюминия

ВГПУГС

– для футеровки стальковшей

КБВ ГС – низкоцементный гнездовой шиберный блок

КБВ ПФУ – низкоцементный продувочный узел

КБВ ПР – низкоцементный продувочный блок

КБВ ФД – низкоцементный продувочная пробка

Таблица 2.10

Новая продукция. Изделия (Динур)

Наименование

показателей

МКГВ

МК

ТП-

МКБ-

МКГ-80

ШП

ВГП

УГС

КБВ ГС

КБВ

ПФУ

КБВ ПР

КБВ

ФД

Масса

до 25

кг

Масса

свыше

25 кг

Массовая доля,

, не менее

, не более

MgO, не менее

СaO, не более

2,5

1,4

1,5

1,4

7,0

2,0

Кажущаяся

плотность, г/см

не менее

2,8 2,75

Пористость от-

крытая, % не бо-

лее

20 24 20 20 23 20-

Предел прочно-

сти при сжатии,

Н/мм

, не менее

40 40 60 40 - 60 40 50

Огнеупорность,

°С , не ниже

1800 1700 1650

Усадка линейная

дополнительная

при 1600°С , %,

не более

1,0 фу-

культ.

Термостойкость

(водяных тепло-

смен):

нагрев 1300°С,

не менее

нагрев 1100°С,

не менее

Потери при про-

каливании, %, в

пределах

8-13

2.4. ОСНОВНЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основные огнеупоры, содержащие в своей основе MgO классифицируют

следующим образом:

Эти группы огнеупоров объединяет и то, что между ними имеются проме-

жуточные типы огнеупорных изделий, например, периклазовые с повышенным со-

держанием оксида кальция. Сырьем для производства основных огнеупоров служат:

магнезит, доломит, хромитовая руда и некоторые добавки (глинозем, ильменит и

др.).

Периклазовые изделия относятся к группе магнезиальных огнеупоров, осно-

вой которых является МgО. Технология производства магнезитовых огнеупоров сво-

дится к обжигу дробленого магнезита МgСОз при температуре выше 1570°С и полу-

чения оксида магния в кристаллической форме, который затем подвергают дробле-

нию, помолу, увлажнению, прессованию для получения изделий требуемой формы.

Изделия сушат и обжигают при температуре выше 1600 °С. Полученные при такой

технологии огнеупоры обладают высокой температурой начала размягчения (1500-

1580 °С). Они хорошо противостоят воздействиям основных и железистых шлаков,

но обладают низкой термостойкостью (1-2 теплосмены).

Основные огнеупоры

Периклазовые

Доломитовые

Периклазсодержащие

Порошки

Изделия

Порошки Изделия

Периклазохромитовые

Хромитопериклазовые

Периклазоизвестковые

Форстеритовые и

Периклазофорстеритовые

Из обожженного магнезита получают периклаз в электро – дуговых печах.

Изделия из плавленого периклазового порошка имеют более высокую температуру

начала размягчения (до 1600°С) и лучшую стойкость против воздействия шлаков.

Из магнезитовых изделий выкладывают под и стены рабочего простран-

ства сталеплавильных печей, под кузнечных нагревательных печей, предназначен-

ных для нагрева крупных слитков и заготовок, стаканы для сталеплавильного

припаса. Порошок (ГОСТ 70360-85 высшей и первой категории и ГОСТ 24862-81)

из обожженного магнезита используют для наварки и заправки подин сталеплавиль-

ных печей, изготовления набивных тиглей индукционных печей.

Периклазовые изделия различного назначения ГОСТ 4689-74 выпускают различных

Марка................................................................... М1 М2 М3 М4 М5

Пористость, %, не более..................................... 20 11-18 11-23 11-20 11-26

Температура начала деформации

под нагрузкой 0,2 МПа, °С, не ниже................. 1650 1550 1500 1500 1500

Марка................................................................... М6 М7 М8 М9

Пористость, % , не более................................... 16 22 24 22

Температура начала деформации

под нагрузкой 0,2 МПа, С, не ниже................ 1650 1600 1600 1450

Огнеупоры на основе периклазового порошка и хромитовой руды в шихте

разделяют на две группы: обожженные - хромитопериклазовые (ГОСТ 5381-72) и

периклазохромитовые (ГОСТ 10888-76) и безобжиговые периклазохромитовые и

хромитопериклазовые (ГОСТ 13998-68).

Вредной примесью в хромитовой руде является (СаО) При обжиге СаО взаи-

модействует с Сr

Оз и образует легкоплавкие жидкотекучие расплавы при 1100-1250

°С, приводящие к образованию "сваров" и "выплавок" в изделиях. В связи с этим со-

держание СаО как в хромитовой руде, так и в периклазовом порошке строго ограни-

чивают.

Хромомагнезитовые изделия (хромопериклазовые), содержащие 15-30 %

Сr

и 45-60% Мg0, получают из хромитовой руды, обожженного магнезита и

глинозема в соответствующих количествах. Изготовляют хромомагнезитовые изде-

лия прессованием как обожженные, так и необожженные по технологии, близкой к

процессу изготовления магнезитовых огнеупоров. Основные свойства их представле-

ны в табл. 2.11

Таблица 2.11

Основные физико-химические свойства хромитопериклазовых

огнеупоров различных марок

Показатели ХП1 ХП2 ХПЗ ХП4 ХП5 ХМ1 ХМ2 ХМЗ ХМ4

Массовая доля, %:

МgО не менее 46 46 42 42 42 42 40 40 40

Сг

Оз, не менее 22 22 20 15 15 20 18 15 15

SiO

. не более 6 7 8 8 8 6 6 8 8

Открытая порис-

тость, %,не более

20 22 23 24 25 21 24 26 26

Предел прочности

при сжатии, Н/мм,

не менее

30 27,5 25 25 20 25 20 20 20

Температура нача-

ла деформации

под нагрузкой 0,2

МПа, °С, не менее

1550 1520 1500 1500 1450 1650 1520 1500 1450

Хромитовые и хромомагнезитовые изделия, несмотря на высокую огнеупор-

ность (не менее 1900-1920°С), приемлемую термостойкость (3-9 теплосмен), имеют

низкую температуру начала размягчения под нагрузкой (1450-1520°С), приведенные

рабочие характеристики, а также свойство "разбухания" огнеупорных изделий в ре-

зультате поглощения оксидов железа ограничивают область применения этих мате-

риалов.

Достоинством этих огнеупоров являются малое изменение объема при на-

греве и хорошая устойчивость против основных и железистых шлаков. Хромомагне-

зитовые изделия используют в кладке передней и задней стенки сталеплавильных

печей, футеровке обжиговых печей, для кладки подин кузнечных печей и т.д. Хро-

митовый порошок используют для приготовления набивных масс.

Важным положительным свойством хромомагнезитовых огнеупоров являет-

ся то, что они не вступают в химическое взаимодействие с динасом при 1650-1700°С.

Однако при контакте с жидкой ванной возможен процесс восстановления хрома и в

расплаве обнаруживается примесь этого элемента.

Периклазохромитовые (ПХ) изделия изготовляют их хромитовой руды и

перикла-зового порошка. Достоинством изделий является повышенная термостой-

кость и хорошая ме-талло- и шлакоустойчивость. Основные свойства ПХ изделий

приведены в табл. 2.12.

Хромитопериклазовые и периклазохромитовые изделия изготавливают двух

типов: обычные и армированные. Большим недостатком безобжиговых изделий яв-

ляется снижение прочности в три - четыре раза и повышение пористости из-за выгорания

"барды" или разложения химической связки в интервале температур 500-1000 °С.

Армирование (кассетирование) способствует устранению этого недостатка.

Сложные условия службы при внепечном вакуумировании и продувке ста-

ли газами предъявляют высокие требования к исходным материалам. В этом случае

"спеченный" периклазовый порошок заменяют электроплавленным периклазом, а

хромитовую руду - плавленым периклазохромитовым порошком.

Таблица 2.12

Основные свойства периклазохромитовых огнеупоров различных ма-

рок по ГОСТ 10888-76

Показатели ПХСП ПХСУТ ПХСУ ПХСС ПХССТ

Массовая доля, %: Cr

MgO ,не менее

7-15

7-18

Предел прочности при сжатии,

МПа, не менее

37,5

35,0

32,5

17,5

25,0

Температура начала деформации

под нагрузкой 0,2 МПа, °С, не ме-

нее

1560

1540

1520

1500

Термостойкость (1300 °С – вода ),

теплосмен

Отк

ытая по

истость

% 16 18 20 22 22

Периклазоизвестковые огнеупоры в своей основе содержат периклаз МgО и

известь СаО. Наиболее распространенными огнеупорами этой группы являются из-

делия на смоляной связке смолодоломитовые (СДО), смолопериклазовые (СПО) и

смолодоломитопериклазовые (СДПО). Углерод, образующийся в процессе кок-

сующего обжига, служит огнеупорной основой, формирующей углеродистый каркас

изделия.

Основная масса изделий этой группы представлена смолодоломитовыми ог-

неупорами, применяемыми в кислородно-конвертерном и электродуговом произ-

водстве стали.

Основным сырьем для производства СДО служат природные доломиты

СаМg(СОз)

В чистом доломите содержится 30,4 % СаО; 27,9 % МgО и 42 % С0

При-

родные доломиты содержат примеси глины, оксидов железа, кварц, гипс, соединения

щелочных металлов.

Периклазоизвестковые огнеупоры содержат свободную известь и из-за этого

применять водосодержащие связки нельзя. Вода взаимодействует с СаО по реакции

СаО + Н

0 → Са(ОН)

+q,

причем объем продуктов реакции почти в два раза превышает о6ъем исходных, что вы-

зывает интенсивное разрушение изделий. Поэтому наибольшее распространение по-

лучила каменно-. угольная смола, состоящая из, %: пека 85; антраценового масла 8 -

13 ; поглотительного масла 7 - 12; воды не более 0,2. Нелетучий остаток смолы со-

ставляет ~ 45 %.

В производстве периклазоизвестковых (доломитовых) огнеупоров условно вы-

деляют производство «спеченных» порошков и изделий на их основе.

Доломитовые порошки. Сырой доломит в зависимости от химического со-

става по ГОСТ 10375-63 делится на два класса:

1- с содержанием МgО не менее 19 %;

2- не менее 17% СаО.

Содержание в доломите оксидов (А1

0з и Fе

Оз) соответственно не

более 3 и 4 %.

Обожженный доломит марок ДОК - 32,5; ДОМ-32,5 и ДОК-29, ДОМ-29 со-