RU2142926C1 - Периклазошпинелидный огнеупор - Google Patents
Периклазошпинелидный огнеупор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142926C1 RU2142926C1 RU99100059A RU99100059A RU2142926C1 RU 2142926 C1 RU2142926 C1 RU 2142926C1 RU 99100059 A RU99100059 A RU 99100059A RU 99100059 A RU99100059 A RU 99100059A RU 2142926 C1 RU2142926 C1 RU 2142926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- periclase
- periclass
- spinellide
- refractories
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления периклазошпинелидных огнеупоров (ПШО), предназначенных для футеровки металлургических агрегатов, цементных вращающихся печей, а также тепловых агрегатов других отраслей промышленности, ПШО содержит, мас.%: периклаз 37-75; феррихромпикотит 15-45; монтичеллит 3-6; магнезиоферрит 2-4; форстерит 2-4; борсиликатная фаза с содержанием В2О3 9,0-12 мас. % 2-5. Наличие в ПШО борсиликатной стеклофазы обеспечивает повышение качества за счет повышения коррозионной устойчивости к реагентам высокой основности, в частности шлакам кислородно-конвертерного производства стали и портландцементному клинкеру. 2 табл.
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления периклазошпинелидных огнеупоров, предназначенных для футеровки металлургических агрегатов, цементных вращающихся печей, а также тепловых агрегатов других отраслей промышленности.
Известен безобжиговый периклазошпинелидный огнеупор, изготовляемый из огнеупорной массы, содержащей, мас.%: магнезит фракции менее 5 мм 40-65, тонкомолотый магнезит фракции менее 0,088 мм 20-35, хромит фракции 0,5-3 мм 12,5-24, триполифосфат натрия 2,0-2,5, буру 0,5-1,5 (а. с. СССР N 709596, М. Кл. C 04 B 35/04, 1976). Фазовый состав известного огнеупора представлен, в основном, периклазом, хромшпинелидом, силикатами и стеклофазой системы P2O5-B2O3-SiO2, содержание которой в структуре огнеупора превышает 10%.
Прочность известного огнеупора не достигает 30 Н/мм2, что ниже значений, регламентированных современными стандартами для периклазохромитовых изделий. Присутствие в огнеупоре большого количества легкоплавких включений значительно снижает химическую устойчивость футеровок к реагентам высокой основности: металлургическим шлакам и цементному клинкеру.
Наиболее близким к изобретению является периклазошпинелидный огнеупор, включающий периклаз 38-75, феррихромпикотит 17-45, монтичеллит 3-8, магнезиоферрит 3-5, форстерит 2-4 (а. с. СССР N 1655951, М. Кл. C 04 B 35/04, 1989). Известный огнеупор предназначен для футеровки сводов мартеновских и электросталеплавильных печей, зоны спекания цементных вращающихся печей.
Недостатком известного огнеупора является относительно низкая коррозионная стойкость к реагентам с основностью более 2,7, например к шлакам кислородно-конвертерного производства стали и цементному клинкеру. Высокоосновные соединения кальция, присутствующие в большом количестве в указанных реагентах, активно взаимодействуют с силикатными фазами огнеупора с образованием двухкальциевого силиката, в основном, в форме β-C2S. Наличие нестабилизированного β-C2S в структуре периклазошпинелидного огнеупора обуславливает в дальнейшем разрушение футеровки, вследствие модификационного перехода β-C2S ←_→ γ-C2S, сопровождающегося значительным изменением объема, вызывающего разрыхление структуры и, соответственно, усиление коррелирующего воздействия со стороны металлургических шлаков и цементного клинкера.
Задачей изобретения является повышение качества периклазошпинелидных огнеупоров за счет увеличения их коррозионной устойчивости к реагентам высокой основности.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения, заключается в повышении шлакоустойчивости к ультраосновным металлургическим шлакам (основность более 2,7), например к шлакам кислородно-конвертерного производства стали, а также в повышении клинкероустойчивости.
Указанный технический результат достигается тем, что периклазошпинелидный огнеупор, содержащий периклаз, феррихромпикотит, монтичеллит, магнезиоферрит и форстерит, согласно изобретению дополнительно содержит борсиликатную стеклофазу, содержание оксида бора в которой составляет 9-12 мас.%, при следующем соотношении минеральных фаз, мас.%:
Периклаз - 37-75
Феррихромпикотит - 15 - 45
Монтичеллит - 3 - 6
Магнезиоферрит - 2 - 4
Форстерит - 2 - 4
Указанная стеклофаза - 2 - 5
В процессе обжига огнеупора борсиликатная стеклофаза равномерно распространяется по поверхности кристаллических фаз, заполняя поры и уплотняя структуру. Одновременно с этим происходит насыщение стеклофазы (до 70-80 мас.%) высокоогнеупорными кристаллитами периклаза и соединений на его основе, которые значительно повышают вязкость и огнеупорность стеклофазы. При воздействии реагентов высокой основности образующийся в структуре огнеупора C2S, благодаря присутствию указанной стеклофазы, стабилизируется в высокотемпературной β-форме, что позволяет избежать силикатного распада при температурах инверсии. β-C2S упрочняет и уплотняет контактную зону огнеупора, препятствуя дальнейшему проникновению шлакового или клинкерного расплава в более глубокие слои футеровки. Таким образом, наличие борсиликатной стеклофазы, насыщенной кристаллитами высокоогнеупорных соединений, обеспечивает повышение шлакоустойчивости периклазошпинелидного огнеупора к ультраосновным шлакам, а также повышение устойчивости к цементному клинкеру.
Периклаз - 37-75
Феррихромпикотит - 15 - 45
Монтичеллит - 3 - 6
Магнезиоферрит - 2 - 4
Форстерит - 2 - 4
Указанная стеклофаза - 2 - 5
В процессе обжига огнеупора борсиликатная стеклофаза равномерно распространяется по поверхности кристаллических фаз, заполняя поры и уплотняя структуру. Одновременно с этим происходит насыщение стеклофазы (до 70-80 мас.%) высокоогнеупорными кристаллитами периклаза и соединений на его основе, которые значительно повышают вязкость и огнеупорность стеклофазы. При воздействии реагентов высокой основности образующийся в структуре огнеупора C2S, благодаря присутствию указанной стеклофазы, стабилизируется в высокотемпературной β-форме, что позволяет избежать силикатного распада при температурах инверсии. β-C2S упрочняет и уплотняет контактную зону огнеупора, препятствуя дальнейшему проникновению шлакового или клинкерного расплава в более глубокие слои футеровки. Таким образом, наличие борсиликатной стеклофазы, насыщенной кристаллитами высокоогнеупорных соединений, обеспечивает повышение шлакоустойчивости периклазошпинелидного огнеупора к ультраосновным шлакам, а также повышение устойчивости к цементному клинкеру.
Выбор пределов содержания борсиликатной стеклофазы в огнеупоре обусловлен следующим. Снижение количества стеклофазы менее 2 мас.% приводит к неполной стабилизации β-C2S, в результате чего уменьшается шлакоустойчивость и клинкероустойчивость огнеупора. Превышение количества стеклофазы более 5 мас.% отрицательно сказывается на огневых свойствах огнеупоров.
Увеличение концентрации оксида бора в стекле более 12 мас.% повышает деформативность огнеупоров при их обжиге и в процессе эксплуатации. Уменьшение количества оксида бора в стекле менее 9 мас.% приводит к снижению клинкеро- и шлакоустойчивости огнеупора, а также к снижению механической прочности и термостойкости. Для изготовления образцов периклазошпинелидных огнеупоров по изобретению использовали:
спеченный периклазовый порошок с содержанием, мас.%: MgO 92,2; CaO 2,6; SiO2 3,3; Fe2O3 1,9;
хромалюможелезистый концентрат с содержанием, мас.%: Cr2O3 37,4; Al2O3 19,6; Fe2O3+FeO 19,1; MgO 14,2; SiO2 5,8; CaO 1,9;
борную кислоту с содержанием В2O3 56,02 мас.% (могут быть использованы другие борсодержащие соединения).
спеченный периклазовый порошок с содержанием, мас.%: MgO 92,2; CaO 2,6; SiO2 3,3; Fe2O3 1,9;
хромалюможелезистый концентрат с содержанием, мас.%: Cr2O3 37,4; Al2O3 19,6; Fe2O3+FeO 19,1; MgO 14,2; SiO2 5,8; CaO 1,9;
борную кислоту с содержанием В2O3 56,02 мас.% (могут быть использованы другие борсодержащие соединения).
Шихту для изготовления периклазошпинелидных огнеупоров по изобретению готовили путем смешения зернистых компонентов: периклазового порошка фракции 3-0 мм и хромалюможелезистого концентрата фракции 3-0 мм, с тонкомолотой смесью фракции менее 0,063 мм периклаза с борной кислотой или с тонкомолотой смесью периклаза, хромалюможелезистого концентрата и борной кислоты.
Помол тонкомолотой смеси осуществляли в трубомельнице, причем порошкообразную борную кислоту подавали в мельницу микропорциями совместно с периклазом (пример 2) или периклазом и хромалюможелезистым концентратом (примеры 1, 3-5) с цикличностью 5-15 с при постоянной синхронизации соотношения измельчаемых компонентов. Указанный режим приготовления смеси обеспечивает гомогенное распределение борсиликатной стеклофазы в структуре периклазошпинелидного огнеупора и максимальную степень насыщения стеклофазы высокоогнеупорными кристаллитами.
Составы шихт приведены в таблице 1.
Полученные шихты увлажняли раствором лигносульфоната технического плотностью 1,22 г/см3 в количестве 5-6 мас.% (сверх 100%). Образцы огнеупоров прессовали под давлением 100 Н/мм2 и обжигали в туннельной печи при температуре 1620oC с выдержкой при конечной температуре в течение 3 часов.
Фазовый состав периклазошпинелидных огнеупоров, определенный путем петрографического анализа, представлен в таблице 2, где также приведены свойства огнеупоров.
Открытую пористость, прочность при сжатии и термостойкость определяли по стандартным методикам.
Шлакоустойчивость определяли динамическим методом при температуре 1500oC: изделия помещали в конвертерный шлак, состава, мас.%: SiO2 12,7; Al2O3 3,7; CaO 50,4; MgO 5,2; Fe2O3 + FeO 3,7; MnO 3,7; Sобщ 0,05 (основность шлака по соотношению CaO/SiO2 - 4,0) и вращали со скоростью 200 об/мин в течение 15 мин. Затем вычисляли коэффициент шлакоразъедания путем нахождения отношения объема разрушенной шлаком части изделий к его исходному объему. Как видно из таблицы 2, периклазошпинелидные огнеупоры известного состава подвержены большей шлаковой коррозии по сравнению с огнеупорами по изобретению. Положительное влияние борсиликатного стекла на повышение шлакоустойчивости периклазошпинелидных огнеупоров особенно наглядно показывает сопоставление сходных по минеральному составу примеров выполнения 1 и 7 (коэффициент шлакоразъедания снизился с 14,6% до 8,2%), а также примеров 5 и 6 (с 10,2% до 7,4%).
Для определения клинкероустойчивости в промышленных условиях были изготовлены огнеупорные изделия составов 1-7 размерами 230х150х65 мм, которые были установлены в зоне спекания цементной печи диаметром 5 и длиной 185 м участками протяженностью по 2 м каждый по периметру печи. После 237 суток эксплуатации печь была остановлена на ремонт, и производился замер средней остаточной толщины футеровки на каждом из участков. Основной причиной износа огнеупоров, сходных по минеральному составу и близких по основным физико-керамическим свойствам, явилась химическая коррозия при взаимодействии с портландцементным клинкером. Состав портландцементного клинкера, мас.%: CaO 66,25; SiO2 22,40; Al2O3 4,60; Fe2O3 4,50; R2O 0,75; MgO 0,80; SO3 0,70. В соответствии с этим, клинкероустойчивость периклазошпинелидных огнеупоров оценивали по относительному коэффициенту клинкероустойчивости, который определяли как отношение исходной толщины футеровки к средней остаточной толщине после службы.
Сравнение приведенных в таблице 2 значений указанного коэффициента показывает, что периклазошпинелидные огнеупоры по изобретению более устойчивы к воздействию цементного клинкера, чем известные. Это подтверждает также анализ структуры рабочей зоны огнеупоров после службы. Для составов 6-7 характерна рыхлая структура зоны с открытой пористостью более 40%, при этом мощность зоны составила 15-20 мм. У огнеупоров предлагаемого минерального состава (примеры 1-5) рабочая зона плотной структуры с открытой пористостью 12-20%, мощность зоны 3-8 мм.
Таким образом, периклазошпинелидные огнеупоры по изобретению обладают высокой коррозионной устойчивостью к реагентам высокой основности при сохранении требуемого уровня основных физико-керамических показателей.
Claims (1)
- Периклазошпинелидный огнеупор, включающий периклаз, феррихромпикотит, монтичеллит, магнезиоферрит и форстерит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит борсиликатную стеклофазу, содержание оксида бора в которой составляет 9 - 12 мас.%, при следующем соотношении минеральных фаз, мас.%:
Периклаз - 37 - 75
Феррихромпикотит - 15 - 45
Монтичеллит - 3 - 6
Магнезиоферрит - 2 - 4
Форстерит - 2 - 4
Указанная стеклофаза - 2 - 5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100059A RU2142926C1 (ru) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | Периклазошпинелидный огнеупор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100059A RU2142926C1 (ru) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | Периклазошпинелидный огнеупор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2142926C1 true RU2142926C1 (ru) | 1999-12-20 |
Family
ID=20214301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99100059A RU2142926C1 (ru) | 1999-01-05 | 1999-01-05 | Периклазошпинелидный огнеупор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2142926C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805678C1 (ru) * | 2022-06-22 | 2023-10-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Огнеупорная заправочная масса |
-
1999
- 1999-01-05 RU RU99100059A patent/RU2142926C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805678C1 (ru) * | 2022-06-22 | 2023-10-23 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Огнеупорная заправочная масса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2587194C2 (ru) | Способ изготовления футеровки в промышленной печи большого объема, а также промышленная печь с футеровкой и огнеупорный кирпич для такой футеровки. | |
JP5879414B2 (ja) | 向上した耐熱衝撃性を示す焼結耐火物 | |
US20230312418A1 (en) | Dry material mixture for a backfill, preferably a refractory concrete backfill, for producing a heavy-clay refractory non-basic product, refractory concrete backfill and such a product, method for producing same, lining, and industrial furnace, channel transport system or mobile transport vessel | |
AU2008333636B2 (en) | Fireproof ceramic mix, fireproof ceramic molded body formed of said mix, and the use thereof | |
Othman et al. | Recycling of spent magnesite and ZAS bricks for the production of new basic refractories | |
RU2142926C1 (ru) | Периклазошпинелидный огнеупор | |
JP2000335978A (ja) | キャスタブル耐火物 | |
JP2004203702A (ja) | 蛇紋石又はタルクを含有する不定形耐火物と施工体およびこれらで内張りされた窯炉 | |
CA1331631C (en) | Rebonded fused brick | |
SU1301811A1 (ru) | Огнеупорна масса дл футеровки индукционных тигельных печей | |
KR20030052342A (ko) | 장입래들용 알시카질 내화벽돌 조성물 | |
RU2124487C1 (ru) | Периклазошпинельный огнеупор | |
RU2165396C1 (ru) | Магнезиальносиликатный огнеупор | |
JP4538779B2 (ja) | マグネシア−アルミナ系クリンカーおよびそれを用いて得られる耐火物 | |
SU927781A1 (ru) | Шихта дл изготовлени огнеупорных изделий | |
RU2068824C1 (ru) | Огнеупорная набивная масса для футеровки индукционных печей | |
RU2182140C1 (ru) | Магнезиально-силикатный огнеупор | |
Saigal | Reaction Sintered Zircon-Dolomite Compositions for Insulating Refractories | |
RU2094407C1 (ru) | Известково-силикатно-периклазовый безобжиговый огнеупор | |
JP2568825B2 (ja) | ジルコニア含有マグネシアクリンカ−及びその製造方法 | |
RU2198859C1 (ru) | Магнезиально-шпинелидный огнеупор | |
RU2159219C1 (ru) | Магнезиальная масса для футеровки металлургических агрегатов | |
JP2765458B2 (ja) | マグネシア・カ−ボン系耐火物 | |
RU2579092C1 (ru) | Огнеупорная бетонная смесь | |
SU1636372A1 (ru) | Заполнитель огнеупорного бетона |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080106 |