ДИНАСОКВАРЦИТОВЫЕ КРУПНЫЕ БЕТОННЫЕ БЛОКИ
Эти бетоны готовят из боя и брака динаса, кварцита (кварца) на жидком стекле или алюмофосфатных связках. В случае применения жидкого стекла для ускорения процессов твердения в бетон вводят кремнефтори - стый натрий Na2SiF6, представляющий собой мелкий (60 мкм и ниже) кристаллический порошок белого цвета (табл. XII.2).
Таблица XII.2
Состав шихт динасового бетона на жидком стекле
|
Бетонную массу приготовляют в бетономешалках принудительного действия. Смешение производят в два приема: сначала загружают крупнозернистый наполнитель с жидким стеклом и смешивают 3—4 мин, а затем загружают смесь тонкомолотых составляющих с крем - нефтористым натрием и смешивают еще 3—4 мин.
Массу следует приготовлять непосредственно перед формовкой и она может храниться не более 2 ч. Укладку бетонной массы в форму блока или в опалубку производят вибрацией на виброплощадках или уплотняют глубинными вибраторами. Уплотненный бетон выдерживают при 10—30° С без увлажнения в течение 3 сут, после чего форму блока разбирают, опалубку снимают.
Сушат бетонные блоки или монолитные футеровки обычно до остаточной влажности 0,5—2%. При достаточно высокой газопроницаемости бетонов и в тех случаях, когда они работают без контакта с расплавами металла, шлака или стекла, бетонную футеровку или блоки можно предварительно вообще не сушить. Удаление влаги из них в этом случае происходит при разогреве печей. Если бетоны в условиях службы находятся в контакте с расплавами, то сушат их до остаточной влажности ниже 0,5 % •
При уплотнении блоков методом пневмотрамбовки количество вводимого жидкого стекла уменьшают на 8-10%.
Динасовые бетоны на алюмофосфатных связках готовят так же, но вместо жидкого стекла и кремнефто - ристого натрия вводят 7—8% раствора алюмофосфатных связок. Свежеформованные изделия твердеют в течение 1—2 сут, а затем их сушат 25—30 ч с выдержкой при 100—150° С в течение 15 ч. Аналогично готовят кварцитовые и кварцитоглинистые бетоны (табл. XII.3).
Динасокварцитовые бетоны в виде крупных блоков массой 13 и 18 т применяют для футеровки нагревательных колодцев прокатных цехов.
Преимущества крупных блоков перед нормальными динасовыми изделиями видны из следующего сравнения (по данным ММК):
Нормаль - Блоки ные изделия
Продолжительность службы, мес. .... 12 2,5—3 Число рабочих, занятых на футеровке ячейки колодца 3—4 20
Время футеровки, ч.............................................. 0,7—1,0 16—18
Свойства динасовых (кремнеземистых) бетонов
|
Примечание. Предел прочности при сжатии бетона всех марок 15 МПа. |
Таблица ХІІ. З
|
Стекло кремнеземистого состава образуется также в результате взаимодействия кварцитовой набивкой футеровки с элементами стали по реакциям:
Масс в контакте с основными шлаками. Однако кварцй* товые массы при нагревании вследствие полиморфизма кремнезема разрыхляются, образуя крупные поры. 1 С целью снижения пористости в массы вводят 10—■
15% огнеупорной глины, что положительно влияет и на
При нагревании (1600° С) (рис. XII.1).
Для повышения прочности в массу вводят 2—5% (сверх 100%) 85% ортофос-
Форной КИСЛОТЫ Н3РО4 (3% на РаОб).
Рациональный зерновой состав получается при применении крупных фракций кварцита 5—0,5 мм (40%) и тонкомолотой смеси (60%), состоящей из 20% глины и 80% кварцита и содержащей не менее 85% зерен ниже 0,088 мм. Глинистокрем - неземистые массы на фосфатной связке применяют футеровки для разливочных ковшей методом набивки. Стойкость набивной футеровки ковшей (130 т) в сравнении со стойкостью ковшовых шамотных изделий увеличивается в 1,5—2 раза.
Введение 10% графита в кремнеземистую массу повышает ее шлакоустойчивость, но несколько снижает прочность при 500° С. Для упрочнения в этом случае вместо Н3РО4 вводят 3—5% 1АФС и 5%) ферросилиция крупностью ниже 0,06 мм. Ферросилиций снижает степень окисления графита в результате образования карбида кремния и оплавления зерен графита.
Дальнейшим повышением плотности набивки является применение обожженных (остеклованных) кварци-І тов, расширение которых в службе значительно ниже.1
Уменьшение роста массы |
24 |
20 |
5 15 25 Содержание глины, % |
5 г |
V» ОХ I4 ,1 ^ ? Q) О |
Рис. XII.1. Изменения кажущейся пористости (/) н линейного роста (2) кремнеземистых образцов в зависимости от содержания глины в бетоне |
Для изготовления новых футеровок или ремонта ме-1 тодом торкретирования используют специальные торкрет-порошки. Применяют различные схемы торкрети-
Рования. Торкрет-порошок смешивают с водой и в виде пульпы сжатым воздухом с помощью сопла наносят на поверхность печи. По другому способу торкрет-порошок в сухом виде подается к соплу, в сопле увлажняется и в виде массы различной влажности также сжатым воздухом наносится на поверхность печи (рис. XII.2). Высо-
Рис. XII.2. Торкрет-машина конструкции «Запорожсталь»: / — загрузочная воронка; 2—верхний конусный клапан; 3 — ем* кость для торкрет-порошка; 4 — нижний конусный клапан; 5 — рабочая камера; 6 — распределительный барабан; 7 — пневмо - двигатель; S — выход сжатого воздуха; 9 — отводящий патрубок; 10 — шланг для сухой смеси; 11— сопло; 12 — шлаиг для подачи воды; 13 — трубопровод сжатого воздуха |
Кую эффективность имеет метод пламенного торкретирования. По этому методу токрет-порошок подается в факел пламени при сжигании керосина в кислородной среде. Температура факела выше 2000° С. Собственно токрет-бетоном называют слой массы, нанесенный методом торкретирования. Торкрет-порошок представляет собой смесь огнеупорного заполнителя, вяжущего и добавки, обеспечивающей прилипание порошка к поверхности и уменьшающей отскок.
В качестве вяжущих применяют цементы, огнеупорную глину, фосфатные связки и др. Для примера приведем несколько составов торкрет-порошков.
Торкрет-порошки для торкретирования мартеновских печей имеют следующий состав, %:
І <
IV. Магиези-
Альноизвестко-
Вые
1 Если принять модель глобулярных пор, то коэффициент перед Радикалом будет 16,8.
1 Для огнеупоров ориентировочно Hi«s{j,2 и в формуле (II. 38) вместо Кі можно брать
1 Например, смешиваются шамот и глина в отношении 1:1. До* пускается отклонение ±5%. Теоретическое среднее арифметическое
С=50% и
(55 — 50)2+(45—50)2
Рис. IV.8. Номограмма расчета с. с. б.:
Пл — плотность раствора с. с. б., г/см3; Сд — содержание сухого вещества с. с. б. в растворе, »/„; П — содержание сухого вещества с. с. б. в сухой массе, %; Кр — количество раствора с. с. б. в сухой массе, %; "Л* — влажность массы от внесения в нее раствора с. с. б. или полная влажность массы при условии, что вся влага в массу внесена с раствором с. с. б., %; Аб — абсолютная, влажность массы, %; От—-Относительная влажность массы, %
Реальные частицы огнеупорных материалов, ко
Нечно, не сферичны, однако общие закономерности плотной укладки, выведенные для сфер, применимы в первом приближении для реальных условий.
Для получения плотной укладки зерновой состав исходного порошка должен быть прерывным с отношением размеров крупной фракции и тонкой около 100.
Практически одинаковая плотность может быть получена при различном, но рациональном соотношении фракций и всегда при значительном разрыве в размерах крайних фракций.
Классические представления о плотной упаковке, заключающиеся в том, что мелкие зерна укладываются в промежутки между крупными зернами, не раздвигая их, во многих случаях, не реализуются по следующим причинам: зерна используемых фракций имеют значительный разброс по размерам; существующие методы смешения, прессования (кроме вибропрессования) не обеспечивают необходимого распределения зерен.
По Фуллеру, плотная упаковка заполнителя в бетонах получается при условии:
У І = (dJD)os 100%,
Где yi — количество фракции, проходящей через сито с ячейкой размером г; D — размер самой крупной фракции смеси, мм; di — размер любой заранее заданной промежуточной фракции смеси, мм.
Например, если размер крупной фракции D — 3 мм, то количество фракции размером di= (0,2-+0,1) мм должно быть у= (0,15 : 3)°.5 100 = 22%. :
1 Коэффициент трения массы о стенки стальных прессформ
2 CaO-SLOz -2130 ~го5о
4
I Известь
I і і
Смешение і
Прессование I
■Сушка і
Обжиг
I Динасовый бой (брак) целесообразно использовать при производстве динасовых бетонов и крупных блоков.
Из смеси циркона Zr02-Si02 и кварцевого стекла. Химический со
5. ДИНАСОКОРДИЕРИТ
Динасокордиерит 2Mg0-2Al203-5Si02 плавится с разложением прн температуре около 1460° С. Образующаяся жидкая фаза компенсирует объемные изменения диоксида кремния, при этом в смеси кварцит — кордиерит несколько снижается огнеупорность, но повышается термостойкость. При добавке 10% кордиерита огнеупорность динасокордиерита 1610° С, а термостойкость 16 теплосмен. Технология производства заключается в том, что в динасовую шихту вводят предварительно синтезированную шпинель, которая уже при обжиге изделий с тонкомолотой кварцитовой составляющей образует кордиерит: 2(Mg0-Al203) + 5Si02=2Mg0 • 2А1203 • 5Si02.
Сама кордиеритовая связка, как и кварцевое стекло, имеет исключительно низкий температурный коэффициент линейного расширения, равный 0,53-10^6 "С"1.
1 В США, Англии, Японии и некоторых других странах, где нет крупных залежей магнезита, оксид магния получают из морской воды.