ПРОИЗВОДСТВО смолодоломитовых, СМОЛОДОЛОМИТОМАГНЕЗИТОВЫХ И СМОЛОМАГНЕЗИТОВЫХ ИЗДЕЛИИ
Изделия этой группы изготовляют из спеченного до ломита или магнезита, из их смеси с препарированной каменноугольной смолой или с пеком. Спеченный доломит используют в крупных фракциях до 8 мм, так как доломит в крупных зернах гидратируется значительно меньше, чем в мелких. В связи с чем доломит, обожженный по зернистому способу крупностью 25—5 мм, измельчают и отсеивают мелкую фракцию.
Измельчение, с одной стороны, способствует гидратации, с другой, свежеполученное зерно значительно лучше смачивается смолой.
Мелкую фракцию (ниже 1 мм), необходимую для получения плотной упаковки, в количестве 30—40% получить из обожженного доломита очень трудно, так как тонкие фракции доломита легко гидратируются, поэтому тонкую фракцию берут из спеченного магнезита, при этом получаются смолодоломитомагнезитовые изделия.
Количество связки определяется следующими условиями. При большом количестве смолы масса сильно комкуется, прилипает на стенки прессформы и становится непригодной для прессования. В условиях службы связующее коксуется, а кокс связывает зерна доломита (магнезита) и участвует как огнеупорный материал в работе футеровки, повышая ее сопротивление воздействию металла и шлака.
Одновременно кокс частично выгорает и при этом увеличивается пористость футеровки, что снижает ее стойкость. Таким образом, существует оптимальное количество связующего, оно находится в пределах 4—6% от массы доломита (магнезита).
Содержание углерода в изделиях при этом количестве смолы составляет 2—2,5%. При применении в качестве связки одного среднетемпературного пека максимальное количество его, приемлемое по технологическим условиям, доходит до 7%, при этом содержание углерода в изделиях повышается до 4,0—4,3%.
Смолодоломитовую (магнезитовую) массу готовят в смесителях, обогреваемых паром (125—135° С) или газом. Сначала в течение 5 мин смешивают крупные фракции доломита 1—12 мм, нагретые до 95° С, и 2/з смолы, нагретой до 100°С, затем загружают мелкие фракции магнезита 0,1 мм, нагретые до 60° С, и смешивают 4 мин. Добавляют оставшуюся '/з смолы и еще смешивают 5 мин. Весь процесс смешения длится 18— 20 мин при температуре 90±5°С.
При прессовании по холодному способу массу, полученную описанным способом, охлаждают в контейнере до 30+5° С в течение нескольких суток. Верхний гид- ратированный слой перед прессованием удаляют, массу разрыхляют в рыхлительной машине, засыпают в пресс - форму и прессуют.
При прессовании по горячему способу массу перед прессованием не охлаждают и прессуют при температуре 75+10° С. Массы на связке из одного пека прессуют при температуре ~ 100°С.
Разница в способах заключается в том, что охлажденная масса лучше заполняет форму и по этому способу можно несколько больше ввести связки. Существенный недостаток — гидратация части массы при охлаждении.
Снижение температуры массы, вызывает необходимость увеличения давления прессования, а это в свою очередь увеличивает раздавливание крупных зерен, т. е. образование свежих поверхностей доломита, не покрытых смолой, что снижает устойчивость изделий к гидратации.
Особенность формования смолодоломитомагнезито - вых и смоломагнезитовых изделий заключается в прессовании сырца в положении на ребро. Это стабилизирует размеры изделий по толщине, что обусловливает повышение плотности кладки конвертора. Вместе с тем затрудняется заполнение формы массой. Давление
Прессования при холодном способе составляет 100 МПа при горячем 70 МПа. Цикл прессования длится 25 30 с. Кажущаяся плотность изделий колеблется в пре делах 2,91+0,03 г/см3.
Сырец снимается с пресса автоматическим съемни ком, укладывается рядами на поддоны. После укладки пяти рядов сырец закрывают колпаком, нижние кромки которого входят в затвор, засыпаемый тонкомолотым доломитом. Это делается для предохранения изделий от гидратации.
Хранение под колпаком допускается в течение 2—: 3 сут. Изделия, полученные на пековой связке, несхоль ко более устойчивы к гидратации.
Смоломагнезитовые изделия готовятся аналогичн Основное их преимущество заключается в значительно большей устойчивости к гидратации. Их можно хранить более 60 сут и транспортировать на дальние расстояния. Порядок смешения следующий; сначала в смеситель с паровым обогревом загружают крупные фракции магнезита, затем из дозатора смолы подают 2/3 общего ее количества и перемешивают 6 мин; после этого подают мелкие фракции и смешивают 4 мин, наконец, подают оставшуюся часть смолы и продолжают дальнейшее перемешивание еще 10 мин. Таким образом, приготовление одного замеса в 1500 кг продолжается 20 мин.
В нижнем смесителе массу охлаждают до 70—80° и прессуют на ребро в три ступени при конечном давле нии 150 МПа, с выдержкой при максимальном давле нии 5 с и продолжительности цикла 27—30 с.
Свойства смоломагнезитовых изделий:
Кажущаяся плотность, г/см3................................. 2,80 — 2,88
Предел прочности при сжатии, МПа... 45 — 55 Пористость, % 6 — 10
Применение виброформования для изготовлений смолосодержащих доломитовых изделий целесообразнее, чем прессование, так как при виброформовании зерна не разрушаются. Кроме того, трение массы о стенки прессформы и сырца при выталкивании сдирает смоляную пленку с зерен в поверхностном слое. Установлено, что на боковых поверхностях свежесформо- ванных изделий на 20—30% разрушены зерна и не покрыты смолой.
Схема производства:
Обожженный магнезит (85%MgO)
. ^
Приемный бункер
I
Силос
Классификация, мм ________
8—5 5—3 3—1
■І* II
<і + - Шаровая мельница <15% 0,063 мм |
Бункера Бункера
Смола в термоцистерне
4
Приемный резервуар I
Циркуляционный резервуар I
Расходный резервуар I
Объемный дозатор смолы, 6%
I
I III
Дозаторы; % (по массе)
35 |
15 |
10 |
40
Винтовой нагреватель |
I I I Винтовой нагреватель
Нагрев до 70 °С
I
Тензовесы ----------------
Паровой обогрев---------
80-90 °С
Тензовесы I I ■ Смеситель |
І Анод-4 |
Смеситель Анод-4 |
Водяное охлаждение—
60—70 °С
Гидравлические прессы Пр-7
Поддоны
Смолосодержащие доломитовые изделия, полученные виброформованием, обладают более высокими показателями свойств и существенно меньшей склонностью к гидратации (по опытным данным почти на порядок) .
Колпаки |
I |
337 |
Смолосвязанные доломитсодержащие изделия имеют два наиболее существенных недостатка: 1) небольшой срок хранения от изготовления до применения — всего 2—3 сут, что делает изделия нетранспортабельными и вызывает ряд других неудобств, и 2) низкую прочность при температурах 200—300° С, что вызывает опас
ность сползания футеровки при разогреве. Оба недос. татка устраняются при термообработке изделий, которая заключается в нагревании изделий при 400—600° С в условиях, исключающих гидратацию (т. е. нагрев должен производиться не дымовыми газами, а в инертной среде).
При термообработке смола сначала покрывает свежие поверхности зерен доломита, которые образовались при прессовании, затем разлагается и коксуется. При соответствующем режиме термообработки летучие при разложении смолы подвергаются пиролизу с выделением пиролитического углерода, что увеличивает общее содержание углерода в изделиях.
При термообработке образование коксового остатка происходит без выгорания углерода в поверхностном слое, как это происходит при разогреве футеровки конвертора. Время разогрева футеровки из термо - обработанных изделий значительно сокращается. Термо - обработанные изделия можно хранить более месяца, и таким образом они становятся транспортабельными.
Существенным преимуществом термообработанных изделий является возможность пропитки их в смоле и повторной термообработке. Многократная пропитка и термообработка позволяет получать беспористые изделия с содержанием углерода до 20°/о- Термообработку производят в печах колпакового типа, в которых изде^ лия нагреваются в муфеле или в туннельных печах в азотной среде (схема УПИ). Туннельная печь имеет форкамеру и зону охлаждения, отделенные от печи шиберами.
Азот в смеси с газами, выделяющимися из смолы, нагревается в калорифере и поступает в туннель, из туннеля охлажденный газ снова поступает в калори-' фер. Таким образом осуществляется замкнутый цикл теплоносителя. Избыток его отбирается и дожигается с катализаторами в специальной топке с целью разложения и сжигания вредных веществ, образующихся при разложении смолы. В зоне охлаждения имеется свой отсос прямо в атмосферу. Воздух для охлаждения берется из атмосферы. Температура термообработки ~300° С, изделия охлаждаются до 50° С, время термообработки 8 ч, в том числе в зоне собственно термообработки 5 ч. Изделия после охлаждения гладкие, не
Пачкают, конденсата шШ натеков смоЛы нет. Термообработка имеет также ряд санитарно-гигиенических преимуществ.