ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

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

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)

40

I I I Винтовой нагреватель

Нагрев до 70 °С

I

Тензовесы ----------------

Паровой обогрев---------

80-90 °С

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) .

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.