ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ СМОЛОДОЛОМИТОМАГНЕЗИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Химический состав и свойства смолодоломитомагне - зитовых огнеупоров описываются семикомпонентной системой СаО—MgO—FeO—А1203—Fe203—Si02.

Содержание основных оксидов следующее, %:

Огнеупоры MgO СаО

TOC o "1-3" h z СДО.............................. 35—55 38—55

СДМО........................... 51—71 17—38

СМО.............................. 81—92 2,5—8

Примесями являются оксиды Fe0 + Fe203, А120з, Si02. Наиболее вредная примесь Si02, так как кремне­зем образует легкоплавкую жидкую фазу. Содержание Si02 в смолодоломитовых огнеупорах составляет 2,1 — 3,5%. Содержание углерода (коксовый остаток) зави­сит от количества и вида смоляной связки и находится в пределах 2,0—4,3%.

Открытая пористость,' %, смолосвязанных изделий весьма низкая, но после коксующего обжига она возра­стает:

После хране - После коксу - Огнеупоры иия в течение ющего обжига

1 сут

СДО............................................... 2,3 — 7,2 11,7 — 24,9

СДМО............................................ 1,2—6,8 10,0 — 22,7

СМО.............................................. 1 — 11,0 12,5 — 24,4

Пористость после коксующего обжига включает по­ры в зернах, между зернами и поры в коксовом остатке. Стойкость изделий в конверторах в общем повышается с увеличением коксового остатка и уменьшением порис­тости после коксования.

Газопроницаемость смолоизделий после коксующего обжига низкая (-—-1,5 нПм), что является следствием неканального характера пористости. В изделиях с хо­рошей стойкостью около 4,0% пор имеют размер менее 5 мкм.

Прочность смолосвязанных изделий в первые сутки хранения составляет 30—60 МПа, затем она резко сни­жается в результате разрыхления структуры при гидра­тации оксида кальция. Поэтому сроки хранения смоло - связанных изделий до их установки в конвертер ограничены (до 3 сут под колпаком). Прочность смолоизделий при высоких температурах выше, чем обычных обожженных изделий:

Предел прочности при сжатии, МПа, при і, °С

Смо.................................

Обычные магнезитовые ПШ

Температура начала деформации под нагрузкої 0,2 МПа у смоломагнезитовых изделий высокая (1760— 1800° С) и значительно выше, чем у обычных и плот­ных магнезитовых изделий (1510—1570 и 1670° С) и чем у ПШ (1580—1670°С).

Значения термического коэффициента линейного расширения у смоло - и обычных изделий примерно оди­наковы. Теплопроводность смолоизделий выше, чем со­ответствующих обычных изделий (без смолы). Хотя уг­леродистая связка и повышает термостойкость, но все же термостойкость смолоизделий остается низкой: у СДО 3 воздушные теплосмены от 1300° С.

Оксид кальция, будучи химически более активным, чем оксид магния, быстрее взаимодействует с силика­тами конверторного шлака, образуя соединения более огнеупорные, чем шлак. Благодаря этому уменьшается глубина проникания шлака в футеровку, образуется на поверхности изделий гарниссаж. Оксиды магния и кальция с оксидами железа и силикатами конверторно­го шлака образуют в конечном итоге легкоплавкие фер­риты. В результате происходит смывание шлакопропи- танного слоя. Но растворимость оксида магния в обыч­ных конверторных шлаках в три раза ниже, чем оксида кальция.

Вопрос об оптимальном соотношении CaO/MgO в СДМО окончательно не решен. При интенсификации конверторного производства стали наметилась тенден­ция увеличения оксида магния в СДМО. Для производ­ства конверторных огнеупоров используют синтетиче­ский клинкер из очень чистых оксидов магния и каль­ция с небольшим содержанием оксида кальция.

Действие углерода многообразно. Углерод создает восстановительную среду, что сильно влияет на образо­вание жидкой фазы. При 1500° С смесь MgO и СаО (1:1) поглощает при восстановительных условиях до образования жидкой фазы 22% Fe203, тогда как в окис­лительных условиях жидкая фаза появляется уже при 3%) Fe203. Углерод препятствует капиллярному проник­новению шлака и замедляет реакции между шлаком и огнеупором из-за своей плохой смачиваемости шлака­ми. Взаимодействие углерода со шлаками зависит от основности шлака. Если основность высокая, то угле­род восстанавливает ионы тяжелых металлов, и остав­шийся расплав при этом затвердевает. При низкой ос­новности шлака эта реакция не происходит. Углерод не смачивается расплавом кислых шлаков.

При высоких температурах (1650° С) оксиды железа окисляют углерод и обезуглероживают контактный слой огнеупора, делая его доступным для взаимодействия со шлаком. Выделение газов при окислении углерода за­держивает проникновение шлака в огнеупор. Задача технологии основных огнеупоров на смоляной связке заключается в защите углерода от окисления.

В футеровке конверторов находят применение в от­ветственных участках кладки обожженные магнезите»' вые изделия, пропитанные смолой, с термообработкой или без нее.