Магнезиально известковые огнеупоры

Периклазо-известковые огнеупоры составляют большую группу основных огнеупоров системы CaO – MgO. Наиболее распространенными являются изделия на смоляной связке: смолодоломитовые огнеупоры, смолопериклазовые огнеупоры и смолодоломитопериклазовые огнеупоры. Огнеупорной основой здесь наряду с CaO и MgO служит углерод.

Исходными материалами для производства служат периклаз, доломит обожженный, оксид кальция и препарированная смола.

Препарированная смола, являющаяся связкой в смолодоломитовых огнеупорах, состоит из каменноугольного пека, антраценового и поглотительного масел. Эти масла – продукты перегонки каменноугольной смолы. Назначение масел – регулировать вязкость препарированной смолы. Смолу производят на коксохимзаводах и поставляют огнеупорщикам в бочках. Препарированная каменноугольная смола дает коксовый остаток 40-45 %.

Природный доломит при нагревании разлагается: при температуре 750^oС диссоциирует MgСO₃, при 950^oС – CaCO₃. В системе MgO – CaO нет химических соединений, они образуют твердые растворы с ограниченной растворимостью. CaO энергично соединяется с водой, и его гидротация вызывает увеличение объема в 2 раза и большие трудности при производстве огнеупоров. Применяют три способа предотвращения гидратации:

• покрытие частиц извести пеком или смолой;
• связывание CaO в высокоогнеупорные силикаты (3CaO*SiO₂ – стабильное соединение);
• получение плотных изделий с низкой пористостью.

Природный доломит измельчают и классифицируют и используют в сыром и обожженном виде. Сырой доломит применяют для подсыпки порогов.

Для производства огнеупоров применяют обожженный при 1800^oС доломит. Такая высокая температура необходима для ускорения протекания реакций декарбонизации и взаимодействия оксидов магния и кальция с SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, находящимися в шихте в виде примесей или присаживаемых специально с целью перевода легкоплавких соединений в тугоплавкие или в стабильные соединения. Упоминавшийся двухкальциевый силикат переходит из α модификации в β и γ формы с увеличением объема примерно на 10 %. При соотношении CaO/SiO₂ в шихте более 2,8 и температуре более 1400^oС образуется стабильное тугоплавкое соединение 3CaO*SiO₂.

Смолодоломитовую массу готовят в обогреваемых газом или паром смесителях нагретых до температуры 125-135^oС. Процесс смешивания длится 18 20 мин при температуре смеси 90-95^oС.

При прессовании по холодному способу массу охлаждают до 30^oС в течение нескольких суток, удаляют верхний гидратированый слой, разрыхляют, засыпают в пресс-формы и прессуют под давлением 100 МПа.

При прессовании по горячему способу массу прессуют без предварительного охлаждения под давлением 70 МПа.

Особенность – прессование изделий в положении на ребро для стабилизации толщины изделий и повышения плотности кладки футеровки конвертера.

Изделия хранятся под колпаком для предупреждения гидратации. Хранят 2-3 суток.

Смолопериклазовые изделия изготавливают аналогично. Но хранить их можно до 60 суток и транспоритровать на большие расстояния.

Смолодоломитовые сырые огнеупоры имеют два недостатка:

• срок хранения 2-3 суток;
• нулевая прочность при температуре 200-300^oС.

Эти недостатки устраняются при термообработке – нагревали в восстановительной или инертной среде при температуре 400-600^oС. При этом смола и пек коксуются и образующийся углерод защищает зерна CaO и MgO от гидратации. Обожженные огнеупоры хранят больше 1 месяца. Используют и многократную пропитку в смоле и последующую термообработку термообработанных смолодоломитовых изделий. Это повышает содержание в них углерода до 20 %. Количество MgO и CaO в этих огнеупорах такое:

• смолодоломитовые огнеупоры MgO 35-55 % CaO 38-55 %
• смолодоломитопериклазовые огнеупоры MgO 51-71 % CaO 17-38 %
• смолопериклазовые огнеупоры MgO 81-92 % CaO 2,5-8 %

В процессе эксплуатации углерод создает восстановительную атмосферу, препятствует капиллярному проникновению шлака внутрь огнеупора, а образующийся газ при окислении C до CO газ препятствует проникновению шлака.

Задача технологи сталеплавильщика – защитить углерод от окисления.

Источник: 
"Огнеупоры и их эксплуатация"
Дюдкин Д.А., Ухин В.Е.