Магнезиально-силикатные (форстеритовые) огнеупоры

Эти огнеупоры так же содержат в своем составе оксид магния MgO, но он входит в состав минерала форстерита 2MgO*SiO₂, который и служит огнеупорной основой для них.

Сырьем для производства форстеритовых огнеупоров служат оливины, сергентины, дуниты, тальк и др. магнезиально-силикатные породы. Кроме форстерита эти породы (минералы) содержат различные примеси (CaO, Al₂O₃, Cr₂O₃, FeO, Fe₂O₃ и др.). Поэтому при составлении шихты в нее вводят периклазовый порошок в необходимых количествах. В общем случае, чем выше содержание MgO в шихте, тем выше качество изделий. В зависимости от качества исходного сырья количество вводимого в шихту периклаза изменяется от 10-15 до 40-50 %.

Технология изготовления огнеупоров предусматривает обжиг и дробление минерального сырья, смешивание его с необходимым количеством MgO для связывания всего SiO₂ в форстерит.

При обжиге исходного сырья происходит разложение оливина, серпентина и талька и доокисления железа:

3MgO · 2SiO₂ → 2MgO · SiO₂ + MgO · SiO₂,
3MgO · 4SiO₂ → 2MgO · SiO₂ + 2MgO · SiO₂ + SiO₂,
FeO → Fe₂O₃.

В результате обжига получают форстерит 2MgO*SiO₂ с температурой плавления 1890^oС, энстатит MgO*SiO₂ с температорой плавления 1550^oС, кремнезем и оксид железа.

Задача технологии получения форстеритовых огнеупоров заключается в том, чтобы эти соединения перевести в форстерит и магнезиоферрит в результате взаимодействия с оксидом магния, который вводят в реакционную смесь. При избытке MgO протекают реакции:

MgO · SiO₂ + MgO → 2MgO · SiO₂,
SiO₂ + →2MgO → 2MgO · SiO₂,
Fe₂O₃ + MgO → MgO · Fe₂O₃.

Массу увлажняют водным раствором СДБ до влажности 3,5-4,5 %. Изделия прессуют под давление до 100 МПа.

В зависимости от того, какой использовался магнезит, изготавливают безобжиговые или обожженные изделия. Если использовался каустический магнезит, формовочную массу готовят на водном растворе хлористого магния. Образующийся магнезиальный цемент сообщает сырцу достаточную прочность, и после выдержки на складе в течение 10 суток его можно использовать как безобжиговый огнеупор. Если используется магнезит в виде периклаза, сырец подвергают спеканию при температуре 1600-1700^oС. Такие изделия обладают достаточно высокой огнеупорностью – 1850-1900^oС, выдерживают 1-2 водяные теплосмены и хорошо противостоят воздействию железистых шламов.

Используются форстеритовые огнеупоры для кладки верхних рядов насадок, стен регенераторов, шаковиков, нагревателных колодцев и других тепловых агрегатов.

Разновидностью форстеритовых огнеупоров являются периклазофорстеритовые и форстеритохромитовые изделия, в которых наряду с основным компонентов (форстеритом) содержатся периклаз и хромит. Введение в состав шихты хромитовой руды в количестве 15 20 % способствует повышению термостойкости до 5 водяных теплосмен.

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