Способ получения периклазоизвестковожелезистого клинкера
Патент 2276120
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Способ получения периклазоизвестковожелезистого клинкера
Иллюстрации
Изобретение относится к производству огнеупоров, а именно неформованных масс основного состава, используемых для изготовления и ремонта подин и откосов мартеновских и дуговых сталеплавильных печей. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и плотности футеровки изготовленной способом трамбования массы за счёт снижения открытой пористости, повышения температуры начала деформации под нагрузкой при высоких температурах. Способ получения периклазоизвестковожелезистого клинкера включает совместный помол сырьевых компонентов до удельной поверхности готовой молотой смеси 0,2 -0,5 м2/г, брикетирование ее с удельным давлением прессования, обеспечивающим кажущуюся плотность брикета не мене 2,15 г/см3, обжиг брикета во вращающейся печи с получением обоженного брикета с кажущейся плотностью не менее 3,15 г/см3, дробление брикета и классификация дробленого материала на классы. Компоненты сырьевой смеси взяты в следующем соотношении, мас. доля,%: магнийсодержащее сырье (в пересчете на MgO) - 62-89, кальцийсодержащее сырье (в пересчете на CaO) - 8-30, железосодержащая добавка (в пересчете на Fe2O3) - 2,5-7,0. 6 табл.
Реферат
Изобретение относится к производству огнеупоров, а именно неформованных масс основного состава, используемых для изготовления и ремонта подин и откосов мартеновских и дуговых сталеплавильных печей.
Известен способ получения периклазоизвестковожелезистого клинкера, включающий мокрый помол и перемешивание сырья, приготовление шлама, содержащего оксиды магния, кальция, железа, и обжиг во вращающейся печи при температуре 1360-1450°С [Патент РФ №2141535, С 21 С 5/36, оп. 20.11.99 г.).
Недостатком данного способа получения периклазоизвестковожелезистого клинкера является то, что он имеет низкую плотность и прочность зерен, в связи с чем не обеспечивается нужный фракционный состав для последующего изготовления масс.
Известен способ получения периклазоизвестковожелезистого клинкера фракции менее 8 мм, включающего оксиды: MgO, CaO, SiO2 Al2O3 и Fe2O3. Соотношение данных оксидов в клинкере таково, что позволяет получать плотно спеченные порошки и использовать в футеровке подин мартеновских печей. Способ получения сырьевой смеси заключается в измельчении сырьевых компонентов и обжиге их во вращающейся печи при температуре 1650°С [А.С. СССР №927782, С 04 В 35/04, оп. 1980 г.].
Недостатком известного состава и способа является негомогенность состава, а также высокое содержание кремнезема, являющегося одним из вредных примесных оксидов, который образует большое количество силикатных легкоплавких соединений. Все это приводит к низкой стойкости подин печей.
Наиболее близким аналогом заявляемого способа получения периклазоизвестковожелезистого клинкера является способ, включающий измельчение и смешивание магнийсодержащего, кальцийсодержащего и железосодержащего компонентов, брикетирование шихты, обжиг брикетов во вращающейся печи с получением клинкера с кажущейся плотностью не менее 3,15 г/см3, дробление и классификацию [US 2447412, опубл. 17.08.48].
Недостатком известного способа является недостаточная прочность полученного огнеупора из-за плохой спекаемости гидроксида магния и недостаточного количества кальцийсодержащего и железосодержащего компонентов, образующих керамическую связку, а также из-за гетерогенности структуры исходной массы и брикета, что, в конечном счете, ведет к снижению стойкости огнеупора.
Задачей создания изобретения является повышение стойкости подин и откосов сталеплавильных печей за счет создания в используемом в футеровке материале в основном высокоогнеупорных фаз.
В процессе производства периклазоизвестковожелезистого клинкера в его составе специально синтезируется легкоплавкая фаза духкальциевого феррита. На этапе создания плотной футеровки печи (первая плавка) она выполняет роль спекающего агента, в последующем за счет восстановительных свойств металлической ванны происходит восстановление двухкальциевого феррита до оксидов кальция и оксидов железа, последние, взаимодействуя с оксидом магния, образуют огнеупорные соединения - вюститы и ферриты магния.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности футеровки, изготовленной способом трамбования массы, снижение открытой пористости, повышение температуры начала деформации под нагрузкой за счет монолитности ее состава, хорошо спекающегося в условиях металлургических агрегатов, обеспеченного химическим и фазовым составом клинкера и рациональным зерновым составом масс.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения периклазоизвестковожелезистого клинкера, включающем измельчение и смешивание сырьевых компонентов: магнийсодержащего, кальцийсодержащего и железосодержащей добавке, брикетирование шихты, обжиг брикетов во вращающейся печи с получением клинкера с кажущейся плотностью не менее 3,15 г/см3, дробление и классификацию, исходные сырьевые компоненты берут в следующих соотношениях мас. доля,%:
- магнийсодержащее сырье (в пересчете на MgO)- 62-89
- кальцийсодержащее сырье (в пересчете на CaO) - 8-30
- железосодержащая добавка (в пересчете на Fe2O3) - 2,5-7,0,
измельчают и смешивают компоненты путем совместного помола до удельной поверхности 0,2-0,5 м2/грамм, брикетирование с удельным давлением прессования, обеспечивающим кажущуюся плотность брикета не менее 2,15 г/см3, классификацию проводят на классы: 8-5 мм, 5-3 мм, 3-1 мм и 1-0 мм.
В качестве магнийсодержащего сырья используется природный и/или кальцинированный магнезит, в качестве кальцийсодержащего сырьевого компонента используется доломит и/или кальцит, в качестве железосодержащей добавки - прокатная железная окалина или продукт агломерации железной руды.
В качестве примера, подтверждающего возможность осуществления предложенного способа, рассмотрим приготовление периклазоизвестковожелезистого клинкера.
В качестве исходного сырья для производства периклазоизвестковожелезистого клинкера использовались следующие материалы:
- природный магнезит,
- кальцинированный магнезит,
- доломит,
- кальцит,
- железная окалина.
Химический состав этих материалов приведен в таблице 1. Состав шихт для получения клинкера представлены в таблице 2.
Крупнозернистое исходное сырье измельчали до фракции менее 1 мм, в соответствии с составом шихты загружали в мельницу, измельчали до удельной поверхности 0,2-0,5 м2/г. Продукт помола брикетировали до плотности брикета не менее 2,0 г/см3. Брикет обжигали в печи до кажущейся плотности не менее 3,15 г/см3. Охлажденный клинкер измельчали и классифицировали на фракции 8-5 мм, 5-3 мм, 3-1 мм и 1-0 мм. Для приготовления тонкомолотой составляющей массы использовали часть клинкера фракции менее 1 мм и периклазовый порошок той же фракции. Химический состав и свойства клинкера приведены в таблице 3, химический состав тонкомолотого периклаза в таблице 4
Массы готовили в соответствии с предложенной рецептурой в смесительных бегунах с добавлением связующего или без него. Последовательность подачи компонентов шихты в смеситель и цикл перемешивания традиционный. Составы масс приведены в таблице 5 и свойства изготовленных на их основе огнеупоров в таблице 6.
| Таблица 6Свойства огнеупоров | |||||
| Наименование показателя | Номера примеров | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 прототип | |
| Плотность утрамбованной массы, г/см3 | 2,78 | 2,72 | 2,75 | 2,77 | 2,40 |
| Предел прочности при сжатии после обжига на 1600°С, кН/мм2 | 41,6 | 43,1 | 45,0 | 51,7 | 26,0 |
| Кажущая плотность, г/см3 | 3,15 | 3,21 | 3,23 | 3,25 | 2,92 |
| Пористость открытая,% | 20,4 | 22,5 | 21,8 | 18,6 | 25,2 |
| Дополнительная усадка,% | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,6 |
| Температура начала деформации, °С | 1690 | >1710 | 1700 | 1700 | 1580 |
| Термостойкость (1300°С-вода), теплосмены | 3 | 3 | 3 | 3-4 | 2 |
Способ получения периклазоизвестковожелезистого клинкера, включающий измельчение и смешивание сырьевых компонентов: магнийсодержащей, кальцийсодержащей и железосодержащей добавок, брикетирование шихты, обжиг брикетов во вращающейся печи с получением клинкера с кажущейся плотностью не менее 3,15 г/см3, дробление и классификацию, отличающийся тем, что исходные сырьевые компоненты берут в следующем соотношении, мас.ч. %:
магнийсодержащее сырье (в пересчете на MgO) - 62-89,
кальцийсодержащее сырье (в пересчете на CaO) - 8-30,
железосодержащая добавка (в пересчете на Fe2O3) - 2,5-7,0,
измельчение и смешивание компонентов путем совместного помола до удельной поверхности 0,2 -0,5 м2/г, брикетирование с удельным давлением прессования, обеспечивающим кажущуюся плотность брикета не менее 2,15 г/см3.