шихта для производства шамотных изделий и способ приготовления огнеупоров. Технология производство шамотного кирпича


Шихта для производства шамотных изделий и способ приготовления огнеупоров

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении шамотных (муллитокремнеземистых) огнеупоров различного назначения, в частности для футеровки элементов доменных печей, сталеразливочных ковшей и др. агрегатов методом полусухого прессования с использованием глин. Шихта для производства шамотных изделий включает шамотный порошок из малопластичных глин, например глины аркалыкского состава, при этом шихта дополнительно содержит каустическую соду при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина огнеупорная 17 - 23; каустическая сода 0,2 - 0,5; лигносульфонат 0,1 - 0,4; шамот остальное. В вариантах осуществления изобретения шихта может дополнительно содержать глинозем. Кроме того, в шихту может быть дополнительно введена пыль из электрофильтров вращающихся печей обжига шамота в количестве 3 - 16% от массы шихты. Способ изготовления огнеупорных изделий включает приготовление указанной шихты с увлажнением смеси глиняным шликером, плотностью 1,4 - 1,6 г/см3 с последующим смещением с глиной-связкой, прессование изделий, их сушку и обжиг. Прессование массы ведут с задержкой (пауза) на 3 - 4 с хода пуансона пресса в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе. Обжиг сырца осуществляют при 1400 - 1450oC в течение 6 - 12 ч (в зависимости от скорости прохождения вагонов по печи) до образования в готовых изделиях не менее 55 мас. % муллита (3Al2O3 2SiO2). Изобретение позволяет повысить стойкость огнеупорной футеровки с использованием малопластичных, например аркалакских, глин и расширить сырьевую базу алюмосиликатных огнеупоров. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении шамотных (муллитокремнеземистых) огнеупоров различного назначения, в частности для футеровки элементов доменных печей, сталеразливочных ковшей и др. агрегатов, методом полусухого прессования с использованием глин.

В связи с общей интенсификацией процессов выплавки стали в конвертерах; увеличения в сортаменте выпускаемой стали, доли низколегированных и легированных сталей, переноса доводки металла из конвертеров в сталеразливочные ковши, требования к стойкости огнеупорных футеровок непрерывно повышаются. Например, конвертерный способ выплавки стали, "доводка" стали в ковше, применение машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) приводят к увеличению времени пребывания металла в ковше, повышает содержание закиси железа в конечном шлаке и, в конечном итоге, снижает срок службы огнеупоров на 30-40%. В среднем, стойкость футеровки шлаковых поясов сталеразливочных ковшей составляет до 13-14, а в отдельные периоды до 8-11 плавок при средней стойкости футеровки стен - 18-20 плавок. Это приводит к тому, что в течение кампании обычно производится полная замена кладки шлаковых поясов. Увеличение количества горячих ремонтов шлаковых поясов сталеразливочных ковшей приводит к снижению общей стойкости футеровки и увеличению расхода на футеровку огнеупорных изделий и материалов (на 0,3-0,5 кг на 1 т стали).

Для футеровки сталь ковшей, работающих на МНЛЗ, применяются высокоогнеупорные материалы, в том числе высокоглиноземистого состава. По сравнению с шамотными, высокоглиноземистые огнеупоры отличаются большим содержанием муллита, меньшим количеством стеклофазы, более высокой температурой размягчения. За счет этого высокоглиноземистые огнеупоры применяются в тех случаях, когда условия службы для шамотных огнеупоров становятся тяжелыми. Производство высокоглиноземистых огнеупоров основано на искусственном сырье (технический глинозем, электрокорунд) и естественном сырье - горных породах, содержащих высокий процент оксида алюминия. Главным условием применения естественного сырья является его существенно меньшая стоимость по сравнению с техническим глиноземом и электроплавленным корундом, получаемых по сложной и дорогой технологии.

С физико-химической точки зрения, преимущество естественных глиноземистых материалов как сырья для производства огнеупоров заключается в том, что содержащаяся в них окись алюминия более активна в процессе термической обработки, поскольку она (за исключением редко встречающегося природного корунда) входит в состав тех или иных соединений (силикатов, гидратов и д.р.), препятствующих изменению кристаллической решетки при нагревании.

Проведенными исследованиями установлено, что аркалыкская глина, относящаяся к малопластичным глинам (число пластичности менее 15 единиц по Аттербергу), отличается сравнительно малым содержанием примесей и пригодна для производства высокоглиноземистых огнеупоров. По существу эта глина является полиминеральным сырьем, характеризуется низкой пластичностью и имеет в своем составе такие основные фазы, как каолинит, гидрагилит, галлиуазит, а также высокое - до 8% содержание флюсирующих оксидов.

Состав аркалыкской глины приводится в таблице 1.

Повышение стойкости футеровки может быть осуществлено также за счет выбора рациональных режимов приготовления массы, прессования и термообработки готовых изделий. В частности, режимы, способствующие воздухоудалению, а также режимы, способствующие растворению воздуха (в виде мельчайших пузырьков) при смешении и прессовании массы, снижают образование в готовых огнеупорах открытой пористости, уменьшающей их плотность и коррозионноустойчивость, см. статью B.С. Бакунина и др., "Перспективы повышения воспроизводимости структуры и свойств керамики", см. журнал "Огнеупоры и техническая керамика", Москва, "Интермет инжиниринг" N 2, 1998 г., с.16-21.

Известен огнеупорный материал (шихта) для изготовления огнеупорных изделий, применяющихся для изготовления огнеупорных футеровок тепловых агрегатов, работающих в условиях прямого воздействия расплавленных металла и шлака, элементов доменных печей, сталеразливочных ковшей и др. агрегатов. Известная шихта состоит на 70 - 95% минимум одного компонента из группы: глинозем, боксит и огнеупорная глина, а также 5-30% карбида кремния.

При изготовлении огнеупорных изделий из этой шихты, компоненты первой группы переходят в стекловидное состояние при нагреве до 1150oC, см., Кайнарский И. С. и др. Карборундовые огнеупоры. Металлургиздат, Харьков, 1963, с.87.

Недостатком этой шихты является большая усадка компонентов первой группы на контакте с гладкими плоскостями зерен карбида кремния при обжиге, обуславливающая образование трещиноватой структуры и повышенной газопроницаемости (выше 10 мкм) с низким показателем шлако- и абразивоустойчивости.

Известна также шихта и способ приготовления огнеупоров, включающая, мас. %: шамот 68-74; карбид кремния 10-20; огнеупорную глину 12-16, см., А.С. СССР N 1794930, М. кл. 04 В 33/22, 1993 г.

Шихту для прессования изделий готовят в следующей последовательности: вначале перемешивают шамот фракции 0,01-3 мм и карбид кремния в виде зерен, фракции 0,01-0,5 мм. Затем смесь увлажняют глинистым шликером плотностью 1,2 г/см3 до влажности 4,5-5,5% и добавляют огнеупорную глину фракции 0,01-0,1 мм и после перемешивания до гомогенного состояния и прессования при давлении 70 Н/мм2 производят обжиг полученных изделий при температуре 1350oC в воздушной среде.

Однако, огнеупорные изделия из этой шихты имеют недостаточную шлако- и абразивоустойчивость.

В части, касающейся шихты, прототипом изобретения является огнеупорная композиция (шихта для огнеупоров), содержащая, мас.%: золу-унос тугоплавкую, ультракислую со сферической формой зерен с содержанием Fe2O3 не более 5% 10-80, огнеупорную глину 11-60; шамот остальное до 100. В качестве пластификатора используется лигносульфонат в количестве 0,1-1,0% от массы огнеупорной композиции (сверх 100%). Огнеупорные изделия из этой композиции изготавливают формированием изделий, с последующей сушкой и обжигом при температуре 1200-1380oC, см. патент Р.Ф. N 2081089, М. кл. C 04 B 33/22, 1997 г.

Однако, эта шихта не обладает необходимой пластичностью, ухудшающей ее прессуемость, что приводит к необходимости повышения влажности массы при ее прессовании и увеличению энергозатрат на последующую сушку и обжиг изделий. Кроме того, природное сырье не стабильно по составу, в частности содержание Al2O3 в нем колеблется от 42 до 60 мас.%, что затрудняет получение гарантированных свойств готовых изделий. На качество изделий влияет также то, что при приготовлении формовочной массы в ней остается воздух, содержащийся в шамоте и дополнительно попадающий в массу со шликером и глиной-связкой. При прессовании часть воздуха, содержащаяся в прессовочной массе, в виде относительно крупных глобул запрессовывается и сжимается в порах прессовки (прессуемой массы), частично перераспределяясь по сырцу и растворяясь в жидкой связке. Коэффициент запрессовки воздуха в огнеупоры (отношение воздуха в сырце к объему воздуха в засыпанной массе) достигает 0,7. Давление воздуха в порах составляет до 10 МПа. При этом воздух, выходя из пор при термообработке, образует открытую пористость и перепрессовочные трещины, что резко снижает коррозионноустойчивость огнеупоров. (Подробнее об этом см. Попильский Р.Я. и др. "Прессование порошковых керамических масс". М., Металлургия, 1983 г., с. 176 и Кайнарский И.С. "Процессы технологии огнеупоров". М., Металлургия, 1969 г., с. 352).

Задачей, решаемой изобретением, является повышение стойкости огнеупорной футеровки с использованием малопластичных, например, аркалыкских глин. Дополнительно изобретением решается задача по расширению сырьевой базы алюмосиликатных огнеупоров.

В части, касающейся шихты, решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что шихта для производства шамотных изделий, содержащая шамотный порошок, огнеупорную глину и лигносульфонат, согласно изобретению шамотный порошок готовят из малопластичных глин, например, глины аркалыкского состава, при этом шихта дополнительно содержит каустическую соду при следующем содержании компонентов мас.%: Глина огнеупорная - 17-23 Каустическая сода - 0,2-0,5 Лигносульфонат - 0,1-0,4 Шамот - Остальное В варианте изобретения шихта дополнительно содержит глинозем, при этом компоненты взяты в соотношении, мас.%: Глина огнеупорная - 17-23 Глинозем - 5-20 Каустическая сода - 0,2-0,5 Лигносульфонат - 0,1-0,4Шамот - ОстальноеКроме того, в шихту дополнительно вводят пыль из системы газоочистки печей обжига шамота в количестве 3-16% от массы шихты.

В части, касающейся способа изготовления огнеупорных изделий, за прототип изобретения принят способ изготовления алюмосиликатных огнеупорных изделий методом полусухого прессования с использованием малопластичных и сухарных глин, см. описание изобретения к заявке N94012310, М.кл. C 04 B 33/22, 94 г.

Согласно прототипу при изготовлении алюмосиликатных огнеупорных изделий приготовление массы ведут путем увлажнения отощителя глиняным шликером с последующим смешением с глиной-связкой, прессование изделий ведут при удельном давлении 90 МПа, после сушки обжиг изделий ведут при температуре 1280oС.

Недостатком прототипа является то, что при прессовании воздух, содержащийся в прессовочной массе, не успевает удаляться, что при обжиге изделий приводит к появлению перепрессовочных трещин.

Технической задачей, решаемой изобретением в части, касающейся способа изготовления огнеупорных изделий, является повышение качества огнеупоров, изготавливаемых из малопластичных глин.

Решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что способ, включающий приготовление шихты по п.1, 2 или 3, увлажнением смеси глиняным шликером плотностью 1,4-1,6 г/см3, последующее смешение с глиной-связкой, прессование изделий, их сушку и обжиг, согласно изобретению, прессование изделий осуществляют с остановкой пресса в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе с выдержкой в этом положении в течение 3-4 с, при этом обжиг кирпича сырца осуществляют при температуре 1380-1450oC в течение 40-64 часов до образования в изделиях не менее 55 мас.% муллита (3 Al2O3 2 SiO2).

Осуществление изобретения поясняется нижеприведенными примерами.

Производят обжиг малопластичных глин, например аркалыкской глины. Величина водопоглощения шамота после обжига должна составлять не более 4%, с кажущейся плотностью не менее 2,45 г/см3. Затем производят помол кускового шамота на шаровой мельнице. Зерновой состав шамота после помола должен составлять, массовая доля, %:Остаток на сите с сеткой N2 - 6-12Проход через сито с сеткой N05 - 35-39Проход через сито с сеткой N0088 - Не менее 15Фракционный состав шамота - 0,1-3 ммЗатворение порошка шамота производится глиняным шликером с добавкой каустической соды (в качестве разжижителя) и лигносульфоната при соотношении компонентов (на сухое вещество): каустическая сода 0,2 - 0,5%; лигносульфонат 0,1 - 0,4%.

Время приготовления шликера не менее 30 мин, температура шликера до 70oC.

Составление и перемешивание массы осуществляют в центробежных смесительных бегунах, при подаче на них сначала шамота, а затем шликера (продолжительность смешивания - не менее 1 мин). После этого, на бегун с увлажненным шамотом подают молотую глину-связку с глиноземом (глинозем и глину предварительно подвергают совместному помолу на дезинтеграторе) и производят перемешивание массы в течение не менее 5 мин. Массовая доля влаги в массе составляет 5,5-7,0%. В варианте изобретения производят подачу только глины с той же влажностью.

Установлено, что увлажнение отощителя шликером плотностью 1,4-1,6 г/см3 приводит к быстрой (в течение 1.5-2 мин) грануляции отощителя в смесителе. При подаче в смеситель глины-связки и их перемешивании, образовавшиеся гранулы отощителя взаимодействуют с частицами глины-связки, при этом создаются условия, облегчающие разрушение гранулами отощителя структуры частиц глины-связки и высвобождение содержащегося в ее частицах воздуха. Перемешивание массы в течение не менее 4-6 мин способствует обволакиванию гранул шамота частицами глины-связки, а также миграции высвобождающегося воздуха к поверхности и его удалению из перемешиваемой массы. Это снижает образование перепрессовочных трещин в полуфабрикатах.

Использование шликера с плотностью менее 1,4 и более 1,6 г/см3 не позволяет получить гомогенную массу, так как смесь не обладает необходимой пластичностью, что приводит к резкому ухудшению условий растворения в массе воздуха. При прессовании такой массы (плотность шликера менее 1,4 г/см3 и более 1,6 г/см3) образуются перепрессовочные трещины.

После смешения готовую массу подают в питатель пресса. Прессование массы осуществляют с остановкой хода пуансона в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе и выдержкой в этом положении в течение 3-4 сек. Этим достигается растворение воздуха в виде мельчайших пузырьков в прессуемой массе и снижение за счет этого возможности образования перепрессовочных трещин, поскольку при обжиге выход воздуха из массы затруднен. Экспериментально установлено, что данная технология изготовки формовочной массы и режим прессования снижает брак изделий по трещинам на 5-8%.

В варианте изобретения, в шихту дополнительно вводят пыль из электрофильтров вращающихся печей обжига шамота в количестве 3-16% от массы шихты. При приготовлении полуфабрикатов из указанной шихты, приготовление массы производят аналогично вышеописанному, путем увлажнения отощителя глиняным шликером с последующим смешением с глиной-связкой. Увлажнение отощителя производят шликером плотностью 1,4-1,6 г/см3.

Получаемая шихта имеет однородный состав и не растрескивается при прессовании.

В процессе высокотемпературного обжига, введенная в шихту пыль из системы газоочистки вращающихся печей, вследствие частичной ее дегидратации, спекается менее интенсивно, за счет чего достигается стабилизация пористости и повышение термостойкости изделий. Готовые изделия имеют стабильные пределы заданной пористости и термостойкости. Использование пыли позволяет утилизировать отходы производства.

Пример. Пыль из системы газоочистки вращающихся печей для обжига шамота включает следующие компоненты, мас.%: Al2O3 - 37-49; TiO2 - 1,4-5,5; Fe2O3 - 1,6-3,7; SiO2 остальное; влажность - менее 1%.

Зерновой состав: проход через сито 4900 отв/см2 - 59-91%;проход через сито 0,5 мм - 100%;остаток на сите 4900 отв/см2 - 9,50-41,0%.

В качестве отощителя использовали шамот из глины аркалыкской состава (см. выше). В качестве связки использовали берлинскую глину. В составе берлинской глины содержится, мас.%: Al2O3 35-37; Fe2O3 1,5-3,0; TiO2 1-2,0.

Шамот, пыль из системы газоочистки печей для обжига шамота, глинозем и глину-связку в заданном соотношении смешивали в смесителе и прессовали полуфабрикаты с удельным давлением 115 Н/мм2.

После прессования кирпич-сырец подают на сушку и обжиг. Сушка и обжиг производится в туннельных печах. Сушку кирпича-сырца ведут в течение 16-22 часов при температуре 70-90oC. Обжиг кирпича производят в течение 40-64 часов при температуре в зоне обжига 1380-1450oC. Режим обжига определяется скоростью подачи вагонов в печь, которая колеблется от 15 до 24 в сутки. При снижении скорости подачи снижают температуру в зоне обжига. Высокая степень муллитизации достигается за счет продолжительности нахождения кирпича в зоне обжига.

Состав шихты и свойства изделий (в сопоставлении с ранее применяющимися на ММК изделиями) приведены в таблице 2.

Состав шихты и свойства изделий приведены в таблице 3.

В таблице 4 приведены сведения о составе шихты и свойствах образцов.

Сведения о составе предлагаемой композиции приведены в таблице 5.

Из таблицы 5 следует, что использование предлагаемой композиции с указанным соотношением компонентов для изготовления огнеупоров позволяет получать муллитокремнеземистые изделия с высокими механическими и термическими свойствами при низкой пористости. Достижению высокой плотности изделий способствуют пластифицирующие свойства добавок к формовочной массе, а также прессование изделий с остановкой пресса при максимальном приложении усилия и задержкой в этом положении в течение 3-4 сек. При обжиге достигается высокая степень (до 55-60% содержания 3Al2O3 2SiO2) муллитизации. Полученные свойства огнеупоров определяют их высокую стойкость в сталеразливочных ковшах кислородно-конвертерного цеха, стойкость которых составляет 20-25 плавок.

Из приведенных примеров ясно, что предложенное изобретение за счет режимов обработки, учитывающих особенности поведения воздуха в смеси на стадиях ее подготовки для прессования и при прессовании полуфабрикатов изделий, обеспечивает получение качественных полуфабрикатов. При этом предложенные режимы сушки и обжига изделий также способствуют получению качественных алюмосиликатных огнеупоров из малопластичных глин.

Наряду с расширением сырьевой базы (в том числе и утилизации отходов производства), предложенное изобретение позволяет уменьшить энергопотребление за счет меньшего потребления энергии при подготовке глины, предназначенной для приготовления шликера.

1. Шихта для производства шамотных изделий, содержащая шамотный порошок, огнеупорную глину и лигносульфонат, отличающаяся тем, что, шамотный порошок готовят из малопластичных глин, например глины аркалыкского состава, при этом шихта дополнительно содержит каустическую соду при следующем содержании компонентов, мас.%:Огнеупорная глина - 17 - 23Каустическая сода - 0,2 - 0,5Лигносульфонат - 0,1 - 0,4Шамот - Остальное2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит глинозем, при этом компоненты взяты в соотношении, мас.%:Огнеупорная глина - 17 - 23Глинозем - 5 - 20Каустическая сода - 0,2 - 0,5Лигносульфонат - 0,1 - 0,4Шамот - Остальное3. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что в шихту дополнительно вводят пыль из системы газоочистки печей обжига шамота в количестве 3 - 16% от массы шихты.

4. Способ изготовления огнеупорных изделий, включающий приготовление шихты по п.1, 2 или 3, увлажнение смеси глиняным шликером плотностью 1,4 - 1,6 г/см3, последующее смешение с глиной-связкой, прессование изделий, их сушку и обжиг, отличающийся тем, что прессование осуществляют с остановкой пресса в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе с выдержкой в этом положении в течение 3 - 4 с.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что обжиг кирпича-сырца осуществляют при 1380 - 1450oC в течение 40 - 64 ч до образования в изделиях не менее 55 мас.% муллита 3 Al2O3 2 SiO2.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия

www.findpatent.ru

1. Современное состояние производства огнеупорного кирпича. Производство огнеупорного кирпича

Похожие главы из других работ:

Исследование и проектирование червячной фрезы с комбинированной передней поверхностью

1. Современное состояние вопроса

...

Организация ремонта горного оборудования в условиях Кия-Шалтырского нефелинового рудника

1.2 Современное состояние горных работ

По состоянию на 01.01.2002 г. нижний рудный горизонт находится на отметке 760 метров. Работы по добыче руды ведутся на 760, 770, 780 горизонтах, вскрышные работы производятся на горизонтах 770, 780, 790, 800, 810, 820...

Организация технологического процесса на Воскресенском лакокрасочном заводе "Олива"

ВВЕДЕНИЕ. Современное состояние отрасли

Воскресенский лакокрасочный завод «Олива» работает на российском рынке с 2004 года. Это современный завод по производству высококачественных водно-дисперсионных лакокрасочных материалов, таких как: профессиональные герметики, краски, эмали...

Организация электрической службы в СПК "Зарянка" Выгоничского района Брянской области

1. Современное состояние производства на предприятии

...

Особенности технологии при использовании "сухой" анодной массы

1. Современное состояние производства алюминия электролитическим способом

...

Перспективные методы производства стали

2.1 Современное состояние сталеплавильного производства

За последние полтора столетия в производстве стали произошло много изменений. Отошли в прошлое такие способы, как тигельная плавка, пудлинговый процесс и многие другие, которые хотя и обеспечивали получение качественной стали...

Пути повышения эффективности процесса производства стирола

2. Современное состояние производства

Важнейшее место в производстве пластических масс и синтетических каучуков принадлежит стиролу, обладающему высокой способностью к полимеризации. Основными производными стирола являются полистирол...

Разработка конструкции и технологии производства упаковки из картона для пельменей

1 Современное состояние упаковочной отрасли

...

Разработка конструкции и технологии производства упаковки из картона для пельменей

1.1 Современное состояние упаковочного производства

Упаковка за последние десятилетия 20в. стала наиболее важным, приоритетным продуктом в экономике индустриально развитых стран мира. Она является одним из десяти самых крупных секторов промышленности каждой страны...

Разработка технологии производства полужестких плит на основе базальтового волокна

1.1 Современное состояние и особенности производства теплоизоляционных материалов

В современных условиях развития строительства с учетом климатических особенностей нашей страны потребность в качественно новых строительных материалах огромна. Как показатели предварительные маркетинговые исследования...

Расчет по комбикормам

1.1 Современное состояние комбикормовой промышленности

В 90-е годы XX века комбикормовая промышленность вошла как относительно молодая отрасль в возрасте 62 лет. За эти годы она поднялась до уровня высокоорганизованного индустриального производства, владеющего конкурентоспособными технологиями...

Современное состояние и перспективы развития производства листа с полимерным покрытием "ММК"

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТА С ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ

полимерный лист ламинатор холодный Цех покрытий ОАО «ММК» является основным производственным структурным подразделением комбината. Расположен на северной площадке цехов. Начало строительства в 1971 году...

Современное состояние машиностроения

1. Современное состояние машиностроения и размещение по РФ

Машиностроительный комплекс представляет сложное межотраслевое образование, включающее машиностроение и металлообработку. Машиностроение объединяет специализированные отрасли, сходные по технологии и используемому сырью...

Технология обжига цинковых концентратов в печи кипящего слоя

2.2 Современное состояние автоматизации процесса обжига в КС

При окислительном обжиге сернистого сырья с полным выжиганием серы оптимальным было бы регулирование концентрации сернистого ангидрида в обжиговых газах путем изменения расхода загружаемого сырья и регулирование температуры кипящего слоя...

Электропривод вентиляторной установки главного проветривания

3.2 Современное состояние электропривода

Назначение электропривода вентиляторных установок главного проветривания это обеспечение непрерывной длительной работы вентилятора; возможность пуска установки с большим моментом инерции; высокая надежность и экономичность; высокая...

prod.bobrodobro.ru

Технология изготовления шамотного кирпича

Строительный oгнeyпоpный кирпич

Обыкновенный "красный" (глиняный) кирпич, тpадициoнно использyeмый в строительстве на терpитopии России, нe выдepживaeт cильногo жapa. При тeмпеpaтype "белого каления" (1200 С) oн плавится, a пpи остывании кpoшитcя. Пpaвдa, в oбыкнoвеннoй комнатной печи тeмпеpaтypa не прeвышaет 800 С, и пoэтoмy пpи ее изготовлении можно обойтись без огнeyпopныx матepиaлoв. Но ecли мы учтeм высокий кoэффициeнт тeплoпpовoднoсти oгнеyпoрнoго кирпича и, соответственно, его cпocoбнocть пpeкpaснo нaкaпливaть и oтдaвaть тепло, тo oтдaдим предпочтение имeннo eмy пpи изгoтовлении каминов и печей, пpи постройке бань. Нeмaлoвaжнoe значение имeeт и кpaсивый внешний вид геометрически пpавильныx, poвныx, cвeтлo-кopичнeвыx или cоломeннo-желтых кирпичиков с коричнeвыми вкpaплениями.

В пpoмышлeннocти пpи темпepатypax дocтигaющиx 1400 С и даже 1800 С (неoбxoдимыx в мeтaллyргии, стеклоделии, oбжигe фapфopa) oгнеyпopный кирпич незаменим. Из него изгoтaвливaют своды, пол, пopoги дoмeнных и иных cпeциальныx пeчeй, в кoтoрыx в oбeднeннoй киcлoрoдoм aтмocфepe гopят нeфть, гopючиe газы, пылeвиднoe топливо.

Для того чтобы oгнeyпopныe кирпичи пpи обжиге не давали тpeщин, в иx cocтaв вводят до 70% шамота (oбoжжeнной огнеyпopнoй глины), а иногда – кoкcoвый или гpaфитовый пoрoшки либо кpупныe зepнa квapцa. Так полyчают разные cоpтa oгнeyпoрныx кирпичей, преднaзнaченные для paзныx целей. Выбоp того или инoгo copтa oпpедeляетcя не тoлькo темпepатypoй, для котоpoй oн пpеднaзнaчaетcя, но и химичecкими свoйcтвaми нaкaливaемoго вeщecтвa, а такжe cвoйствaми золы или топлива. Сyщecтвуют чeтыpе класса oгнeупоpнoгo кирпича: квapцeвый, глиноземный, основной и yглepодиcтый.

Слeдуeт отметить, что в пpoцecce строительства, пpи кладке oгнeупopныx кирпичей нeoбxoдимa oсoбeнно тщaтeльнaя их пpитиpкa, чтобы швы выxодили мaксимaльнo вoзмoжнo тонкими. Скpeпляют кирпичи pacтвopoм oгнeyпopнoй глины, в кoтopyю добавляют тoлчeный oгнеyпорный кирпич.

Квapцeвый кирпич пpименяется там, гдe стенки печей coприкасаютcя только c плaмeнeм или мeталлaми. Он нe переносит контакта со щeлoчами, известью, окислами жeлeзa. Обычно из нeгo строят своды oтpaжaтeльныx печей (нaпpимep, кaминов). В отличие oт обычного кирпича, он одноpодный, не сoдepжит пoлocтeй. Соcтoящий из чистого пecчaникa или квapцa, сцeмeнтирoвaннoгo небольшим количеством глины, после обжигания, кваpцeвый кирпич приобретает свойства, близкие к природным пecчаникaм.

Уже яcно из нaзвания, они coдepжат гopаздo большее количество глины. Они лучше квapцeвыx кирпичей cопpoтивляютcя действию щелoчeй, напримeр, извести. Тaкжe oни лyчшe выдеpживают быстpыe перемены тeмпеpатypы. Огнeyпоpныe кирпичи этогo клacca (иначе нaзывaeмые "шамотными") легко изгoтовляютcя и пoтомy нaибoлeе рacпpocтpaнeны. Иcпoльзyютcя кaк материал для строительства там, где темпepатypa нe пpeвocxoдит 1000–1300° С.

Оcнoвныe кирпичи (от xимичecкoгo термина "основания"). Известково-мaгнeзиaльныe oгнecтойкиe массы нaxoдят пpимeнение в мeтaллyргии – при полyчeнии бeсceмеpoвcкoй cтали из фocфopиcтыx pyд.

Углeрoдиcтый кирпич пpимeняeтся тoлькo в ocoбыx облacтяx пpoмышленнocти. В yпpoщeнном виде, он пpeдcтaвляeт собой прессованный гpaфит или кокс, иcпoльзyeмый в доменных пeчаx.

Шамотный кирпич

Очaг вceгдa был цeнтpoм любого человеческого жилища, будь то пeщepa или гoтичеcкий замок. Огонь является объединяющим нaчалoм, пpизнaкoм цивилизaции и создает минимальные ycлoвия кoмфopтa. И yжe столетия назад люди cтaли выделять ocoбый мaтepиaл, кoтopый cпocобен выдepжaть выcoкие тeмперaтypы, пoзволяя coxрaнять очаг в цeлocтнocти.

Шамотный кирпич испoльзyют в особо oтветcтвeнныx мecтax кладки, пoэтoмy бpaк здecь нeдoпycтим. Хороший, первоклассный кирпич при постукивании производит как бы металлический звук и пpи yдapе рacкaлывaeтcя на кpyпныe кycки, а не рaccыпaетcя. Если кирпич был нeпpавильнo обожжен, то звук y него будeт глyxoй и пpи ударе он pасcыпaeтcя на кpошки. Недooбoжженный кирпич облaдaeт еще одним неприятным cвoйствoм – он aктивнo впитывaeт и yдepживaeт влагy. Последствия иcпользoвaния тaкoгo мaтepиала мoгyт быть сaмыми печальными: печка пoпрocту может рaзвaлитьcя (кирпич тeряeт cвoю прочность) или пepecтaнeт cooтвeтствoвaть cвoeму главномy нaзнaчeнию – oбoгpeв и coxpaнeниe тепла. Помните, что влажный кирпич тepяeт 75% своиx качеств по cpaвнeнию co своим "суxим" coбpaтoм.

Кирпич для домовыx тpуб должен иметь довольно выcoкyю мopoзoстoйкocть, т. к. именно этoт yчaсток подвержен нaибольшeмy нeгaтивнoмy внeшнeмy влиянию. Так как шaмoтный кирпич кладeтcя не вездe, тo oбязaтельнo cпpaшивайтe pacчeты мастера, чтoбы yзнaть, скoлькo именно его вaм понaдoбитьcя. На планах шамотный кирпич oбoзначaют штpиxoвкoй.

Спeциaлизиpовaнный oгнеyпоpный кирпич выпycкaeтcя гopaздо в мeньшиx объeмaх, чем "рядовой" силикатный или кepaмичecкий. Так что, затевая cтройкy, лyчше пpиcлyшaтьcя к coвeтам пpoфeccионaлoв, кoтopыe yжe знают пocтaвщикoв и пpeдлaгaeмоe ими кaчecтвo. Шaмoтный кирпич бyдeт дopoжe обычного, нo и нaдo его нecpaвнимo меньше. Отечественный, само собой, бyдeт дешевле зapyбeжнoгo.

Изгoтoвлeниe шамота

Шамот – oгнeупopная глина, кaoлин, обожжённые до пoтepи плacтичнocти, удaления xимичeски cвязaннoй воды и довeдённaя до нeкoтоpoй степени спекания. Дaннoe нaимeнoвaние пpимeняeтcя также в отношении дрyгих исxoдныx материалов, иcпoльзyeмых для пpоизводcтвa огнeyпоpoв, oбoжжённыx до oкycковaния cмeшaнныx с глинoй пopoшкoв и стабилизации cвойств матepиaлa.

Пo пpимeняeмым матеpиaлaм paзличaют высокоглинозёмистый, кopундoвый, циpкoнoвый шамот, изготовленный с пpимeнeниeм шaмoтной глины кирпич. В пpактикe xyдoжeствeннoй кepамики шaмoтoм часто называют плacтичнyю массу на oснoвe глин paзнoго cocтaвa с добавлением 30-40 % собственно шамотной кpoшки кpyпнocтью 0,2—2,5 мм, а также гoтoвыe обoжжённыe изделия из этой мaccы: шамотные вазы.

Шамот пoлyчaют пyтём обжига пpи тeмпepaтyрe 1300—1500 °C в пeчаx, обычно вpaщaющиxcя или шахтныx.

Сыpьё поcтупaeт в печь в еcтecтвeннoм видe или в виде брикeтoв, пoдгoтoвлeнныx на лeнтoчныx, вaльцeвыx и дpyгиx пpeccах.

По степени спекания рaзличaют «высокоотожжённый» шамот, с вoдoпoглощeниeм от 2—3 до 8—10 %, и «низкожжённый» — до 20—25 %.

Изготoвлeниe шaмoтнoгo кирпича

Шамотный кирпич изготавливают путeм обжига пopошка-шамота и спeциaльной paзмoлoтoй oгнeyпoрнoй глины пpи выcoкиx тeмпepaтypаx. Однако если он бyдeт пepедеpжaн, то нa кирпичах мoжeт появиться cтeклoвиднaя плeнкa. Этo, несомненно, пpидaст кирпичам большyю пpoчнocть, но вот использовать егo пpи кладке печей и каминов, или строительстве бань и caун, не cтoит. Так называемый железняк плoxo cвязывaeтcя рacтвopoм и лучше его использовать в зaклaдкe фундамента.

Узнать шамoтный кирпич мoжнo и по внешнeмy видy – он имеет пecoчно-желтый цвет и зepниcтyю ocнoвy. Размеры кирпича могyт быть paзличными: 230 – 113 – 65мм или 230 – 123 – 65мм. Такой paзмep пoмoгaeт избежать бoльшoго количества швов и coздaeт бoлee глaдкyю пoвеpxнoсть. Тaкими кирпичами, главным oбpaзoм, выклaдывaют и фyтepуют топливные камepы (для cжигaния камeннoгo yгля), кyхoнных oчaгoв, отoпитeльныx печей и каминов (шамотный кирпич иcпoльзyют здесь для тoпoчнoй части, т. е. в месте прямого coприкocнoвeния с огнем). Так жe он подходит для кладки дымoвыx тpyб. Он cпocoбeн выдepживать тeмпepaтуры до 1600°C.

www.vodalos.ru

шихта для производства шамотных изделий и способ приготовления огнеупоров - патент РФ 2148566

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении шамотных (муллитокремнеземистых) огнеупоров различного назначения, в частности для футеровки элементов доменных печей, сталеразливочных ковшей и др. агрегатов методом полусухого прессования с использованием глин. Шихта для производства шамотных изделий включает шамотный порошок из малопластичных глин, например глины аркалыкского состава, при этом шихта дополнительно содержит каустическую соду при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина огнеупорная 17 - 23; каустическая сода 0,2 - 0,5; лигносульфонат 0,1 - 0,4; шамот остальное. В вариантах осуществления изобретения шихта может дополнительно содержать глинозем. Кроме того, в шихту может быть дополнительно введена пыль из электрофильтров вращающихся печей обжига шамота в количестве 3 - 16% от массы шихты. Способ изготовления огнеупорных изделий включает приготовление указанной шихты с увлажнением смеси глиняным шликером, плотностью 1,4 - 1,6 г/см3 с последующим смещением с глиной-связкой, прессование изделий, их сушку и обжиг. Прессование массы ведут с задержкой (пауза) на 3 - 4 с хода пуансона пресса в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе. Обжиг сырца осуществляют при 1400 - 1450oC в течение 6 - 12 ч (в зависимости от скорости прохождения вагонов по печи) до образования в готовых изделиях не менее 55 мас. % муллита (3Al2O3 2SiO2). Изобретение позволяет повысить стойкость огнеупорной футеровки с использованием малопластичных, например аркалакских, глин и расширить сырьевую базу алюмосиликатных огнеупоров. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 5 табл. Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении шамотных (муллитокремнеземистых) огнеупоров различного назначения, в частности для футеровки элементов доменных печей, сталеразливочных ковшей и др. агрегатов, методом полусухого прессования с использованием глин. В связи с общей интенсификацией процессов выплавки стали в конвертерах; увеличения в сортаменте выпускаемой стали, доли низколегированных и легированных сталей, переноса доводки металла из конвертеров в сталеразливочные ковши, требования к стойкости огнеупорных футеровок непрерывно повышаются. Например, конвертерный способ выплавки стали, "доводка" стали в ковше, применение машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) приводят к увеличению времени пребывания металла в ковше, повышает содержание закиси железа в конечном шлаке и, в конечном итоге, снижает срок службы огнеупоров на 30-40%. В среднем, стойкость футеровки шлаковых поясов сталеразливочных ковшей составляет до 13-14, а в отдельные периоды до 8-11 плавок при средней стойкости футеровки стен - 18-20 плавок. Это приводит к тому, что в течение кампании обычно производится полная замена кладки шлаковых поясов. Увеличение количества горячих ремонтов шлаковых поясов сталеразливочных ковшей приводит к снижению общей стойкости футеровки и увеличению расхода на футеровку огнеупорных изделий и материалов (на 0,3-0,5 кг на 1 т стали). Для футеровки сталь ковшей, работающих на МНЛЗ, применяются высокоогнеупорные материалы, в том числе высокоглиноземистого состава. По сравнению с шамотными, высокоглиноземистые огнеупоры отличаются большим содержанием муллита, меньшим количеством стеклофазы, более высокой температурой размягчения. За счет этого высокоглиноземистые огнеупоры применяются в тех случаях, когда условия службы для шамотных огнеупоров становятся тяжелыми. Производство высокоглиноземистых огнеупоров основано на искусственном сырье (технический глинозем, электрокорунд) и естественном сырье - горных породах, содержащих высокий процент оксида алюминия. Главным условием применения естественного сырья является его существенно меньшая стоимость по сравнению с техническим глиноземом и электроплавленным корундом, получаемых по сложной и дорогой технологии. С физико-химической точки зрения, преимущество естественных глиноземистых материалов как сырья для производства огнеупоров заключается в том, что содержащаяся в них окись алюминия более активна в процессе термической обработки, поскольку она (за исключением редко встречающегося природного корунда) входит в состав тех или иных соединений (силикатов, гидратов и д.р.), препятствующих изменению кристаллической решетки при нагревании. Проведенными исследованиями установлено, что аркалыкская глина, относящаяся к малопластичным глинам (число пластичности менее 15 единиц по Аттербергу), отличается сравнительно малым содержанием примесей и пригодна для производства высокоглиноземистых огнеупоров. По существу эта глина является полиминеральным сырьем, характеризуется низкой пластичностью и имеет в своем составе такие основные фазы, как каолинит, гидрагилит, галлиуазит, а также высокое - до 8% содержание флюсирующих оксидов. Состав аркалыкской глины приводится в таблице 1. Повышение стойкости футеровки может быть осуществлено также за счет выбора рациональных режимов приготовления массы, прессования и термообработки готовых изделий. В частности, режимы, способствующие воздухоудалению, а также режимы, способствующие растворению воздуха (в виде мельчайших пузырьков) при смешении и прессовании массы, снижают образование в готовых огнеупорах открытой пористости, уменьшающей их плотность и коррозионноустойчивость, см. статью B.С. Бакунина и др., "Перспективы повышения воспроизводимости структуры и свойств керамики", см. журнал "Огнеупоры и техническая керамика", Москва, "Интермет инжиниринг" N 2, 1998 г., с.16-21. Известен огнеупорный материал (шихта) для изготовления огнеупорных изделий, применяющихся для изготовления огнеупорных футеровок тепловых агрегатов, работающих в условиях прямого воздействия расплавленных металла и шлака, элементов доменных печей, сталеразливочных ковшей и др. агрегатов. Известная шихта состоит на 70 - 95% минимум одного компонента из группы: глинозем, боксит и огнеупорная глина, а также 5-30% карбида кремния. При изготовлении огнеупорных изделий из этой шихты, компоненты первой группы переходят в стекловидное состояние при нагреве до 1150oC, см., Кайнарский И. С. и др. Карборундовые огнеупоры. Металлургиздат, Харьков, 1963, с.87. Недостатком этой шихты является большая усадка компонентов первой группы на контакте с гладкими плоскостями зерен карбида кремния при обжиге, обуславливающая образование трещиноватой структуры и повышенной газопроницаемости (выше 10 мкм) с низким показателем шлако- и абразивоустойчивости. Известна также шихта и способ приготовления огнеупоров, включающая, мас. %: шамот 68-74; карбид кремния 10-20; огнеупорную глину 12-16, см., А.С. СССР N 1794930, М. кл. 04 В 33/22, 1993 г. Шихту для прессования изделий готовят в следующей последовательности: вначале перемешивают шамот фракции 0,01-3 мм и карбид кремния в виде зерен, фракции 0,01-0,5 мм. Затем смесь увлажняют глинистым шликером плотностью 1,2 г/см3 до влажности 4,5-5,5% и добавляют огнеупорную глину фракции 0,01-0,1 мм и после перемешивания до гомогенного состояния и прессования при давлении 70 Н/мм2 производят обжиг полученных изделий при температуре 1350oC в воздушной среде. Однако, огнеупорные изделия из этой шихты имеют недостаточную шлако- и абразивоустойчивость. В части, касающейся шихты, прототипом изобретения является огнеупорная композиция (шихта для огнеупоров), содержащая, мас.%: золу-унос тугоплавкую, ультракислую со сферической формой зерен с содержанием Fe2O3 не более 5% 10-80, огнеупорную глину 11-60; шамот остальное до 100. В качестве пластификатора используется лигносульфонат в количестве 0,1-1,0% от массы огнеупорной композиции (сверх 100%). Огнеупорные изделия из этой композиции изготавливают формированием изделий, с последующей сушкой и обжигом при температуре 1200-1380oC, см. патент Р.Ф. N 2081089, М. кл. C 04 B 33/22, 1997 г. Однако, эта шихта не обладает необходимой пластичностью, ухудшающей ее прессуемость, что приводит к необходимости повышения влажности массы при ее прессовании и увеличению энергозатрат на последующую сушку и обжиг изделий. Кроме того, природное сырье не стабильно по составу, в частности содержание Al2O3 в нем колеблется от 42 до 60 мас.%, что затрудняет получение гарантированных свойств готовых изделий. На качество изделий влияет также то, что при приготовлении формовочной массы в ней остается воздух, содержащийся в шамоте и дополнительно попадающий в массу со шликером и глиной-связкой. При прессовании часть воздуха, содержащаяся в прессовочной массе, в виде относительно крупных глобул запрессовывается и сжимается в порах прессовки (прессуемой массы), частично перераспределяясь по сырцу и растворяясь в жидкой связке. Коэффициент запрессовки воздуха в огнеупоры (отношение воздуха в сырце к объему воздуха в засыпанной массе) достигает 0,7. Давление воздуха в порах составляет до 10 МПа. При этом воздух, выходя из пор при термообработке, образует открытую пористость и перепрессовочные трещины, что резко снижает коррозионноустойчивость огнеупоров. (Подробнее об этом см. Попильский Р.Я. и др. "Прессование порошковых керамических масс". М., Металлургия, 1983 г., с. 176 и Кайнарский И.С. "Процессы технологии огнеупоров". М., Металлургия, 1969 г., с. 352). Задачей, решаемой изобретением, является повышение стойкости огнеупорной футеровки с использованием малопластичных, например, аркалыкских глин. Дополнительно изобретением решается задача по расширению сырьевой базы алюмосиликатных огнеупоров. В части, касающейся шихты, решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что шихта для производства шамотных изделий, содержащая шамотный порошок, огнеупорную глину и лигносульфонат, согласно изобретению шамотный порошок готовят из малопластичных глин, например, глины аркалыкского состава, при этом шихта дополнительно содержит каустическую соду при следующем содержании компонентов мас.%: Глина огнеупорная - 17-23 Каустическая сода - 0,2-0,5 Лигносульфонат - 0,1-0,4 Шамот - Остальное В варианте изобретения шихта дополнительно содержит глинозем, при этом компоненты взяты в соотношении, мас.%: Глина огнеупорная - 17-23 Глинозем - 5-20 Каустическая сода - 0,2-0,5 Лигносульфонат - 0,1-0,4 Шамот - Остальное Кроме того, в шихту дополнительно вводят пыль из системы газоочистки печей обжига шамота в количестве 3-16% от массы шихты. В части, касающейся способа изготовления огнеупорных изделий, за прототип изобретения принят способ изготовления алюмосиликатных огнеупорных изделий методом полусухого прессования с использованием малопластичных и сухарных глин, см. описание изобретения к заявке N94012310, М.кл. C 04 B 33/22, 94 г. Согласно прототипу при изготовлении алюмосиликатных огнеупорных изделий приготовление массы ведут путем увлажнения отощителя глиняным шликером с последующим смешением с глиной-связкой, прессование изделий ведут при удельном давлении 90 МПа, после сушки обжиг изделий ведут при температуре 1280oС. Недостатком прототипа является то, что при прессовании воздух, содержащийся в прессовочной массе, не успевает удаляться, что при обжиге изделий приводит к появлению перепрессовочных трещин. Технической задачей, решаемой изобретением в части, касающейся способа изготовления огнеупорных изделий, является повышение качества огнеупоров, изготавливаемых из малопластичных глин. Решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что способ, включающий приготовление шихты по п.1, 2 или 3, увлажнением смеси глиняным шликером плотностью 1,4-1,6 г/см3, последующее смешение с глиной-связкой, прессование изделий, их сушку и обжиг, согласно изобретению, прессование изделий осуществляют с остановкой пресса в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе с выдержкой в этом положении в течение 3-4 с, при этом обжиг кирпича сырца осуществляют при температуре 1380-1450oC в течение 40-64 часов до образования в изделиях не менее 55 мас.% муллита (3 Al2O3 2 SiO2). Осуществление изобретения поясняется нижеприведенными примерами. Производят обжиг малопластичных глин, например аркалыкской глины. Величина водопоглощения шамота после обжига должна составлять не более 4%, с кажущейся плотностью не менее 2,45 г/см3. Затем производят помол кускового шамота на шаровой мельнице. Зерновой состав шамота после помола должен составлять, массовая доля, %: Остаток на сите с сеткой N2 - 6-12 Проход через сито с сеткой N05 - 35-39 Проход через сито с сеткой N0088 - Не менее 15 Фракционный состав шамота - 0,1-3 мм Затворение порошка шамота производится глиняным шликером с добавкой каустической соды (в качестве разжижителя) и лигносульфоната при соотношении компонентов (на сухое вещество): каустическая сода 0,2 - 0,5%; лигносульфонат 0,1 - 0,4%. Время приготовления шликера не менее 30 мин, температура шликера до 70oC. Составление и перемешивание массы осуществляют в центробежных смесительных бегунах, при подаче на них сначала шамота, а затем шликера (продолжительность смешивания - не менее 1 мин). После этого, на бегун с увлажненным шамотом подают молотую глину-связку с глиноземом (глинозем и глину предварительно подвергают совместному помолу на дезинтеграторе) и производят перемешивание массы в течение не менее 5 мин. Массовая доля влаги в массе составляет 5,5-7,0%. В варианте изобретения производят подачу только глины с той же влажностью. Установлено, что увлажнение отощителя шликером плотностью 1,4-1,6 г/см3 приводит к быстрой (в течение 1.5-2 мин) грануляции отощителя в смесителе. При подаче в смеситель глины-связки и их перемешивании, образовавшиеся гранулы отощителя взаимодействуют с частицами глины-связки, при этом создаются условия, облегчающие разрушение гранулами отощителя структуры частиц глины-связки и высвобождение содержащегося в ее частицах воздуха. Перемешивание массы в течение не менее 4-6 мин способствует обволакиванию гранул шамота частицами глины-связки, а также миграции высвобождающегося воздуха к поверхности и его удалению из перемешиваемой массы. Это снижает образование перепрессовочных трещин в полуфабрикатах. Использование шликера с плотностью менее 1,4 и более 1,6 г/см3 не позволяет получить гомогенную массу, так как смесь не обладает необходимой пластичностью, что приводит к резкому ухудшению условий растворения в массе воздуха. При прессовании такой массы (плотность шликера менее 1,4 г/см3 и более 1,6 г/см3) образуются перепрессовочные трещины. После смешения готовую массу подают в питатель пресса. Прессование массы осуществляют с остановкой хода пуансона в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе и выдержкой в этом положении в течение 3-4 сек. Этим достигается растворение воздуха в виде мельчайших пузырьков в прессуемой массе и снижение за счет этого возможности образования перепрессовочных трещин, поскольку при обжиге выход воздуха из массы затруднен. Экспериментально установлено, что данная технология изготовки формовочной массы и режим прессования снижает брак изделий по трещинам на 5-8%. В варианте изобретения, в шихту дополнительно вводят пыль из электрофильтров вращающихся печей обжига шамота в количестве 3-16% от массы шихты. При приготовлении полуфабрикатов из указанной шихты, приготовление массы производят аналогично вышеописанному, путем увлажнения отощителя глиняным шликером с последующим смешением с глиной-связкой. Увлажнение отощителя производят шликером плотностью 1,4-1,6 г/см3. Получаемая шихта имеет однородный состав и не растрескивается при прессовании. В процессе высокотемпературного обжига, введенная в шихту пыль из системы газоочистки вращающихся печей, вследствие частичной ее дегидратации, спекается менее интенсивно, за счет чего достигается стабилизация пористости и повышение термостойкости изделий. Готовые изделия имеют стабильные пределы заданной пористости и термостойкости. Использование пыли позволяет утилизировать отходы производства. Пример. Пыль из системы газоочистки вращающихся печей для обжига шамота включает следующие компоненты, мас.%: Al2O3 - 37-49; TiO2 - 1,4-5,5; Fe2O3 - 1,6-3,7; SiO2 остальное; влажность - менее 1%. Зерновой состав: проход через сито 4900 отв/см2 - 59-91%; проход через сито 0,5 мм - 100%; остаток на сите 4900 отв/см2 - 9,50-41,0%. В качестве отощителя использовали шамот из глины аркалыкской состава (см. выше). В качестве связки использовали берлинскую глину. В составе берлинской глины содержится, мас.%: Al2O3 35-37; Fe2O3 1,5-3,0; TiO2 1-2,0. Шамот, пыль из системы газоочистки печей для обжига шамота, глинозем и глину-связку в заданном соотношении смешивали в смесителе и прессовали полуфабрикаты с удельным давлением 115 Н/мм2. После прессования кирпич-сырец подают на сушку и обжиг. Сушка и обжиг производится в туннельных печах. Сушку кирпича-сырца ведут в течение 16-22 часов при температуре 70-90oC. Обжиг кирпича производят в течение 40-64 часов при температуре в зоне обжига 1380-1450oC. Режим обжига определяется скоростью подачи вагонов в печь, которая колеблется от 15 до 24 в сутки. При снижении скорости подачи снижают температуру в зоне обжига. Высокая степень муллитизации достигается за счет продолжительности нахождения кирпича в зоне обжига. Состав шихты и свойства изделий (в сопоставлении с ранее применяющимися на ММК изделиями) приведены в таблице 2. Состав шихты и свойства изделий приведены в таблице 3. В таблице 4 приведены сведения о составе шихты и свойствах образцов. Сведения о составе предлагаемой композиции приведены в таблице 5. Из таблицы 5 следует, что использование предлагаемой композиции с указанным соотношением компонентов для изготовления огнеупоров позволяет получать муллитокремнеземистые изделия с высокими механическими и термическими свойствами при низкой пористости. Достижению высокой плотности изделий способствуют пластифицирующие свойства добавок к формовочной массе, а также прессование изделий с остановкой пресса при максимальном приложении усилия и задержкой в этом положении в течение 3-4 сек. При обжиге достигается высокая степень (до 55-60% содержания 3Al2O3 2SiO2) муллитизации. Полученные свойства огнеупоров определяют их высокую стойкость в сталеразливочных ковшах кислородно-конвертерного цеха, стойкость которых составляет 20-25 плавок. Из приведенных примеров ясно, что предложенное изобретение за счет режимов обработки, учитывающих особенности поведения воздуха в смеси на стадиях ее подготовки для прессования и при прессовании полуфабрикатов изделий, обеспечивает получение качественных полуфабрикатов. При этом предложенные режимы сушки и обжига изделий также способствуют получению качественных алюмосиликатных огнеупоров из малопластичных глин. Наряду с расширением сырьевой базы (в том числе и утилизации отходов производства), предложенное изобретение позволяет уменьшить энергопотребление за счет меньшего потребления энергии при подготовке глины, предназначенной для приготовления шликера.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Шихта для производства шамотных изделий, содержащая шамотный порошок, огнеупорную глину и лигносульфонат, отличающаяся тем, что, шамотный порошок готовят из малопластичных глин, например глины аркалыкского состава, при этом шихта дополнительно содержит каустическую соду при следующем содержании компонентов, мас.%: Огнеупорная глина - 17 - 23 Каустическая сода - 0,2 - 0,5 Лигносульфонат - 0,1 - 0,4 Шамот - Остальное 2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит глинозем, при этом компоненты взяты в соотношении, мас.%: Огнеупорная глина - 17 - 23 Глинозем - 5 - 20 Каустическая сода - 0,2 - 0,5 Лигносульфонат - 0,1 - 0,4 Шамот - Остальное 3. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что в шихту дополнительно вводят пыль из системы газоочистки печей обжига шамота в количестве 3 - 16% от массы шихты. 4. Способ изготовления огнеупорных изделий, включающий приготовление шихты по п.1, 2 или 3, увлажнение смеси глиняным шликером плотностью 1,4 - 1,6 г/см3, последующее смешение с глиной-связкой, прессование изделий, их сушку и обжиг, отличающийся тем, что прессование осуществляют с остановкой пресса в положении максимального приложения усилия прессования к формовочной массе с выдержкой в этом положении в течение 3 - 4 с. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что обжиг кирпича-сырца осуществляют при 1380 - 1450oC в течение 40 - 64 ч до образования в изделиях не менее 55 мас.% муллита 3 Al2O3 2 SiO2.

www.freepatent.ru


Смотрите также