Технические характеристики и области применения огнеупорного кирпича. Утилизация шамотного кирпича


Утилизация отработанных огнеупорных материалов

ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

При разборке огнеупорной футеровки и кладки печей образу­ется огнеупорный лом, пригодный к дальнейшему использованию. Основное количество огнеупорного лома образуется на предприя­тиях черной металлургии и в литейных производствах машино­строительных заводов. Значительное количество огнеупорного лома образуется в устройствах для разливки стали, и прежде всего в сталеразливочных ковшах, которые футеруются в основном алю - мосиликатными огнеупорами. При ремонтах воздухонагревателей доменных и коксовых печей образуется лом муллитокремнеземи - стых, муллитовых, муллитокорундовых и корундовых изделий.

На предприятиях фарфоро-фаянсовой, электрокерамической, абразивной промышленности образуется лом карбидкремниевых изделий. Химический состав и физические свойства образующегося огнеупорного лома не контролируются.

Разборка огнеупорной футеровки печей и других тепловых аг­регатов на большинстве предприятий производится вручную по элементам огнеупорной кладки. Разборка футеровки начинается со свода печи. Перед его обрушением в печь вводят стальные короба, затем свод обрушивают завалочной машиной. После этого короба с отходами кладки вынимают на рабочую площадку, где производит­ся первичная ручная разборка. Затем производится разборка тор­цевых стен печи. Для удаления отработанной футеровки в шлако­вики вводят скрепер-машины, которые подают отработанные огне­упоры и шлак в контейнеры. Далее контейнеры транспортируются на сортировочные площадки.

Начальная стадия сортировки изношенной кладки мартенов­ских печей происходит непосредственно на рабочих площадках у самих агрегатов, где производится выборка годного для повторного использования кирпича. Годный лом собирается в контейнеры, ко­торые затем отправляются потребителю. Отходы лома, к которым относятся блоки футеровки размером более 500 мм с включения­ми шлака и металла, а также мелочь размером менее 20 - 30 мм, уходят в отвал. Процесс ручной сортировки огнеупорного лома от­личается низкой производительностью и тяжелыми условиями тру­да. На некоторых крупных металлургических комбинатах действу­ют установки по механизированной сортировке огнеупорного лома.

При разборке огнеупорного лома для извлечения частиц метал­ла, имеющихся в нем, используется магнитная сепарация. В этом случае фракция размером менее 20 мм, оставшаяся после ручной сортировки, поступает в шаровые мельницы, работающие в замк­нутом цикле с грохотом, где лом измельчается до размера частиц не более 3 мм. Измельченный лом подается на магнитные сепара­торы. Общая схема магнитной сепарации огнеупорного магнези­ального лома представлена на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Схема магнитной сепарации магнезиального лома

Огнеупорный лом используется как вторичное сырье для про­изводства огнеупоров. Шамотный лом применяется при изготовле­нии обычного и ваграночного кирпича, в производстве пористой керамики, жаропрочных бетонов.

Магнезиальный лом используют при изготовлении периклазо - хромитовых и хромитопериклазовых изделий и порошков. Лом ди - насовых изделий применяют в огнеупорной промышленности при изготовлении бетонных и динасовых блоков, а также плит для на­ружной облицовки зданий.

Лом муллитокремнеземистых, муллитовых и муллитокорундо - вых изделий используют при производстве высокоглиноземистых масс для футеровки разливочных ковшей.

Вторичные огнеупорные материалы широко используют на ма­шиностроительных предприятиях и заводах цветной металлургии. Малоизмененные огнеупорные изделия, отобранные при ремонте печей, идут в кладку этих же печей. Повторное использование ог­неупорных изделий наиболее эффективно, так как не требует до­полнительных затрат ручного труда и энергии и позволяет эконо­мить первичные огнеупоры.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Переработка отходов осуществляется с помощью сложных тех­нологических процессов, при этом используемое оборудование и сами отходы могут являться источниками травматизма, профзабо­леваний, пожаро - и взрывоопасности и наносить ущерб жизни и здоровью …

Регенерация лакокрасочных материалов

На машиностроительных, судостроительных, электротехниче­ских и других предприятиях широко используются лакокрасочные материалы. Наиболее распространенным способом их нанесения остается распыление из краскопульта в окрасочных камерах. Из этих камер непрерывно отсасывается воздух, который …

Переработка отходов растворителей

Многие технологические процессы в промышленности и на транспорте связаны с использованием органических растворителей, которые, выполнив свою роль, уносятся с воздухом вентиляцион­ной системой, загрязняя окружающую среду, либо сливаются в на­копители и …

msd.com.ua

Способ переработки лома огнеупорных, строительных и керамических материалов для получения керамических сфер и керамическая сфера

Изобретение относится к технологии комплексной переработки промышленных отходов, а именно к переработке лома огнеупорных материалов с целью получения сферических материалов, которые могут быть использованы в качестве проппантов, мелющих тел, носителей катализаторов, огнеупорных заполнителей и насыпных фильтров. Техническим результатом изобретения является повышение прочности керамических сфер с общей сферичностью и округлостью не менее 0,9. Способ переработки лома огнеупорных, строительных и керамических материалов для получения керамических сфер включает термообработку лома, его дробление, помол, формирование сфер, их сушку и обжиг. При этом помол дробленого лома осуществляют совместно с природным кварц-полевошпатным песком, в котором 50 и более массовых процентов частиц имеют размер 10 мкм и менее, до остатка на сетке 0,044 мм не более 0,3 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - более 12 мас.%, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%: лом - 5-35; кварц-полевошпатный песок - 65-95. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии комплексной переработки промышленных отходов, а именно к переработке лома огнеупорных, строительных и керамических материалов с целью получения сферических материалов, которые могут быть использованы в качестве проппантов, мелющих тел, носителей катализаторов, огнеупорных заполнителей и насыпных фильтров.

Значение огнеупорных, керамических и строительных материалов в развивающейся экономике постоянно возрастает. Их качество во многом определяет уровень развития ряда производств. Одни материалы работают в условиях высоких температур и повышенных нагрузок, поэтому основными требованиями к ним являются высокие плотность, прочность, огнеупорность и определенный химический состав. Другие материалы используются в качестве теплоизоляторов, носителей катализаторов, следовательно, они должны быть высокопористыми и иметь специфичный фазовый состав. Третьи предназначены для службы в условиях многократного термоциклирования, следовательно, должны обладать высокой термической стойкостью. Всему многообразию требований не отвечает ни один современный материал. Этим и объясняется большое количество видов огнеупорных, керамических и строительных материалов, применяющихся в промышленности, технике и быту. Это многообразие предопределяет образование большого количества отходов изделий, обладающих различным химическим и фазовым составом и требующих комплексного подхода к их утилизации.

В настоящее время известно большое количество технических решений, направленных на переработку огнеупорного лома, подавляющее большинство которых позволяет получать изделия того же химического состава и того же назначения, что и перерабатываемый лом.

Известна огнеупорная масса (патент РФ №2379255), содержащая огнеупорный магнезиальный заполнитель, органическое связующее, полифосфат натрия и не обязательно борную кислоту и каменноугольный пек, отличающаяся тем, что она содержит в качестве огнеупорного магнезиального заполнителя фракции не более 4,0 мм плавленый периклаз или смесь плавленого периклаза и обеспыленного лома периклазовых или периклазуглеродистых изделий при соотношении, равном 2÷7:7÷2, или смесь обеспыленного лома периклазовых и обеспыленного лома периклазуглеродистых изделий при соотношении, равном 4÷5:5÷4, а в качестве органического связующего содержит формальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полифосфат натрия не более 2
формальдегидная смола 4-5
каменноугольный пек 0-3
борная кислота 0-2.

Недостатком известного технического решения является то, что путем утилизации лома периклазовых огнеупорных изделий получают магнезиальную шихту, пригодную для использования исключительно в производстве магнийсодержащих огнеупоров.

Известна также шихта для изготовления огнеупоров (патент РФ №2332386), являющаяся продуктом комплексной переработки промышленных отходов с целью получения огнеупорных материалов, а именно переработки огнеупорного лома марки «Динас». Техническим результатом изобретения является повышение прочности и упрощение изготовления изделий. Шихта для изготовления огнеупоров включает заполнитель, жидкое натриевое стекло по сухому остатку, микрокремнеземные металлургические отходы с содержанием SiO2>80% и воду, а в качестве заполнителя она содержит лом динаса и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: лом динаса - 100,0; оксид алюминия - 3,0-15,0; жидкое натриевое стекло по сухому остатку - 2,5-7,0; микрокремнеземные металлургические отходы с содержанием SiO2>80% - 2,5-7,0; вода - 4,0-10,0.

Известное решение также направлено на переработку исключительно динасового лома с целью изготовления из него огнеупорных изделий.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является патент РФ №2229456 «Шихта для изготовления огнеупорных высокопрочных сферических гранул и способ их производства». Изобретение относится к области производства огнеупорных гранулированных материалов, предназначенных для использования в качестве расклинивающего агента при добыче нефти и газа способом гидравлического разрыва пласта. Для изготовления огнеупорных высокопрочных сферических гранул с удельным весом 2,6-2,8 г/см и насыпной плотностью 1,58-1,68 г/см3 используются предварительно дробленный и в последующем обожженный во вращающейся печи лом огнеупорных муллитокремнеземистых изделий с содержанием Аl2O3 не менее 50% и предварительно обожженный боксит с содержанием Аl2O3 не менее 60% Аl2O3 в виде тонкомолотого продукта их совместного помола при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%: обожженный боксит - 33-67, лом огнеупорных муллитокремнеземистых изделий - остальное. Причем соотношение Al2O3:SiO2 (по массе) должно быть не менее 1,0. Предварительный обжиг лома огнеупорных муллитокремнеземистых изделий производится при температуре 1250-1350°С. Обжиг бокситов производится при температуре 1100-1700°С до водопоглощения не более 5-35% в зависимости от содержания в нем Аl2O3. Продукт совместного помола гранулируют, сушат, рассеивают и обжигают во вращающейся печи при температуре 1500-1700°С, после чего производят рассев обожженных гранул.

Недостатком известной шихты и способа производства из нее сферических гранул является то, что указанным способом можно перерабатывать только лом алюмосиликатных огнеупоров, что в значительной степени ограничивает сырьевую базу материалов для производства огнеупорных сфер. Существенным недостатком известного способа изготовления сфер является и то, что помимо термообработки огнеупорного лома необходим также предварительный обжиг боксита, а сами гранулы имеют высокую температуру спекающего обжига. Повышенные значения насыпной плотности и пониженные показатели сферичности/округлости обожженных гранул ограничивают их применение в качестве проппанта, поскольку в последнее время в области изготовления и использования проппантов отчетливо прослеживаются тенденции к снижению насыпной плотности и увеличению показателей сферичности и округлости гранул.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является переработка лома огнеупорных, керамических и строительных изделий с целью получения прочных керамических сфер различного предназначения с общей сферичностью и округлостью не менее 0,9 и изменяемой за счет использования лома различного химического состава насыпной плотностью.

Указанный результат достигается тем, что в способе переработки лома огнеупорных, строительных и керамических материалов для получения керамических сфер, включающем термообработку лома, его дробление, помол, формирование сфер, их сушку и обжиг, помол дробленого лома осуществляют совместно с природным кварц-полевошпатным песком, в котором 50 и более массовых процентов частиц имеют размер 10 мкм и менее, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:

лом - 5-35,
кварц-полевошпатный песок - 65-95,

причем совместный помол компонентов шихты осуществляют до остатка на сетке 0,044 мм не более 0,3 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - более 12 мас.%.

При этом формирование сфер осуществляют путем приготовления из молотой шихты шликера, в который вводят водорастворимое полимерное связующее вещество. Шликер диспергируют через калибровочные отверстия в водный раствор закрепляющего вещества, полученные сферы сушат и обжигают. Также из молотой шихты можно готовить шликер, который подают на сушку в башенное распылительное сушило, далее в гранулятор, а полученные сферы сушат и обжигают. Или молотую шихту непосредственно подают в гранулятор, а полученные сферы сушат и обжигают.

Если в качестве лома используют корундовые или алюмосиликатные огнеупоры, шихта имеет следующий химический состав, мас.%:

Аl2O3 - 3-15,

SiO2 - 70-92,

Fe2O3 - 1.7-5.6,

примеси - остальное.

Если в качестве лома используют магнезиальные или магнезиально-силикатные огнеупоры, шихта имеет следующий химический состав, мас.%:

MgO - 2-28,

SiO2 - 52-83,

Fe2O3 - 2-7.5,

Аl2O3 - 1-7,

примеси - остальное.

Если в качестве лома используют цирконийсодержащие огнеупоры, шихта имеет следующий химический состав, мас.%:

ZrO2 - 2-25,

Аl2O3 - 2-10,

SiO2 - 50-85,

Fe2O3 - 1.5-4.0,

примеси - остальное.

Если в качестве лома огнеупорных изделий используют динасовые огнеупоры, шихта имеет следующий химический состав, мас.%:

SiO2 - 80-94,

Fe2O3 - 1-3,

CaO - 0.2-2.8,

примеси - остальное.

Кроме того, указанный лом может представлять собой смесь лома огнеупорных материалов различного химического состава, а также бой строительных или керамических материалов или их смесь как между собой, так и с ломом огнеупорных материалов. В случае необходимости в шихту дополнительно вводят спекающие добавки, состав которых зависит от вида перерабатываемого лома.

Водорастворимое полимерное связующее вещество выбирается из каррагенов, пектинов, желатинов, альгинатов, целлюлоз, карбоксиметилированных полисахаридов, агара, крахмала, гуаровой смолы, ксантановой смолы, производных акриловой кислоты, полиолов, а водный раствор закрепляющего вещества образует с водорастворимым полимерным связующим веществом водонерастворимое соединение, обеспечивающее закрепление формы гранул. В шликер для улучшения реологических характеристик суспензии дополнительно вводят разжижители, пластификаторы и стабилизаторы. Обжиг керамических сфер осуществляют при температуре 1180-1260°С.

Результат достигается также тем, что керамическая сфера получена заявляемым способом и может быть применена в качестве проппанта, мелющих тел, огнеупорных заполнителей, носителей катализаторов, насыпных фильтров.

Заявляемое техническое решение является универсальным и позволяет в условиях единого производственного цикла на одном и том же технологическом оборудовании перерабатывать подавляющее большинство видов огнеупорного лома, а также лома керамических и строительных изделий различного химического состава в керамические сферы, имеющие широкий спектр применения.

Перед измельчением перерабатываемый лом, если это необходимо для окисления металлических включений или выжигания органических примесей, может подвергаться предварительной термообработке. Дробление лома необходимо для улучшения его размолоспособности. Гранулометрический состав дробленого лома зависит от его физико-химических характеристик и определяется отдельно для каждого вида. Необходимость предварительного измельчения природных кварц-полевошпатных песков для получения материалов, в которых 50 и более массовых процентов частиц имеют размер 10 мкм и менее, определена экспериментально. В случае если более 50 мас.% частиц песка имеют размер более 10 мкм при его совместном помоле с утилизируемым ломом дальнейшего доизмельчения песка не происходит. Соотношение компонентов в физической смеси лома огнеупорных, керамических и строительных материалов с природными кварц-полевошпатными песками установлено авторами экспериментальным путем. При содержании лома менее 5 мас.% и песка более 95 мас.% степень переработки лома остается низкой, а материал имеет узкий температурный интервал спекающего обжига. При содержании лома более 35 мас.% и песка менее 65 мас.% нивелируется универсальность заявляемого способа и для каждого вида перерабатываемого материала потребуется отдельный технологический цикл, соответственно каждый вид перерабатываемого материала будет иметь свою температуру спекающего обжига.

Поскольку получаемые кремнеземистые керамические материалы являются многокомпонентными, гетерофазными и имеют сложную внутреннюю структуру, совместный помол компонентов шихты необходимо осуществлять до заявляемых параметров. Именно такая степень измельчения позволяет производить из смесей природного песка и лома различной природы товарные керамические сферы. При остатке на сетке 0,044 мм более 0,3 мас.% и содержании фракции менее 1 мкм - менее 12 мас.% из-за неравномерной объемной усадки гранул при обжиге происходит нарушение их сферичности. Кроме того, из-за пониженного содержания субмикронных частиц общее количество стеклофазы становится недостаточным для стабилизации микроструктуры керамики и релаксации внутренних напряжений, что в значительной степени снижает прочность обожженных сфер. Заявляемый химический состав получаемых материалов определяется исключительно видом используемого лома и соотношением лом/песок.

Формирование сфер может осуществляться путем непосредственной подачи молотой шихты в гранулятор или путем приготовления из нее шликера, который подают на сушку в башенное распылительное сушило, а затем в гранулятор. Эти методы могут быть рекомендованы для изготовления сфер, применяемых в качестве носителей катализаторов и насыпных фильтров. Однако наиболее предпочтительным, по мнению авторов, является способ, в котором формирование сфер осуществляют путем приготовления из молотой шихты шликера, в который вводят водорастворимое полимерное связующее вещество. Шликер диспергируют через, по крайней мере, одно калибровочное отверстие в водный раствор закрепляющего вещества, причем в шликер для улучшения реологических характеристик суспензии могут дополнительно вводиться разжижители, пластификаторы и стабилизаторы. Тип указанных веществ и их количество определяются исключительно видом перерабатываемого лома.

Шликер, содержащий все необходимые добавки, диспергируют через калибровочные отверстия на капли требуемого диаметра, которые отверждают в растворе закрепляющего вещества, после чего полученные сферы высушивают и обжигают при температуре, достаточной для максимального уплотнения гранул. Диаметр калибровочных отверстий определяется требуемым диаметром сфер. Состав раствора закрепляющего вещества находится в зависимости от вида и количества полимерного связующего, а концентрация закрепляющего раствора подбирается индивидуально для каждой пары - полимерное связующее вещество/закрепляющее вещество. В качестве закрепляющего вещества могут быть использованы, например, соли с катионами Ме2+, Ме3+ и анионами B(OH)4− , SO42− и т.д.

Заявляемый способ формирования позволяет получать сферы практически монофракционного гранулометрического состава (колебания по диаметру гранул не превышают 10%), чего невозможно достичь с использованием других известных способов гранулирования. Поскольку из-за быстрого отверждения не происходит миграции крупных частиц на поверхность сферы, реализуется возможность получения гранулята с практически идеальными показателями сферичности и округлости, что особенно важно при использовании полученного материала в качестве проппанта. Проппант с улучшенными показателями сферичности и округлости обеспечивает преимущественно ламинарный режим движения углеводородов внутри проппантной пачки, а состав материала, близкий к монофракционному, гарантирует образование между сферами высокопроницаемых крупных пустот, не заполненных частицами меньшего диаметра. Наличие однородных крупных пор между сферами укорачивает длину пути добываемого углеводорода внутри слоя проппанта и поддерживает ламинарность потока нефтепродукта за счет отсутствия резкого изменения сечения каналов в пачке расклинивателя. Следует также подчеркнуть, что сферы с бездефектной поверхностью, способны работать на истирание без выкрашивания более продолжительное время, чем гранулированные материалы с низкими показателями сферичности/округлости. Это, в свою очередь, является неоспоримым преимуществом заявляемых сфер при их использовании в качестве мелющих тел. Изготовление сфер по предлагаемому способу позволяет снизить требования к качеству рассева и значительно уменьшить количество рассевного оборудования, так как в данном техническом решении рассев нужен лишь для отделения обломков гранул, которые могут образовываться при технологических перемещениях, сушке и обжиге сырцовых сфер. Обжиг керамических сфер осуществляют при температуре 1180-1260°С. Конечная температура спекающего обжига определяется видом утилизируемого лома, соотношением лом/песок, а также степенью измельчения исходной шихты. Путем побора химического состава материала, использования спекающих добавок и оптимизации режима обжига в заявляемом температурном интервале можно получать как плотно спеченные сферы с заданным насыпным весом и перспективой их использования в качестве проппанта и мелющих тел, так и пористые сферы, используемые в качестве носителей катализаторов или огнеупорных наполнителей.

Примеры осуществления изобретения.

В качестве природного кварц-полевошпатного песка использован песок следующего химического состава, мас.%: SiO2 - 94-95, Аl2O3 - 0.7-0.8, СаО - 0,3-0,4, Na2O - 0,5-0,6, К2O - 0.9-1,1, Fe2O3 - 1,5-2, примеси - остальное.

Возможно применение любых природных песков или их смесей при соблюдении заявляемых параметров шихты.

У полученных сфер фракции 0,425-0,85 мм определяли насыпную плотность, показатели сферичности/округлости и долю разрушенных гранул согласно требованиям ISO 13503-2:2006(Е). По мнению авторов, указанный стандарт наиболее адекватно отражает требования к потребительским свойствам керамических сфер. Результаты измерений представлены в таблице.

Пример 1.

9 кг кварц-полевошпатного песка, предварительно измельченного таким образом, что 52 мас.% частиц имели размер менее 10 мкм, смешивали с 1 кг дробленного до фракции менее 10 мм лома шамотных огнеупорных изделий. Полученную смесь подвергали сухому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,3 мас.%) и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 14 мас.%. Контроль фракционного состава проводился на фотоседименто-графе Horiba LA-300. Шихту, содержащую 91 мас.% - SiO2, 3,8 мас.% - Аl2O3, 1,7 мас.% - Fe2O3, примеси - остальное, гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе и обжигали при температуре 1200°С.

Пример 2.

6,5 кг кварц-полевошпатного песка, предварительно измельченного таким образом, что 55 мас.% частиц имели размер менее 10 мкм, смешивали с 3,5 кг дробленного до фракции менее 10 мм лома форстеритовых огнеупорных изделий. Полученную смесь подвергали сухому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,2 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 15 мас.%). Контроль фракционного состава проводился на фотоседиментографе Horiba LA - 300. Шихту, содержащую 19,5 мас.% - MgO, 68,9 мас.% - SiO2, 2,81 мас.%) - Аl2O3, 5,65 мас.% - Fe2O3, примеси - остальное, гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе и обжигали при температуре 1240°С.

Пример 3.

8 кг кварц-полевошпатного песка, предварительно измельченного таким образом, что 57 мас.% частиц имели размер менее 10 мкм, смешивали с 2 кг дробленного до фракции менее 2 мм лома динасовых огнеупоров. В качестве спекающей добавки в шихту вводили 0,3 мас.% соды. Полученную смесь подвергали сухому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,2 мас.%) и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 15 мас.%. Контроль фракционного состава проводился на фотоседиментографе Horiba LA - 300. Шихту, содержащую 93,7 мас.% - SiO2, 1,95 мас.% - Fe2O3, 0,52 мас.% - СаО, примеси - остальное, гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе и обжигали при температуре 1210°С.

Пример 4.

8 кг кварц-полевошпатного песка, предварительно измельченного таким образом, что 53 мас.% частиц имели размер менее 10 мкм, смешивали с 2 кг термообработанного при 900°С и дробленного до фракции менее 2 мм лома керамических диафрагм, отработавших в установках электрохимической активации воды и содержащих 80 мас.% - Аl2O3, 20 мас.% - ZrO2. Полученную смесь подвергали сухому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,3 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 15 мас.%. Контроль фракционного состава проводился на фотоседиментографе Horiba LA - 300. Шихту, содержащую 84,6 мас.% - SiO2, 8,3 мас.% - Аl2O3, 1,56 мас.% - Fe2O3, 2,0 мас.% - ZrO2, примеси - остальное, гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе и обжигали при температуре 1260°С.

Пример 5.

9 кг кварц-полевошпатного песка, предварительно измельченного таким образом, что 52 мас.% частиц имели размер менее 10 мкм, смешивали с 0,5 кг дробленного до фракции менее 10 мм лома шамотных огнеупорных изделий и 0,5 кг дробленого до фракции менее 10 мм лома форстеритовых огнеупорных изделий. Полученную смесь подвергали сухому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,3 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 14 мас.%. Контроль фракционного состава проводился на фотоседиментографе Horiba LA - 300. Шихту, содержащую 91,26 мас.% - SiO2, 2,91 мас.%) - Аl2O3, 2,1 мас.% - MgO, 1,17 мас.% - Fe2O3, примеси - остальное, гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе и обжигали при температуре 1180°С.

Пример 6.

9 кг кварц-полевошпатного песка, предварительно измельченного таким образом, что 52 мас.% частиц имели размер менее 10 мкм, смешивали с 1 кг дробленного до фракции менее 10 мм лома красного строительного кирпича. Полученную смесь подвергали сухому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,3 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 14 мас.%). Контроль фракционного состава проводился на фотоседиментографе Horiba LA - 300. Шихту, содержащую 90,4 мас.% - SiO2, 2,9 мас.% - Аl2O3, 1,19 мас.% - MgO, 2,54 мас.% - Fe2O3, примеси - остальное, гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе и обжигали при температуре 1260°С.

Пример 7.

100 т шихты из примера 2 подвергали сухому, а затем мокрому помолу до остатка на сетке 0,044 мм - 0,1 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - приблизительно 18 мас.%. Во время мокрого помола в суспензию в качестве спекающей добавки вводили апатит в количестве 1000 кг (1,0 мас.%) в пересчете на сухое вещество. Подготовленный таким образом шликер влажностью 35% подавали в промышленное башенное распылительное сушило, полученный материал гранулировали на тарельчатых грануляторах диаметром 3 м, сушили и обжигали во вращающейся печи при температуре 1260°С.

Пример 8.

Молотую шихту из примера 2 в количестве 650 г помещали в лабораторную пропеллерную мешалку, куда добавляли 350 г воды, затем при постоянном перемешивании добавляли в качестве разжижителя триполифосфат натрия в количестве 0,3 мас.% (3 г), а в качестве полимерного связующего карбоксиметилцеллюлозу «Полицелл VCMC LV» в количестве 1,2 мас.% (12 г). Приготовленный таким образом шликер подавали в диспергатор с 300 калибровочными отверстиями и при помощи источника горизонтальных акустических колебаний частотой 390 Гц разбивали на капли, которые направляли для отверждения в емкость с 7%-ным раствором АlСl3. Отвержденные сферы отмывали от раствора хлорида алюминия проточной водой, высушивали до влажности 1,5-2% и обжигали в лабораторной печи с карбидкремниевыми электронагревателями при температуре 1260°С.

Пример 9.

Молотую шихту из примера 6 в количестве 650 г помещали в лабораторную пропеллерную мешалку, куда добавляли 350 г воды, затем при постоянном перемешивании в качестве разжижающей добавки вводили соду в количестве 0,5 мас.% (5 г), а в качестве полимерного связующего - альгинат натрия в количестве 1,1 мас.% (11 г). Приготовленный таким образом шликер подавали в диспергатор с 1 калибровочным отверстием и при помощи источника вертикальных акустических колебаний частотой 370 Гц разбивали на капли, которые направляли для отверждения в емкость с 6%-ным раствором хлористого кальция. Отвержденные сферы отмывали от раствора хлорида кальция проточной водой, высушивали до влажности 1,5-2% и обжигали в лабораторной печи с карбидкремниевыми электронагревателями при температуре 1180°С.

Таблица
Свойства керамических сфер фракции 0,425-0,85 мм
№ примера Насыпной вес, г/см3 Сферичность/округлость Доля разрушенных гранул при 69 МПа, мас.%
Прототип патент РФ №2229456 1.68 0.8/0.8 6.5
1.76 0.8/0.9 4.6
Пример 1 1.5 0.85/0.9 6.2
Пример 2 1.53 0.85/0.9 3.9
Пример 3 1.25 0.85/0.9 14.1
Пример 4 1.53 0.9/0.9 6.1
Пример 5 1.09 0.9/0.9 15
Пример 6 1.34 0.9/0.9 10.1
Пример 7 1.55 0.9/0.9 3.6
Пример 8 1.45 0.93/0.93 3.7
Пример 9 1.3 0.93/0.95 8.1

Анализ данных таблицы показывает, что сферы, полученные заявляемым способом (примеры 1, 2, 4, 6, 7, 8), при более низком насыпном весе обладают повышенной прочностью, а сферы, полученные путем диспергирования шликера в раствор закрепляющего вещества (примеры 8, 9), имеют лучшие показатели сферичности/округлости по сравнению с прототипом. Таким образом, указанные материалы могут быть рекомендованы для использования в качестве проппанта или мелющих тел. Легковесные сферы (примеры 3,5) также обладают приемлемой прочностью при высоких показателях сферичности/округлости и могут применяться как в качестве проппанта, так и в качестве огнеупорных заполнителей или насыпных фильтров. Кроме того, пористая сфера из примера 5 может быть пригодна для использования в качестве носителя катализатора.

1. Способ переработки лома огнеупорных, строительных и керамических материалов для получения керамических сфер, включающий термообработку лома, его дробление, помол, формирование сфер, их сушку и обжиг, отличающийся тем, что помол дробленого лома осуществляют совместно с природным кварц-полевошпатным песком, в котором 50 и более массовых процентов частиц имеют размер 10 мкм и менее, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:лом - 5-35;кварц-полевошпатный песок - 65-95,причем совместный помол компонентов шихты осуществляют до остатка на сетке 0,044 мм не более 0,3 мас.% и содержания фракции менее 1 мкм - более 12 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что из молотой шихты готовят шликер, в который вводят водорастворимое полимерное связующее вещество, формируют сферы путем диспергирования шликера через калибровочные отверстия в водный раствор закрепляющего вещества, полученные сферы сушат и обжигают.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что из молотой шихты готовят шликер, который подают на сушку в башенное распылительное сушило, а затем в гранулятор, полученные сферы сушат и обжигают.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что молотую шихту сразу подают в гранулятор, полученные сферы сушат и обжигают.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лома используют корундовые или алюмосиликатные огнеупоры, при этом шихта имеет следующий химический состав, мас.%:Al2O3 - 3-15;SiO2 - 70-92;Fe2O3 - 1,7-5,6;примеси - остальное.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лома используют магнезиальные или магнезиально-силикатные огнеупоры, при этом шихта имеет следующий химический состав, мас.%:MgO - 2-28;SiO2 - 52-83;Fe2O3 - 2-7,5;Al2O3 - 2-7;примеси - остальное.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лома используют цирконийсодержащие огнеупоры, при этом шихта имеет следующий химический состав, мас.%:ZrO2 - 2-25;Al2O3 - 2-10;SiO2 - 50-85;Fe2O3 - 1,5-4,0;примеси - остальное.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лома огнеупорных изделий используют динасовые огнеупоры, при этом шихта имеет следующий химический состав, мас.%:SiO2 - 80-94;Fe2O3 - 1-3;CaO - 0,2-2,8;примеси - остальное.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный лом может представлять собой смесь лома огнеупорных материалов различного химического состава.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный лом представляет собой бой строительных или керамических материалов или их смесь как между собой, так и с ломом огнеупорных материалов.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в шихту дополнительно вводят спекающие добавки.

12. Способ по п.2, отличающийся тем, что водорастворимое полимерное связующее вещество выбирается из каррагенов, пектинов, желатинов, альгинатов, целлюлоз, карбоксиметилированных полисахаридов, агара, крахмала, гуаровой смолы, ксантановой смолы, производных акриловой кислоты, полиолов.

13. Способ по п.2, отличающийся тем, что водный раствор закрепляющего вещества образует с водорастворимым полимерным связующим веществом водонерастворимое соединение, обеспечивающее закрепление формы сфер.

14. Способ по п.2, отличающийся тем, что в шликер для улучшения реологических характеристик суспензии дополнительно вводят разжижители, пластификаторы и стабилизаторы.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжиг керамических сфер осуществляют при температуре 1180-1260°С.

16. Керамическая сфера по п.1, характеризующаяся тем, что она получена способом по п.1.

www.findpatent.ru

Технические характеристики и области применения огнеупорного кирпича

Оглавление:
  • Нормативная документация
  • Огнеупорный кирпич: основные технические характеристики
  • Существующие виды огнестойких материалов для строительства
  • Химический состав и области использования различного типа огнеупоров
  • Производство огнеупоров
  • Утилизация и ее особенности

Те, кто уже сталкивался со строительством и раз в жизни приобретал кирпич для возведения дома, гаража или простого забора, имеют хотя бы общее представление о данном материале, его классификации и особенностях того или иного типа стройматериала. Но если постройки из обычного силикатного или керамического кирпича возводили многие, то кирпич огнеупорный, технические характеристики которого заметно отличаются от обычного материала, знаком лишь тем, кто брался за возведение камина, печи или иных изделий, которые связаны с высоким уровнем нагрева или открытым пламенем.

Виды кирпича и его назначение.

Все дело в том, что характеристики, габариты и основные свойства огнеупорного материала заметно отличаются от таких же параметров простого строительного кирпича, силикатного или керамического.

Нормативная документация

На сегодня, для того чтобы пополнить багаж знаний в области огнеупорных материалов, узнать все об их характеристиках и стандартных свойствах, достаточно просто ознакомиться с соответствующей нормативной документацией.

Наименование документа Порядковый номер ГОСТа Год выпуска Огнеупоры общего применения 8691 1973 Высокоглиноземистые и корундовые изделия 247004 1981 Полукислые и шамотные изделия 390 1996 Высокоглиноземистые и корундовые кирпичи 24704 1994 Изделия для строительства футеровки вращающихся печей 21436 1975
Вернуться к оглавлению

Огнеупорный кирпич: основные технические характеристики

Таблица сравнения огнеупорных материалов.

Простой кирпич строительный это материал, представленный на рынке в двух основных видах в зависимости от области и целей его использования. Это такие виды, как:

  1. Силикатный строительный материал, созданный на основе извести и песка с добавлением иных добавок, придающих материалу различные свойства.
  2. Керамический кирпич создается из глины различных сортов.

Несмотря на то что данные материалы применяются в большинстве ситуаций, существуют и такие области строительства, в которых такой кирпич применять нецелесообразно. Именно такой областью строительства является возведение высокотемпературных печей, используемых в металлургии, промышленном стекловарении и т. д. Самый простой, знакомый каждому красный кирпич из глины выдержит недолго, если будет эксплуатироваться в подобных условиях.

При долговременном воздействии открытого пламени и высокой температуры такой материал просто расплавится, а в после остывания начнет растрескиваться и буквально крошиться в руках. Многие удивятся, приведя в пример бани, сауны, домашние печи и камины, построенные с применением этого материала. Для бытового использования так называемый красный кирпич вполне подходит, но его технические характеристики не предусматривают эксплуатации в условиях не более 800° С.

Вернуться к оглавлению

Существующие виды огнестойких материалов для строительства

Производственные печи и домны, в которых выдуваются изделия из стекла, обжигается фарфоровая продукция, плавится металл, это строительные элементы, для создания которых используют максимально термостойкий материал.

Схема производства огнеупорных кирпичей.

Так, к примеру, кирпич, соответствующий параметрам, описанным в ГОСТе под номером 8691 от 1973 г. способен эксплуатироваться при температуре более 1000° С.

Огнеупорные материалы выпускаются в разных видах с различным набором характеристик, а соответственно, и область их применения также может быть очень разнообразной. По показателям такого набора характеристик, как химический состав, физические свойства, метод производства материала и диапазон рабочих температур, огнеупорные строительные кирпичи можно разделить на следующие группы:

  • основные,
  • глиноземные,
  • кварцевые,
  • углеродистые.
Вернуться к оглавлению

Химический состав и области использования различного типа огнеупоров

Технические характеристики материала, такие, как химический состав, физические показатели, вид и особенности используемого топлива, характеристики золы, способность беспрепятственно контактировать с материалами иного типа, все это определяет диапазон рабочих температур и характер среды, в которой может без проблем эксплуатироваться тот или иной огнестойкий строительный материал. Именно такие характеристики и являются основополагающими в выборе изделий для использования в разнообразных промышленных областях или бытовой деятельности человека.

Среди всего разнообразия огнеупоров можно выделить следующие основные его виды:

Кварцевый. Изделия такого типа создаются из песчаника или кварца, в которые во время производства добавляется небольшое количество глины. В итоге после термической обработки получается материал, лишенный полостей или пустот и обладающий полнотельной структурой.

Шамотный кирпич способен выдержать высокие перепады температур, а также воздействие извести и щелочи.

В печных топках данный материл занимает положение в тех местах, где он будет контактировать с открытым пламенем. Его применяют для кладки отражательных сводов печей и топливников каминов. Кварцевый кирпич способен очень долгое время не остывать и тем самым хранить необходимое тепло, поддерживая температурный режим. Важно знать о том, что такие изделия следует ограждать от контакта с щелочными растворами, известью или окислами металла, которые оказывают на него губительное воздействие.

Углеродистый. Такие изделия представляют собой графит или кокс в сильно спрессованном виде. Описание данного материала указывает на то, что он обладает наивысшими показателями стойкости и прочности. Применение его достаточно узкое. Углеродистый материал используется в промышленности при возведении доменных промышленных печей.

Основной. Широкое применение нашел данный материал в производственных процессах, напрямую связанных с фосфористыми типами руды или с бессемеровской сталью. Данная область применения доступна такому материалу благодаря присутствию в его составе известково-магнезиальной составляющей.

Глиноземный (шамотный). Само название данного кирпича указывает на то, что основным ингредиентом для его изготовления является глина, которая составляет более 65% всего состава. Характеристики данного материала позволяют ему стойко выдерживать щелочные воздействия и известковые, а также легко выдерживают резкие перепады температурного режима. Кроме того, популярность данного материала обуславливают простота его изготовления и сравнительно низкая цена.

Широкое применение данный огнеупор нашел в строительстве печных ядер, в которых в процессе работы может быть сохранена температура до 1300° С. Маркируются такие изделия заглавной буквой Ш, а цифры после нее указывают на габариты кирпича.

Вернуться к оглавлению

Производство огнеупоров

Огнеупорный кирпич используется для строительства печей, каминов, топок, а также других конструкций, подвергающихся высокому нагреву.

Изготовление огнеупорных материалов это процесс, во время которого они и наделяются своими свойствами. Значит, процесс этот кардинально должен отличаться от производственного процесса, во время которого изготавливается, к примеру, обычный или поризованный кирпич для строительных целей. Для примера будет рассмотрен процесс изготовления шамотного материала:

  1. Для начала глину, необходимую для данного процесса, подготавливают. Подготовка заключается в обжиге сырья, который производится согласно специальной технологии. В процессе такого обжига глина лишается всех водных соединений и теряет свою пластичность, для того чтобы глиняную массу наделить характеристиками спекаемости.
  2. Производственный процесс для материала такого вида кроется в долговременном обжиге готовых брусков глиняной массы в специализированных печах вращающегося или шахтного типа. Обжиг производится при температуре не менее 1500° С.

В зависимости от того, какая технология обжига была применена, в итоге получаются высоко жженные кирпичи и низко жженные. Разница данных типов изделий кроется в их возможности поглощать влагу.

Вернуться к оглавлению

Утилизация и ее особенности

Если говорить об изготовлении того или иного материала, нельзя умолчать о том, как его утилизировать.

В случае с огнеупорами ничего утилизировать не надо.

Все отходы такого производства могут быть использованы для повторного производства. У строителей даже существует такое понятие, как «огнеупорный лом». Так, к примеру, лом шамотного кирпича именуется магнезиальным, а кроме него, существуют алюмосиликатный, углеродосодержащий и динасовый ломы. Каждый из представленных видов отходов используется в производстве как вторсырье.

http://www.youtube.com/watch?v=MOm7aqfpW4g

Подобное повторное использование отходов позволяет сделать стоимость огнеупоров более низкой благодаря тому, что расход глины для создания подобных материалов значительно минимизируется. Это сокращает и количество электроэнергии, расходуемой на производственный процесс.

В современном производстве повторное использование отходов распространено настолько, насколько это возможно. Основным препятствием для широкого распространения является качество изделий, потому что использование лома в производственном процессе способно снизить качество итогового изделия.

Даже те мастера, которые имеют опыт и наработанные навыки в кладке строительного кирпича при возведении печи, каминов или иных изделий из огнеупорного материала, непременно должны обратиться к профессионалам в этой области для получения консультации. Инструкция и практические советы опытного мастера позволят создать качественное изделие, которое прослужит далеко не один десяток лет.

http://www.youtube.com/watch?v=tE4FkLRz08Q

Еще больше облегчить процесс может покупка готового набора порядной раскладки для стандартных изделий. Используя такую раскладку, можно не ломать голову над подбором огнеупоров по размеру и форме, которых может быть множество.

vsebloki.ru

переработка шамотного кирпича

Огнеупорный лом Википедия

Целый и ошлакованный с одной стороны кирпич укладывается на поддоны и Углеродсодержащий огнеупорный лом отгружается на переработку

Компании по приёму и переработке вторсырья ООО

Таблица предприятий и компаний по приёму и переработке вторсырья в Запорожье с телефонами и лом (бой) огнеупоров, магнезитовых кирпичей.

Твердые бытовые отходы. Утилизация и переработка бытовых

Установка по переработке твердых бытовых отходов методом инерта используются обломки отработанного в печах шамотного кирпича до 40 кг/ч

Разборка огнеупорной футеровки и кладки печей. Утилизация

Шамотный лом применяется при и зготовлении нормального и ваграночного кирпича, в производстве мористой керамики, жаропрочных бетонов.

Вторичный щебень. Видео в HD Переработка боя бетона и

13 фев 2015 Видео в HD Переработка боя бетона и кирпича во вторичный щебень. бой кирпича, бой шамотного кирпича, бой кирпича самовывоз,

способ переработки отработанной угольной футеровки

Способ предназначен для переработки отработанной угольной футеровки, спекшиеся с небольшим количеством шамотного кирпича), содержащая в

Нужен ли шамотный кирпич для топливника?,Страница 5,Форум дом

5 дек 2012 Шамот 60% переработки старого шамотного кирпича. Процесс замкнутый домны постоянно ремонтируют, старый кирпич

Огнеупорный лом Википедия

Целый и ошлакованный с одной стороны кирпич укладывается на поддоны и Углеродсодержащий огнеупорный лом отгружается на переработку

Вторичный щебень бой бетона,Facebook

Видео в HD Переработка боя бетона и кирпича во вторичный щебень. Асфальтовая крошка. Москва и Московская область. Применение вторичных

Переработка твёрдых бытовых отходов ООО "ЭкоЛэнд

Бой шамотного кирпича. Соответствие действующему классификатору отходов, отсутствие примесей, максимальный размер куска не более 150мм Х

Бой кирпича Одинцово

Покупка вторичного строительного материала бой кирпича в Одинцово дает Ведь он получается путем переработки шамотного кирпича, в основе

Утилизация строительных отходов бетона и кирпича шпалы

11 июн 2015 переработка отходов кирпича, бетона, ж/бетонных конструкций во вторичный щебень. Мобильный дробильный комплекс позволяет

Утилизация отработанных огнеупорных материалов

Шамотный лом применяется при изготовлении обычного и ваграночного кирпича, в производстве пористой керамики, жаропрочных бетонов.

Нужен ли шамотный кирпич для топливника?,Страница 5,Форум дом

5 дек 2012 Шамот 60% переработки старого шамотного кирпича. Процесс замкнутый домны постоянно ремонтируют, старый кирпич

Переработка боя огнеупорного кирпича Новокузнецк All.biz

Купить в Новокузнецке Переработка боя огнеупорного кирпича Утилизация отходов металлургических предприятий в Новокузнецк Россия от

Разборка огнеупорной футеровки и кладки печей. Утилизация

Шамотный лом применяется при и зготовлении нормального и ваграночного кирпича, в производстве мористой керамики, жаропрочных бетонов.

Переработка плат промышленными методами в домашних условиях [Архив

и еще вопрос не по теме можно ли тигель сделать и шамотного кирпича допустим вытачить 2 полусферы склеить их шамотной глиной

Использование техногенных отходов в глиноземном

глинозема и содопродуктов отходов огнеупорного шамотного кирпича и шлаков в глиноземном производстве при переработке нефелинового сырья.

Способ переработки нефелиновых руд FindPatent

При подготовке нефелино-известняково-содовой шихты в нее добавляют отходы шамотного огнеупорного кирпича в количестве от 0,11 до 11 мас.

Переработка твёрдых бытовых отходов ООО "ЭкоЛэнд

Бой шамотного кирпича. Соответствие действующему классификатору отходов, отсутствие примесей, максимальный размер куска не более 150мм Х

willowcreekriparianpreserve.org


Смотрите также