Безотходная технология форстеритошпинельных материалов из шлаков углеродистого феррохрома

• Автор: Камышников, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 184 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНШВИЕСШЙ ОБЗОР. V

1.1. Шлаки углеродистого феррохрома сырье для огнеупоров

1.2. Технологические особенности получения плавленых огнеупорных материалов

1.3. Изготовление огнеупорных изделий из плавленых материалов

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕШАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . .

2.1. Применяемые материалы

2.2. Методы синтеза образцов .

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА

ОСНОВЕ ШЛАКОВ УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА

3.1. Характеристика шлаков углеродистого феррохрома
3.2. Синтез и свойства плавленых материалов композиции форстеритпшинельпериклаз . .
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ВОССТАНЬЛЕНИЯ
КРЕМНЕЗЕМА В ШЛАКЕ УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА . .
4.1. Максимальная температура процесса
4.2. Анализ равновесий химических реакций в системе шлак углеродистого феррохрома алюминийжелезо .
ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОИЧЕСШЕ УСЛОВИЯ АЛХШНОТЕРМИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ШЛАКА УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА
5.1. Технологические параметры алшинотермического восстановления кремнезема в шлаке углеродистого феррохрома .
5.2. Оптимизация внепечного алшинотермического получения плавленых материалов из шлаков углеродистого феррохрома .
5.3. Особенности электропечного алшинотермического процесса получения плавленых огнеупорных материалов из шлаков углеродистого феррохрома.
5.4. Полупромышленные опыты на печи кВА .
5.5. Материальные балансы
ГЛАВА 6. ВЫПУСК ОПЫТНЫХ ПАРТИЙ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И
ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ.
6.1. Выпуск опытных партий и предложения по технологии плавленых материалов .
6.2. Основные свойства плавленых материалов
ФШМ и ИМ ПО
ГЛАВА 7. ПОЛУЧЕНИЕ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ И ИХ ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ИСПЫТАНИЯ.
7.1. Получение плавленолитых огнеупоров
7.2. Получение и свойства огнеупорных изделий на основе плавленых форстеритопшинельных материалов
7.3. Огнеупорный бетон на основе форстеритошлинельных материалов .
ОНЦИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При любом соотношении шпинели, форстерита, периклаза в материале на последнем этапе кристаллизации должна образовываться эвтектика периклаз-шпинель-форстерит, температура которой по Осборну j^j составляет Ю°С, что в известной мере предопределяет температуру службы огнеупоров на основе шлаков углеродистого феррохрома, а присутствие примесей может значительно снизить температуру. Наиболее вредными примесями могут оказаться оксиды кальция, алюминия, образующие легкоплавкие соединения: монтичеллит CaO * МдО-Si-Ог. С температурой плавления °С |^2б] или диопсид CaO'MgQ-2$с0г , температура плавления которого °С, а также кордиерит 2МдО • 5"SlOг. Т = °С и анортит CaO ‘ 2 SiO г с температурой плавления °С. Однако,глинозем не всегда является вредной примесью. Если он изоморфно входит в состав шпинелида, то огнеупорные свойства материалов не снижаются ^2б]. Характер и допустимое количество примесей в форстеритошпи-нельных материалах можно лимитировать, исходя из требований к чистоте материалов при получении форстеритовых и шпинелидных огнеупоров и требований к условиям их эксплуатации. Таким образом, при разработке составов плавленых материалов на основе шлака углеродистого феррохрома, следует уделить особое внимание снижению кремнезема и оксида кальция. Области применения плавленых материалов на основе шлаков углеродистого феррохрома должны находиться в зависимости от соотношения в материале шпинели или форстерита. Среди шпинелидов особый интерес представляет алюмомагние-вая шпинель, которая в отличие от ЯеСг"О4. С, а эвтектика А^Оз - Мд при °С. Однако, цри достаточном количестве оксида магния, кремнезем связывается в форстерит. Отмечается хорошая устойчивость магнезиально-силикатных изделий к действию основных шлаков []. Однако, форстеритовые огнеупоры разрушаются расплавами оконного стекла, плавикового шпата, ферромарганца [2б]. Исходя из совокупности свойств, форстеритовые огнеупоры рекомендуют применять для футеровки регенераторов мартеновских печей |]; нижних и задних стен мартеновских печей, подин нагревательных печей, сводов медеплавильных и медерафинировочных агрегатов [зб]. По мнению Бережного 9] форстеритовые огнеупоры могут быть использованы в насадках стекловаренных печей. Эффективны форстеритовые огнеупоры и в футеровке печэй для обжига огнеупоров. По данным Плотникова шпинельнофорстеритовые огнеупоры успешно применяют на некоторых французских заводах для футеровки пода методических печей и нагревательных колодцев. Материал марки В5 содержит -$ А^Оз. Мд0 , -$ 8(0г [зб]. Таким образом, магнезиально-силикатные шлаки углеродистого феррохрома могут служить перспективным сырьем для получения плавленых форстеритошшшелвдных огнеупорных материалов. Наличие в шлаках до $ кремнеземистого стекла и значительного количества металла ограничивает температуру их применения. Обогащение расплава шлака оксидами магния, алюминия с одновременным снижением кремнезема и доизвлечением металла позволит повысить их огнеупорные свойства. Ограниченность и противоречивость сведений о шпинельнофорстеритовых огнеупорах вызывает необходимость исследования их свойств в зависимости от соотношения шпинели, : форстерита и периклаза в материале, что позволит определить их эксплуатационные возможности. Для получения плавленых огнеупоров наибольшее применение нашли электродуговые печи, которые привлекают возможностью получения расплава необходимой температуры и приемлемой чистоты, экономичностью плавки, хотя в последнее время рекомендуются штатные циклоны, индукционные печи, установки высокочастотной плавки [з7-зэ]. Высокая температура плавления огнеупорных материалов, их большое удельное электрическое сопротивление, короткий интервал кристаллизации расплава предъявляют особые требования как к конструкции печи, так и ее электрическим характеристикам. Печи, предназначенные для выплавки металлов и ферросплавов, не отвечают этим требованиям и без соответствующей реконструкции непригодны для расплавления огнеупорных материалов [зв]. Поэтому для производства плавленых огнеупоров используют специально сконструированные электродуговые печи. Так для получения бакора используют печи типа ОКБ и ОКБ с установленной мощностью трансформатора и кВ*А соответственно.