Форстерит — производство изделий

При производстве форстеритовых изделий из дунитов последние предварительно обжигают при температуре 1450°С, благодаря чему разрыхление изделий в обжиге не происходит, и их свойства улучшаются. Окись магния в состав шихты вводят в различных количествах: от 15 до 25% в зависимости от состава исходного сырья. Минимальное ее количество должно быть достаточным, чтобы связать весь кремнезем шихты в форстерит, а окислы железа—в магнезиоферрит. Избыток окиси магния по сравнению с теоретически необходимым его количеством несколько повышает качество форстеритовых изделий. Зерновой состав исходной шихты должен быть примерно следующим: фракций 0,2—0,5 мм —50%; 0,5—0,09 мм — 10—15%; менее 0,09 мм — 35—40%. Более тонкозернистые порошки плохо прессуются, а более грубозернистые нежелательны, так как они трудно спекаются. В таком случае для облегчения спекания материала вводят специальную связку, представляющую собой во всех случаях смесь тонкой фракции магнезиально-силикатного компонента и окиси магния.

Исходная влажность форстеритовых масс для прессования изделий должна составлять 3—4% при условии добавки 0,05—0,1% ССБ на сухую массу. Форстеритовые изделия прессуют на механических револьверных, фрикционных (пресс-трамбование) и гидравлических прессах с удельным усилием прессования 800—1000 кгс/см2 (8—10 к Н/см2).

Отпрессованный сырец сушат в туннельных сушилках в течение 20—24 ч до остаточной влажности, равной приблизительно 0,5%. Высушенные изделия обжигают в туннельных печах при температуре до 1650°С.

Хотя реакция образования форстерита заканчивается при температуре 1450°С, рост кристаллов форстерита и, следовательно, спекание материалов форстеритовых изделий происходит очень медленно. Поэтому обжигать форстеритовые изделия необходимо при высокой температуре (1650°С),

Разновидностью форстеритовых огнеупоров являются периклазофорстеритовые изделия. Периклазофорстеритовыми огнеупорными изделиями называют такие, в которых наряду с основным минералом — форстеритом — в значительном количестве содержится магнезиоферрит и периклаз.

Сырьем для производства этих изделий служат магнезиты с высоким содержанием кремнезема и металлургический доломит с добавкой оливинита, дунита и других пород, используемых в производстве форстеритовых изделий. Технология периклазофорстеритовых изделий не отличается от технологии обычных форстеритовых. Физико-технические свойства изделий зависят от состава шихты (рис. 19).

Рис. 19. Изменение свойств магнезито-форстеритовых опнеупоров в зависимости от состава шихты (обжиг при 1450°С)

1— температура разрушения под нагрузкой; 2— температура начала деформации под нагрузкой; 3—изменение размеров; 4—пористость; 5— временное сопротивление сжатию

Минерал форстерит имеет большую анизотропию температурного коэффициента линейного расширения по осям, что обусловливает низкую термостойкость этих изделий. Состав и свойства форстеритовых огнеупорных изделий приведены в табл. 21.

Форстеритовые огнеупоры применяют в тех же условиях, что и магнезитовые, но там, где есть воздействие окис-

Физико-технические свойства форстеритовых огнеупоров

Огнеупор

Кажущаяся плотность, г/см3

Пористость , %

Предел прочности при сжатии, кгс/см* (МПа)

Температура начала деформаций под нагрузкой 2 кгс/см1 (0,02 к Н/смг), °С

Теплостойкость, теплосмены

Химический состав, %

Si O1

Al2O3

Fes O3

Ca O

Mg O

П.п.п.

Хромостерит

21—25

300(30)

1590

7

25

50

Обожженный дунит

2,65

22—26

430(43)

1600

1

28,2

2,7

9,4

0,9

50

Талькомагнезит, выпиленный из породы

2,87

1,5

240(24)

1550

5

31,6

1,6

4,1

0,3

56,3

2,6

Электроплавленый дунит

3,03

4,5

470(47)

1800

41,3

1,5

5,5

0,2

51,5

85% хабозеровокого оливинита+15% спекшегося магнезита

2,85

16—18

450(45)

i

1670

36

32,2

1,4

13,6

1,4

50,2

0,5-

Обожженный веселянский талькомагнезит+20 % спекшегося магнезита

2,58

23,7

600(60)

1650

5

31,9

2,1

11,1

1,4

.53,2

0,S.

лов железа, форстеритовые огнеупоры предпочтительнее. Они успешно служат в подинах нагревательных печей, а также в обжигательных высокотемпературных печах, но не могут быть использованы для кладки сводов и стен электросталеплавильных печей. Эти материалы успешно применяют для кладки насадок воздушных регенераторов мартеновских печей взамен динаса и шамотных огнеупоров. Высокая устойчивость форстеритовых изделий против разъедания оседающей на них плавильной пыли и высокая огнеупорность позволяют использовать их для футеровки регенераторов, предназначенных для нагревания воздуха до высоких (1350—HOO°С) температур, что необходимо для повышения температуры плавильного процесса.

Огнеупорные изделия этой группы обладают следующими свойствами: температурный коэффициент линейного расширения в интервале температур 20—800°С составляет 11,5· 10-6°С-1; теплопроводность в интервале 500—1000°С — (1,07+5,9)-10-4 Вт/(м-К); газопроницаемость—10 Им.