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.