Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Оксид алюминия реагирует с форстеритом с образованием шпинели, которая, образуя твердые растворы с магнезиоферритом, понижает температуру эксплуатации изделий: 2 AI 2 O 3 + Mg 2 SiO4 = 2 MgAbO 4 + SiO 2 . Для более равномерного распределения примесей в форстеритовом концентрате из отходов обогатительного производства и гомогенизации смеси с целью уменьшения объемных изменений при обжиге изделий применяют брикетную технологию с получением полуфабриката — спекшегося синтетического наполнителя (шамота). Технологическая схема получения брикета: шихта определенного состава из форстеритового концентрата фракции 0,2-0 мм и боя магнезитовых изделий фракции 3-0,2 мм перемешивается, вводится связка (поливиниловый спирт), прессуется под давлением 50-70 МПа, высушивается в естественных условиях в течение суток. Затем обжигается при температуре 1300, 1400, 1450 °С. Полученный брикет дробят с получением фракций 3-0 мм, часть подвергают помолу в виброистирателе «ИВ 1», для получения фракции менее 0,063 мм. При получении брикета из форстеритового концентрата определяли влияние состава шихты и температуры обжига на его свойства. В наших работах [2, 3] было показано, что тонкое измельчение силикатной составляющей более интенсивно влияет на процесс спекания брикета, чем подобный помол магнезитового боя. На рисунке 1 показана зависимость основных свойств брикета от состава шихты. Рис. 1. Сравнительная гистограмма свойств брикета из форстеритового концентрата, обожженного при 1400 °С. В легенде состав шихты из сырого форстеритового концентрата с добавлением вибромолотой фракции (*) и боя магнезитовых изделий (б), мас. %: р — плотность; По — пористость; AV— изменение объема; б — прочность Отметим, что образцы при полном отсутствии добавки оксида магния (бой магнезитовых изделий) в шихте достаточно сильно уменьшаются в объеме, особенно после введения тонкой фракции форстеритового концентрата, имеют повышенную плотность и прочность (температура обжига 1450 °С). Это может быть связано с увеличением количества жидкой фазы при обжиге. Введение оксида магния уменьшает прочность и плотность, стабилизирует изменение объема образца. При обжиге 1400 °С брикет из чистого форстеритового концентрата становится менее плотным и прочным. Увеличение количества боя магнезитовых изделий сильнее сказывается на уменьшении прочности и увеличении пористости, кроме того, удаление фракции 0,2-0 мм ведет к росту плотности и прочности. При обжиге 1300 °С усадочные явления уменьшаются, судя по показателю изменения объема, показатели пористости и водопоглощения увеличиваются. Образцы становятся менее прочными. Углерод обладает высокой температурой плавления и теплопроводностью, низким температурным коэффициентом линейного расширения, пластичностью, несмачиваемостью металлическим расплавом. Добавка углерода увеличивает теплопроводность и создает пластичную матрицу вокруг зерен форстерита, позволяя ему деформироваться под воздействием меняющихся температур, не разрушая окружающий материал. Он способен противодействовать проникающему в огнеупор шлаку, снижает объем пор, уменьшает угол смачивания, восстанавливает оксиды железа до металла. Введение углерода позволяет увеличить термостойкость. Углеродизация огнеупоров - - два взаимосвязанных процесса: введение углерода в изделие и предотвращение его выхода в процессе эксплуатации. В форстеритовый огнеупор углерод можно ввести в твердом (бой электродов, кокс, пек, отходы графитации и др.), жидком (лигносульфонат, смола, битум, этиленгликоль и др.), газообразном (обжиг огнеупоров в восстановительной среде) состоянии. Выгорание углерода является основным недостатком огнеупоров этого вида: C + O2 ^ CO2; 2C + O2 ^ 2CO; C + CO2 ^ 2CO; 2CO + O2 ^ 2CO2. В результате образуется тонкий обезуглероженный слой, который разупрочняется и осыпается под действием тепловых нагрузок. Окисление углерода происходит не только из-за кислорода среды и углекислого газа, но и за счет легко восстанавливаемых оксидов переходных металлов (FeO, Fe2O3, Fe3O4). При высоких температурах окисление происходит вследствие окислительно-восстановительных реакций с огнеупорными оксидами. 810

RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz