МАГНЕЗЯАЛЬНО-СИЛИКАТНЫЙ ОГНЕУПОР u Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства износоустойчивых магнезиально-силикатных изделий и огнеупорных масс, применяемых в футеровках нагревательных и плавильных печей. Целью предлагаемого технического решения является повышение устойчивости огнеупора к щелочно-силикатным расплавам и снижение газопроницаемости при сохранении высокой огнеупорности. Сущность технического решения заключается в фазовом легировании и регулировании пористой текстуры и кристаллической структуры огнеупора путем увеличения содержания химически инертного компонента - шпинели в сочетании с высокоогнеупорным минералом-периклазом и известково-магнезиальным еиликатом-монти-челлитом. Повышение устойчивости заявляемого огнеупора к щелочно--силикатным расплавам достигается благодаря наличию плотного химически инертного огнеупора периклазофорстеритошпинельного кристаллического сростка с высоким содержанием шпинели MgAI^O^ и мелкими размерами проницаемых пор. Тонкопористая текстура также обеспечивает снижение газопроницаемости и скорости инфильтрационно-коррозионных процессов на контакте с расплавами. Имеющийся в составе огнеупора наименее тугоплавкий минерал - монтичеллит Ca.MgSLO^ /температура плавления /1498°С/ выполняет двойную функциональную роль: предотвращает укрупнение пор /коалесценцию/ и уменьшает скорость коррозии высокоогнеупорных минералов. Сохранение огнеупорности и других термических свойств предлагаемого огнеупора обеспечивается повышенным содержанием шпинели MgAIgO^ /температура плавления £135°С/ в сочетании с периклазом ЩО /температура плавления 2800°С/ и форстеритом ]%gSi04 /температура плавления 1890°С/. Отрицательное влияние монтичеллита на огнеупорность предлагаемого огнеупора полностью нейтрализуется наличием в нем пери-клаза и шпинели. При содержании шпинели и периклаза менее заявляемых пределов, а монтичеллита и форстерита более соответственно 4,0 . и 73,0 мас.% долей, существенно снижается огнеупорность, по-' вышается газопроницаемость и скорость коррозии в щелочно-силикатном расплаве. Причиной ухудшения физико-химических свойств является повышенное содержание оксида кальция, обусловливающее увеличение реакционной способности и канальной пористости огнеупора. Если массовая доля монтичеллита менее 1,0%, то формирование плотной структуры не достигается, огнеупор имеет повышенную пористость, газопроницаемость и скорость коррозии в расплавах. Увеличение массовой доли шпинели и периклаза сверх заявляемых пределов не приводит к заметному улучшению структуры и свойств огнеупора, однако значительно усложняет его технологию и повышает себестоимость. Предлагаемые пределы содержания форстерита,являющегося минеральной основой огнеупора, определяются оптимальными суммарными количествами шпинели, периклаза и монтичеллита. В качестве сырьевых компонентов использовали спеченный периклаз /Mg0/, полученный из химически чистого гидрокарбоната магния путем прокаливания при 1400°С, периклазовый порошок с содержанием СаО от 6,0 до 10,7 мас.% долей, синтезированную шпинель MgAIgO^, спеченный форстерит, природный оливин /дунит/, прокаленный при 1500°С и плавленный форстерито-шпинельный материал, содержащий 15,5-47,3 мас.% долей, шпинели %А1Р0^. Составы сырьевых смесей приведены в таблице I, минеральный состав магнезиально-силикатных огнеупоров приведен в таблице 2. Изготовление всех образцов огнеупоров осуществляли следующим образом. \ Из предварительно синтезированных исходных материалов в заданных соотношениях приготовляли полидисперсные смеси по- w ротков, которые увлажняли водным раствором С.Д.Б. плотностью 1,24 г/см3 до влажности 3,0% и смешивали в течение 5 мин* Из потовых масс прессовали образцы под давлением 150 МПа. Обжиг осуществляли при 1600°С в течение 4 ч. У всех полученных образцов изделий определяли открытую пористость, огнеупорность, газопроницаемость и средний размер канальных пор /методом ртутной порометрии/. Устойчивость к щелочно-силикатным расплавам оценивали путем измерения объема образцов до и после испытания в стационарных условиях при 1500°С в течение 3 ч. Были использованы щелочно-силикатные расплавы трех составов, мас.% доли: Состав SiO^ СаО MgO Иа^О. А 75,S 0,2 0,1 8,9 0,2 13,8 1,0 Б 80,0 - 8,0 - 12,0 В 68,0 - - 14,0 - 18,0 В качестве состава - А применяли промышленное тарное стекло. Составы Б и В соответствовали синтетическим стеклам. Минеральный состав образцов определяли микроскопическими и петрохимическими метадами. Свойства полученных образцов приведены в таблице 3. Как видно из данных таблицы 3, предлагаемый огнеупор существенно превосходит сравниваемый по устойчивости к щелочно--силикатным расплавам и газопроницаемости /в среднем в 1,5-3 раза/. Различия в свойствах огнеупора определяются спецификой их минерального состава. Использование предлагаемого огнеупора позволяет значительно повысить износоустойчивость футеровок плавильных и нагревательных печей, упростить технологию производства магнезиально-силикатных изделий, снизить их себестоимость и расши-ристь ассортимент. Для изготовления заявляемого· огнеупора можно применять различные природные и техногенные материалы, в том числе плавленые огнеупорные форстеритошпинельные шлаки и дру- · гие продукты ферросплавного производства, что служит созданию бег отходных технологических процессов и охране окружающей среды. Таблица 1
МАГНЕЗЯАЛЬНО-СИЛИКАТНЫЙ ОГНЕУПОР at Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства износоустойчивых магнезиально-силикатных изделий и огнеупорных масс, применяемых в футеровках нагревательных и плавильных печей. Пелью предлагаемого технического решения является повышение устойчивости огнеупора к щелочно-силикатным расплавам и снижение газопроницаемости при сохранении высокой огнеупорности. Сущность технического решения заключается в фазовом легировании и регулировании пористой текстуры и кристаллической структуры огнеупора путем увеличения содержания химически инертного компонента - шпинели в сочетании с высокоогнеупорным минералом-периклазом и известково-магнезиальным еиликатом-монти-челлитом. Повышение устойчивости заявляемого огнеупора к щелочно - силикатным расплавам достигается благодаря наличию плотного химически инертного огнеупора периклазофорстеритошпинельного кристаллического сростка с высоким содержанием шпинели MgAI ^ O ^ и мелкими размерами проницаемых пор. О и и ск и и и и и и и и ор ор ор ор ор ор ор ор ор на на на на на на на на на на на на на на с с с с. Имеющийся в составе огнеупора наименее тугоплавкий минерал - монтичеллит Ca.MgSLO ^ / температура плавления / 1498 ° С / выполняет двойную функциональную роль: предотвращает укрупнение пор / коалесценцию / и уменьшает скорость коррозии высокоогнеупорных минералов. Сохранение огнеупорности и других термических свойств предлагаемого огнеупора обеспечивается повышенным содержанием шпинели MgAIgO ^ / температура плавления £ 135 ° С / в сочетании с периклазом ЩО / температура плавления 2800 ° С / и форстеритом]% gSi04 / температура плавления 1890 ° С /. Отрицательное влияние монтичеллита на огнеупорность предлагаемого огнеупора полностью нейтрализуется наличием в нем пери-клаза и шпинели. Р 4,0................ 4.0. и 73,0 мас.% долей, существенно снижается огнеупорность, вышаетс газопроницаемость и скорость коррозии в щелочно-силикатном расплаве. Р ов,,, к,,,,, о на,,,,, у е,,, % А%%%%%%%%%%%%%%%,,,,,,,,,,,,,,,,, Увеличение массовой доли шпинели и периклаза сверх заявляемых пределов не приводит к заметному улучшению структуры и свойств огнеупора, однако значительно усложняет его технологию и повышает себестоимость. Предлагаемые пределы содержания форстерита, являющегося минеральной основой огнеупора, определяются оптимальными суммарными количествами шпинели, периклаза и монтичеллита. В качестве сырьевых компонентов использовали спеченный периклаз / Mg0 /, полученный из химически чистого гидрокарбоната магния путем прокаливания при 1400 ° С, периклазовый порошок с содержанием СаО от 6.0 до 10.7 мас.% Долей, синтезированную шпинель MgAIgO ^, спеченный форстерит, о д д 1500 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5. I Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из 2.. С, 1.24 / / м33 д д д%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Из Обжиг осуществляли при 1600 ° С в течение 4 ч. В У У У У У У У У У У. К ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ы%%::::::::::::::::: о о о о о о. А 75, S 0.2 0.1 8.9 0.2 13.8 1.0 Б 80.0 - 8.0 - 12.0 В 68.0 - - 14.0 - 18.0 В качестве состава - А применяли промышленное тарное стекло. Составы Б и В соответствовали синтетическим стеклам. Минеральный состав образцов определяли микроскопическими и петрохимическими метадами. Свойства полученных образцов приведены в таблице third Как видно из данных таблицы 3 предлагаемый огнеупор существенно превосходит сравниваемый по устойчивости к щелочно - силикатным расплавам и газопроницаемости / в среднем в раза 1.5-3 /. Различия в свойствах огнеупора определяются спецификой их минерального состава. Использование предлагаемого огнеупора позволяет значительно повысить износоустойчивость футеровок плавильных и нагревательных печей, упростить технологию производства магнезиально-силикатных изделий, снизить их себестоимость и расши-ристь ассортимент. Для изготовления заявляемого · огнеупора можно применять различные природные и техногенные материалы, в том числе плавленые огнеупорные форстеритошпинельные шлаки и дру- · гие продукты ферросплавного производства, что служит созданию бег отходных технологических процессов и охране окружающей среды. Таблица 1