Виробництво високоглиноземистих вогнетривів

Виробництво високоглиноземистих вогнетривів

Міністерство освіти і науки України

Державний вищий навчальний заклад

«Український державний хіміко-технологічний університет»

(ДВНЗ УДХТУ)

Кафедра хімічної технології кераміки та скла

Реферат

з курсу «Основи наукових досліджень»

на тему: Виробництво високоглиноземистих вогнетривів

Виконав

Студент групи 6-ТК Смирнов В.Ю.

Перевірила

доцент кафедри ХТКС

Науменко С.Ю.

Дніпропетровськ

Зміст

Вступ

Хімічний склад сировинних матеріалів для виготовлення високоглиноземістих вогнетривів

Технологія виробництва високоглиноземістих вогнетривів

Галузі використання високоглиноземістих вогнетривів

Висновок

Список використаної літератури

ВСТУП

Найбільш розповсюдженим видом вогнетривів є алюмосилікатні вогнетриви, що містять у якості головних хімічних компонентів окис алюмінію та двоокис кремнію у різних співвідношеннях. Нижчою межею змісту окису алюмінію в цих вогнетривах прийнято вважати 6 - 10 %, що відповідає 85% кремнезему. Верхня межа, що діє за класифікаціонним стандартом ( ГОСТ 4385 - 68) не встановлена, але при змісті у вогнетривах 96 - 97% Al2O3 і вище їх можна віднести до типу виготовлених з чистих окисів.

Серед великої гами алюмосилікатних вогнетривів виділяються високоглиноземісті, що містять від 45 до 90% Al2O3; при більшому змісті глинозему вогнетриви вважаються корундовими. У порівнянні з шамотними вогнетривами високоглиноземісті відрізняються більшим змістом муліту ( а при високому змісті окису алюмінію присутністю корунду ), меншою кількістю склофази та більш вищою температурою її розм’якшення. Більша вогнетривкість та стійкість проти деформації під навантаженням при нагріванні, підвищена хімічна стійкість - усі ці якості дозволяють приймати високоглиноземісті вогнетриви у тих багатьох випадках, коли умови служби для шамотних вогнетривів стають надмірно важкими.

Розвиток сучасної металургії та багатьох інших галузей народного господарства супроводжується інтенсифікацією теплових процесів. При цьому до вогнетривів пред’являють усе більш високі вимоги у співвідношенні стійкості до розплавів, механічним навантаженням та впливу різних газових середовищ при високих температурах. Цим вимогам у великому числі випадків задовольняють високоглиноземісті та корундові вогнетриви, об’єм виробництва яких безупинно зростають [1].

Виробництво високоглиноземстих та корундових вогнетривів базуються на штучних вихідних матеріалах - технічному глиноземі, електроплавньому корунді та на природній сировині, тобто на гірських породах, складаючих мінералами з високим змістом окису алюмінію. Алюміній належить до числа розповсюджених елементів земної кори, його доля по маси складає - 8,8%. Значно менше алюмінію укладено в мінералах з достатньо високим змістом окису алюмінію ( більш 45% ) та ще менше у гірських породах, що містять малу кількість домішок до цих мінералів. Тим не менш ресурси природньої високоглиноземистої сировини є значними та використовуються для виробництва у багатьох країнах.

Головними умовами використання природньої сировини є його менша вартість у зрівнянні з технічним глиноземом та електроплавнім корундом, котрі отримують за досить складною технологією та дуже дорогою. Якщо природна сировина виявляється дешевша, що спостерігається у багатьох випадках, та якщо вона забезпечує необхідний зміст окису алюмінію у вогнетривах, а також достатню чистоту матеріалу, то використання такої сировини є більш прийнятною. З фізико-хімічної точки зору перевага природніх високоглиноземістих мінералів як сировини для виробництва вогнетривів полягає у тому, що змістовний в них окис алюмінію більш активний у процесі термічної обробки, оскільки вона ( за виключенням рідко зустрічающогося природнього корунду ) входить до складу тих чи інших з’єднань ( силікатів, гідратів та ін. ), що зазнають змін кристалічної решітки при нагріванні. За орієнтовною оцінкою, до 40% високоглиноземістих вогнетривів у світі виготовляються з природної сировини. Ця частка зменшується зі збільшенням змісту глинозему у виробах та для корундових вогнетривів практично дорівнюють нулю.

У наш час у країнах СНД виробництво вогнетривів з природньої високоглиноземістої сировини поки мало розповсюджено, так як велика кількість родовищ цієї сировини розміщена в порівняно важкодоступних районах, а також у зв’язку з тим, що видобуток ускладнений місцевими геополітичними умовами. Однак за останні роки, з введенням в експлуатацію Аркаликського родовища каолиніто-гидралгилитових порід та з появою промисловою кількістю дистен-силіманітового концентрату - продукт збагачення порід родовищ України, виробництво високоглиноземістих вогнетривів з природньої сировини стало розширюватися і на сьогоднішній день перевищило 80 тис. т. Очікуване у подальшому освоєння Червоножовтневого родовища каолініто-гидраргилитових порід, а також Онежського бокситовогу та Кейвського кіанітовогу родовищ дозволить забезпечити народне господарство масовими вогнетривами високої якості.

Зараз інститутами вогнетривів у країнах СНД виконано багато робіт з дослідження високоглиноземістої сировини та розробці технологій виробництва з неї вогнетривів. Велику кількість досліджень у цій галузі проведено також за кордоном [1].

Рисунок 1.1 - Високоглиноземісті вогнетриви

        
ХІМІЧНИЙ СКЛАД СИРОВИННИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИСОКОГЛИНОЗЕМІСТИХ ВОГНЕТРИВІВ

виробництво високоглиноземистий вогнетрив

Сировиною для виробництва високоглиноземних виробів служать мінерали силіманітної групи, гідрати глинозему та технічний глинозем.

Для виробництва високоглиноземістих виробів групи муліто-кремнеземістих у якості сировини можуть бути використані мінерали силіманітної групи: кіаніт (дистен), андалузіт, силіманіт та дюмортиєріт. Перші три мінерали, що мають загальну молекулярну формулу Al2O3∙SiO2 (62.9% Al2O3 та 37.1% SiO2), після випалу при відповідних температурах переходять у муліт: 3(Al2O3∙SiO2)→3Al2O3∙2SiO2+SiO2

Теоретичний вихід муліту 86%; інші 14% складають кремнезем, утворюючий аморфну речовину, котре при відповідних умовах може переходити в кремнеземисте скло чи кристалізуватись у кристобаліт. Дюмортиєріт 8Al2O3∙SiO2∙B2O3∙H2O - при випалі також переходить в муліт.

Усі мінерали силіманітової групи відрізняються своїми фізико-хімічними властивостями, у тому числі кристалічною будовою та щільністю. У результаті випалу продукт що утворився муліт + аморфна речовина має істинну щільність, меншу, за вихідний матеріал (не більше 3). Внаслідок цього матеріал що випалюється зменшується у розмірі. Характерні зміни мінералів силіманітової групи при випалі приведень в табл. 1.1

Таблиця 1.1 - Властивості мінералів силіманітної групи

Ісходною сировиною для виробництва муліто-кремнеземістих чи, як їх інколи звуть, силіманітових виробів є породи, солиманитової групи. Доцільність застосування цих порід для виробництва вогнетривких виробів визначається як змістом Al2O3 у збагаченому концентраті, так і кількістю і природою домішок що в них залишаються. Тому використання сировини того чи іншого родовища для виробництва високоглиноземістих вогнетривів залежить перш за все від ступеню його збагачення. Можливість збагачення визначається мінералогічною характеристикою породи: розміром та твердістю критсалівсиліманітових мінералів, їх обє’днанням з супутньою породою, характером останньої [2].

Основною породою, в котрій зустрічаються мінерали силіманітової групи, є кварцит. У ньому водночас є ряд мінеральних домішок (в першу чергу мусковіт та серицит), що містять луг. При недостатньо повному збагаченні концентраті міститься значна кількість лугу, а також і інших плавнів, що зводить на не позитивну роль підвищеного змісту Al2O3. Добре збагаченні породи повинні містить у собі 60% Al2O3. Сума плавнів CaO, Mgo, Na2O, K2O, TiO2 та Fe2O3 не повинна перевищувати 2 - 3%. Складність повного збагачення мінералів силіманітової групи є основною причиною порівняно рідкісного застосування їх для виробництва високоглиноземістих вогнетривких виробів, не зважаючи на значні залежні цієї сировини. Однак техніко-економічна перевага використання природних видів сировини у виробництві високоглиноземістих виробів свідчать про необхідність розширювати добуток та вдосконалювати збагачення мінералів групи силіманіту.

Технологія муліто-кремнеземістих виробів з мінералів силіманітової групи основується на зв’язуванні подрібненого збагаченого концентрату вогнетривкою глиною. Близить хімічної природи силіманіту та каолініту дозволяє широко використовувати у якості зв’язки вогнетривкі спікливі глини та каоліни. Однак введення глиняної зв’язки знижує зміст Al2O3 та підвищує кількість плавнів у вогнетриві. Для зв’язки здатні тільки найбільш чисті та багаті глиноземом глини. При пресуванні непластичних мас можна змінювати зв’язуючи глину тонкомолотим андалузитом, силіманітом чи сумішшю глинозему та глини, що близька за змістом до муліту.

Більш об’ємні розширення кіаніту при випалі ускладнює безпосереднє використання його у сирому вигляді у якості основного компоненту маси. Тому кіанітовий концентрат рекомендується попередньо випалювати «на шамот» до температури його перекристалізації. Для цього кіаніт брикетують, тобто додатково додають зв’язуючи глину, що зменшує зміст Al2O3, але дозволяє отримати щільні та міцні зерна «шамоту» необхідної величини. Лінійне розширення андалузиту у 1 - 2% компенсує усадку, яка обумовлює спіканням породи та зв’язуючої глини. Сирець при цьому зазнає порівняно невеликі лінійні скорочення (2 - 3%). Одночасна кристалізація муліту при випалі сирцю з андалузиту (чи кіаніту) та глини сприяють більш щільному їх контакту, що підвищує температуру початку деформації виробів.

Способи підготовки маси та пресування виробів на основі андалузиту, кіаніту чи силіманіту аналогічні відповідним операціям в технології багатошамотних виробів. Опіснюючим матеріалом є тонкомелений сирий концентрат андалузиту та силіманіту чи зерна спеченого (брикетованого) кіаніту. Мається дослід часткового використання і сирого кіаніту. Зв’язкою служить спікаюча вогнетривка глина з високим змістом Al2O3 (близько 40%), кількість котрої відповідає змісту її у багатошамотних масах, тобто 15%. Зерновий склад наповнювача також необхідно підбирати у відповідності з задачами максимального ущільнення сирцю, що нездійсненно при тонкодисперсному збагаченому концентраті. Вироби необхідно пресувати при високому тиску. Мається дослід пресування виробів без зв’язуючої глини. Вироби випалюють при підвищених температурах до 1500 °С, що необхідно для їх спікання та для повноти кристалізації муліту.

Щільні «силіманітові» вироби характеризуються підвищеною шлакостійкістю; вдало використовували їх у якості пробок та стаканів для сталерозливних ковшів. Для підвищення їх термостійкості необхідно збільшувати розмір опіснюючих зерен подібно тому, як це роблять при виготовленні шамотних виробів. При цьому потрібно брикетування концентрату. Зміст глинозему у виробах залежить від ступеню збагачення породи та кількості зв’язуючої глини і коливатися у межах 50 - 70%. Загальна сума плавнів не повинна перевищувати 3%. Температура початку розм’ягшення таких виробів досягає 1500 - 1600 °С, 40% деформації в інтервалі 1650 - 1700 °С. Такими властивостями, наприклад, характеризуються вироби, виготовленні із збагачених концентратів дистенсиліманітових порід Самоткацького родовища. Збільшення змісту плавнів до 4 - 5% значно знижує температуру деформації (на 100 ºС і більше). Підвищення кількості муліту в андалузитових та кіанітових виробах покращує їх вогнетривкі властивості. Додавання до маси технічного глинозему для зв’язування вільного кремнезему, що звільняється при перетворенні глиняної речовини і силіманітових мінералів, збільшує кількість муліту у вогнетриві та зменшує зміст у ньому скловидної чи кристобалітної фази [3].

Вироби на основі гідратів глинозему

Гідрати глинозему при нагріванні втрачають хімічно зв’язану воду, перетворюючись спочатку в ɣ -глинозем а потім в α -глинозем (корунд) згідно до схеми Al2O3∙3H2O→ Al2O3∙H2O→ɣ-Al2O3→αAl2O3. ɣ - та α - глинозем реагують з кремнеземом з супутньої породи чи із зв’язуючої глини, утворюючи муліт. З мас на основі гідратів глинозему в залежності від співвідношення Al2O3 та SiO2 отримують корундовиі, муліто-корундові та мулітові вогнетриви. При змісті Al2O3 менше 70% отримують муліто-кремнеземістий вогнетрив, займаючий проміжне положення між мулітовим та шамотнім (45 - 70% Al2O3)

Змінами об’ємів гідратів глинозему при їх послідовних перетвореннях відповідають і їх об’ємні скорочення. При переході в корунд це розрахункове об’ємне скорочення для гидрагиліту складає 60%, для беміту 33%, для ɣ - глинозему - 13%. Фактично об’ємні зміни при випалі керамічного виробу на основі цих мінералів зв’язани не тільки с перетворенням мінералів, але й з процесами спікання сирцю. Його усадка буде залежати від співвідношення істинної пористості сирого та випаленого виробу.

Природні гідрати глинозему - боксит та діаспорові породи - звичайно засмічені мінеральними домішками, к котрим в першу чергу відносяться окиси та гідрати окисів заліза, каолініту, кварцу, кальциту та ін. В бокситі рідко міститься Fe2O нижче 2 - 3%, складаючи зазвичай більш 5%, що не дозволяє використовувати його для виробництва високоглиноземістих вогнетривких виробів. Мінералогічний склад бокситів вельми складний. В них можуть бути присутні усі різновиди гідратів глинозему. Родовищем, що містить порівняно чисті різновиди бокситу, багаті Al2O3 та не потребуючі складного збагачення, є Аркаликське. Зміст Al2O3 в найбільш багатих різновидах досягає тут 60 - 70% (на прокалену речовину) при сумі плавнів близько 2 - 3%. Вогнетривкість матеріалу з бокситів досягає 1900 ºС.

Практичне значення для вогнетривів промисловості представляють і діаспорові породи. Збагачення акташського діаспору дозволяє отримувати кнцентрат, що характеризується приблизно наступним хімічним складом (у % на прокалену речовину): Al2O3 70 - 72, SiO2 20 -25, сума плавнів 3 - 3.5; вогнетривкість 1850 - 1880 ºС. Вочевидь, що при порівняно невисокій сумі плавнів значний зміст кремнеземістих домішок в діаспорі не є перешкодою до застосування його у якості високоглиноземістої сировини [4].

Властивостями діаспоровогу концентрату, визначаючим характер його використання у виробництві вогнетривких виробів, є: висока дисперсність (розмір зерен менша за 0.1 мм), відсутність зв’язуючої здатності, невелика усадка при випалі (1.5%), при температурах вище 1500 ºС розширення, ймовірно, за рахунок запізнілої реакції утворення муліту з α- глинозему та домішок кварцу. Можливо і кристалізація кристобаліту з кварцевих домішок. Тому діаспоровий концентрат у сирому вигляді можна вводити в масу, виготовлену на зв’язці з пластично спікаючої вогнетривкої глини. Однак при цій будові вогнетрив носить монолітний характер, що несприятливо відображається на умовах випалу та термічної стійкості виробу. Для отримання вогнетриву зернистої будови концентрат необхідно попередньо брикетувати на глиняній зв’язці, випалювати при 1500 ºС та вводити до маси у вигляді шамоту певної зернистості. Вироби можна виготовляти аналогічно багатошамотному з 10 - 15% зв’язуючої глини. Готові вироби, випалені при температурі близько 1500ºС, характеризується за наступними властивостями: зміст Al2O3 60 - 65%, сума плавнів 3.5 - 4%, вогнетривкість 1800 - 1850 ºС, пористість близько 20 - 25%, температура деформації під навантаженням 2кг∕см3: Н.Р. - 1500 - 1550 ºС, 40% стискання 1650 - 1700 ºС. Доцільність використання родовищ природніх гідратів обумовлюється вартістю та ефективністю збагачення [5].

Штучний гідрат глинозему. Виробництво високоякісних вогнетривких виробів, призначених для служби при високих температурах, у теперішній час основується на використанні технічного глинозему, тобто штучного гідрату глинозему, прокаленого при температурі 1000 - 1200 ºС. Технічний глинозем, одержуваний шляхом хімічної переробки бокситів, відрізняється від природної сировини високою чистотою. Він містить (в % на прокалений матеріал) Al2O3 99 - 99.5, SiO2 0.2 - 0.5, Na2O 0.5 - 0.3, інших окисів (TiO2, Fe2O3, CaO) 0.1 - 0.05, величина втрати при прокалюванні - в межах 1 - 1.2. Вогнетривкість такого глинозему - близько 2000 ºС. В мінералогічному відношенні технічний глинозем представляє собою в основному ɣ - глинозем, що находиться в стадії переходу в α- глинозем, та містить остатки гідрату глинозему (гидралгилиту та беміту). Істина щільність технічного глинозему складає близько 3.5, що вказує на переважний зміст в ньому ɣ - глинозему.

Особливість будови технічного глинозему, отриманого прокалюванням штучного гідрату глинозему (Al2O3∙3Н2О), полягає в утворенні з часток ɣ - глинозему пористих сферолітів діаметром від 20 до 70 мк (у середньому близько 40 мк). Така будова ускладнює спікання та задержує утворення муліту шляхом взаємодії ɣ - глинозему з SiO2. Пористість сферолітів не дає можливості отримати з глинозему щільний сирець.

В процесі випалу при температурі 1350 - 1450 ºС ɣ - глинозем практично повністю переходить у α- глинозем. Водночас зростають окремі кристали корунду; при 1460 - 1500 ºС вони досягають розміру до 1мк; підвищення температур випалу до 1600 - 1800 ºС викликає подальший їх зріст до 3 - 10 мк, сфероліти стають більш тендітними. Введення деяких домішок, збільшує дефективність кристалічної решітки корунду, наприклад 1% TiO2, прискорює зріст кристалів. Однак сферолітова будова глинозему що залишається не дозволяє отримати безпосередньо з нього щільного сирцю та спікшейся полікристалічної корундової кераміки навіть при досить високих температурах випалу (1800 ºС) та при домішках плавнів. Тому попередньо тонке подрібнення глинозему є неодмінною вимогою використання його у виробництві виробів високої міцності. Подрібнення як технічного, так і додатково випаленого при температурі 1450 - 1600 ºС глинозему здійснюють в кульових млинах періодичної дії сухим та мокрим способом, а також на вібраційних й струмних млинах. Тендітні сфероліти глинозему діаметром 20 - 70 мк не потребують при помелі дробильних зусиль, що виникають при падінні куль. Тому подрібнення глинозему зазвичай здійснюється в млинах з мілкими кулями, футерованих гумою чи корундовою плиткою. Найбільш найдійовіший мокрий помел з прийманням стальних куль діаметром 5 - 10 мм, що володіють більшою стираючою поверхнею. Подрібнення корундовими шарами відбувається близько у 2 рази повільніше, чим стальними. При тривалому подрібненні (більш 20 -30 ч) глинозему,особливо додатково випаленого при 1450 - 1600 ºС, стальними шарами відбувається значний (порядку 1 - 2% та більш) намел залізу, котрий у подальшому доводиться видаляти промиванням глинозему гарячою соляною кислотою. Ця операція в значному ступеню ускладнює технологічний процес. Однак така обробка сприяє розчиненню та видаленню інших домішок, та в першу чергу особо шкідливий окис натрію,що міститься в початковому глиноземі у кількості до 0.5 - 0.6%. В промитому глиноземі сума домішок знижується до 0.15 - 0.2% в том числі Na2O до 0.05 - 0.10%. Існують і інші засоби очистки глинозему від Na2O. При сухому помелі в кульових млинах подрібнення глинозему проходить значно повільніше, чим при мокрому. При цьому не вдається досягнути високого ступеню подрібненості, так як глинозем злежується на стінках млину. Перевага сухого помелу є те, що в цьому випадку відпадає операція зневоднення шламу, необхідна при мокрому помелі. Сухий помел у трубомлину здійснюється при підготовці глиноземного компоненту мулітового та муліто-корундового брикету у виробництві високоглиноземістих вогнетривів. Сухе подрібнення глинозему у вібромлинах дає можливість досягнути необхідного ступеню диспергації без суттєвого засмітнення його металом в значно менші терміни. Так при 2 - 3-ч сухому помелі глинозему в малому (ємкість 10 л) вібромлині досягається ступінь подрібнення, аналогічна 20 - 30-ч мокрому помелу мілкими стальними кулями в кульовому млині. При цьому намел залізу в вібромлині не перевищує 0.1 - 0.2%. Мокрий помел у вібромлині менш ефективний [6].

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ВИСОКОГЛИНОЗЕМІСТИХ ВОГНЕТРІВІВ

Пропонується спосіб виготовлення високоглиноземістих вогнетривів свіже-обложеного гідрату окису алюмінію в суміші з рідким склом з добавкою вогнетривкої глини чи каоліну, або без таких, у якості зв’язки, тієї ж суміші в ущільненому та спеченому вигляді в якості наповнювача.

Основною сировиною для виробництва пропонованих вогнетривів є свіжеосадний гідрат окису алюмінію.

Для поліпшення спікливості високоглиноземістих гідратних мас в їх склад вводиться силікат натрію, переважно у вигляді водних розчинів.

Свіжоосадний гідрат окису алюмінію може бути отриманий з глин або каолінів він відомий в практиці кислотними або лужними способами. При кислотному способі кускова глина після дегідратації в інтервалі при температурі 600 ºС, піддається екстрагуванню кислот ( сірчаної, соляної, азотної та ін.).

Гідрат окису алюмінію отримають осадженням розчинів алюмінієвих солей отриманих в результаті екстарування дигидратированих глин кислотами за допомогою аміаку. Отриманий при цьому висококремниземістий осад може бути використаний для виробництва легковагих вогнетривів. Після осадження алюмінієвих солей аміаком виходять цінні побічні продукти у вигляді амонійних солей відповідних кислот [7].

При лужному способі суміш глини (каоліну) і сульфату натрію або мірабіліту брикетується і спікається при температурі 1350 ºС. Після спікання брикети вилуговуються водою з переведенням в розчин окису алюмінію у вигляді алюмінату натрію. В осаді залишаються водонерозчинні силікати кальцію. Розчин алюмінату натрію обробляється вуглекислотою з отриманням гідрату окису алюмінію і водного розчину соди. Гідроокис алюмінію відділяється фільтрацією і використовується для виробництва високоглиноземістих вогнетривів. Содовий розчин випарюється, і сода може бути використана для варіння скла. Таким чином при лужному способі одночасно проводиться переробка сульфату натрію або мірабіліту в соду. Одержуваний такими способами гідрат окису алюмінію відрізняється високою пластичністю і складається з кристалів розмірами менше одного мікрону. Тому він не вимагає помелу і вводиться в маси в процесі їх змішування на що застосовується зазвичай обладнання на стрічкових пресах, бігунах і т.д. [8].

Гідратні маси спікаються за температурою близько 1400 ºС, тобто на 200 ºС нижче, ніж маси з глиноземом, що відкриває можливості виробництва високоглиноземістих вогнетривкіх матеріалів з використанням звичайних печей шамотного виробництва.

Введення плавню у вигляді силікату натрію гарантує отримання щільних виробів з гідратних мас після випалу при температурі не вище 1450 ºС.

Властивості гідратних мас відмінні від властивостей глиняних мас і тому вимагають застосовування нових способів для підготовки наповнювачів шамотів, які можуть бути здійснені за двома способами:

а ) високоглиноземіста пластична маса, складена з свіжоосадженогу гідрату окису алюмінію і силікату натрію з добавкою глини чи каоліну або без такої, піддається переробці на стрічкових пресах з подальшим різанням на дрібні шматки. Без додаткового ущільнення така маса майже не придатна для отримання високоглиноземістих виробів або наповнювачів. Тому шматки пластичної маси піддаються додатковому ущільненню в процесі їх сушіння шляхом допресування на ручних або механічних пресах. Таке ущільнення маси шматків у процесі сушіння проводиться не менше двох разів. В цьому випадку буде отриманий щільний брикет, що забезпечує після випалу отримання мало пористих наповнювачів.

б) Маса після переробки на стрічкових пресах піддається сушінню, подрібненню і зволоженню, з подальшим брикетуванням. Такий брикет після випалу має меншу пористість, ніж шматки маси після переробки на стрічкових пресах, тобто, без подальшого додаткового ущільнення. Для максимального ущільнення наповнювача, брикети, виготовлені із зазначених вище способів також можна нагрівати до температур від 600 до 1200 ºС, і потім в розпеченому стані піддавати механічному ущільненню шляхом штампування або пресування. Гаряче пресування повністю замінює випал брикетів та знижує їх пористість.

Предмет винаходу - спосіб виготовлення високоглиноземістого вогнетриву на основі гідрату окису алюмінію, отриманого хімічним шляхом, що відрізняється тим, що в якості зв’язки застосовує масу, що складається з суміші свежеосадженного гідрату окису алюмінію та рідкого скла, з добавкою вогнетривкої глини чи каоліну, або без таких, а в якості наповнювача зазначену суміш, піддану сушінню, ущільненню та випалу [9].

ГАЛУЗІ ВИКОРИСТАННЯ ВИСОКОГЛИНОЗЕМІСТИХ ВОГНЕТРИВІВ

Вироби з акшатського діаспоровогу концентрату були випробувані у 25-х сталерозливних ковшах. Роз’єдання за плавлення склало 1 мм проти 2.4 мм для шамотних виробів в таких самих умовах. Ковшові вироби на основі діаспору, випускаються Семиульським заводом та Подольським заводом вогнетривких виробів, також добре служили. Діаспорові пробки також показали добру стійкість при розливі маловуглецевих, марганцитових та хромітих сталей. Насадкові вироби для регенераторів мартенівських печей виготовляються тривалий час Боровичським комбінатом вогнетривів із акшатського діаспоровогу концентрату, задовольняючи вимогам металургів, але у зв’язку з відпрацьовуванням родовища виробництво їх було припинено.

Легковагові фасонні вироби з діаспоровогу концентрату випробували у якості робочої ізоляції топок у парових котлах.

Багато прикладів застосування виробів з різних бокситових порід містяться в зарубіжній літературі. У Франції вироби з гіпсу, що містить 75 - 80% Al2O3, заміняють динас для покращення стійкості зводів електроплавильних печей. Вогнетривкість таких виробів близько 1800 ºС, тобто на 80 - 100% вища за вогнетривкість динасових виробів. В зводах періодично працюючих печей динас швидко розтріскується та, крім того, сильно ошлаковується окисами заліза, особливо у відновній атмосфері. На високоглиноземістих виробах, навпаки, на внутрішній поверхні зводу утворюється герциніт Al2O3∙FeO у вигляді захисної пористої теплоізоляціоної корки, водночас змістовній муліт (3Al2O3∙SiO2). Термостійкість зводових високоглиноземістих виробів достатньо висока. Не зважаючи на велику вартість гібситових виробів у порівнянні з динасовими застосовування перших доцільне, так як їх стійкість у 2 - 3 рази вища.

В Англії бокситові вогнетриви, виготовлені з додаванням глини, що містять 50 - 60 Al2O3, застосовуються для футеровки нагрівальних печей. Вогнетривкі вироби з гвіанських боксидів вдало застосовуються в печах для плавки алюмінію, особливо вироби з добавкою тонкомеленого глинозему. Значна частина виробів йде на зводи електросталеплавильних дугових печей. Заміна високоглиноземістих виробів в цих печах основними залежить від вартості тих та інших вогнетривів. Добре служать вироби з шамоту, отриманого випалом гібситу, в ковшах при вакуумній дегазації сталі. Вогнетриви на основі бокситу показали добру корозійну стійкість проти свинцевого скла. Вони рекомендуються для футеровки сталерозливних печей. Випалений боксит приймають як наповнювач для бетонів на глиноземістому цементі, при температурі до 1550 ºС [10].

ВИСНОВОК

У даному проекті ми розглянули який хімічний склад повинен бути у сировині, що обирається для виготовлення високоглиноземистих вогнетривів, та її місценародження. Обрали технологію виробництва викогллиноземистих вогнетривів та на основі гідрату оксиду амонію [8]. Також ми привели галузі використання високоглиноземистих вогнетривів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1    Кайнарский И.С. Процессы технологии огнеупоров [Текст] / И. С. Кайнарский. - К.: М., 1969

2       Мамыкин П. С. Технология огнеупоров [Текст]: учебн. пособие / П. С. Мамыкин, Стрелков К.К. 2 изд., М., 1970

         Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров [Текст] / И.Д. Кащеев. - М.: Теплотехник, 2004. - 352 с. 

         Огнеупорные материалы. Структура, свойства, испытания: справочник [Текст]: справочник/ составитель Б.Й.Аллейнштейн, под ред. Г. Роучка, Х. Вутнау. - М: Интермент Инижиниринг, 2010 - 392 с.

         «УкрНДІВогнетрив ім. А.С. Бережного» [Текст] : зб. наук. пр./ редкол.: А.С. Бережний. - К.: № 110 - Харків: Каравелла, 2010. - 696 с.        

         Семченко Г.Д. Неформованые огнеупоры. [Текст] / Бережний А.С. - К.: Харьков: НТУ «ХПИ», 2007. - 304 с.

         Кащеев И.Д. Химическая технология огнеупоров [Текст]: Учебн. пособ./ И.Д. Кащеев, К.К. Стрелов, П.С. Мамыкин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2007. - 748с.

         Пат. 94831 РФ, МПК С 09 С 08/03 С 54 D 8/07. Производство высокоглиноземистых огнеупоров на основе гидрата оксида алюминия [Текст] / Шишков В.С., Агафонов Н.А. (РФ) ; заказчик и патентообладатель ООО «РосОгнеупор». - № 7483527822; заявл. 03.01.13; опубл. 28.10.13, Бюл. № 13. - 2 с.

         Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров. [Текст] / П.П. Будников. - К.: Наукова думка,1964. - 612с.