ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОУСТОЙЧИВОГО ИЗВЕСТКОВОГО КЛИНКЕРА Российский патент 2000 года по МПК C04B35/57 

Изобретение относится к производству огнеупоров и может быть использовано для получения устойчивого к гидратации известкового клинкера, применяемого для изготовления тиглей, плит, изделий и футеровки металлургических агрегатов, в частности сталеразливочных ковшей, конвертеров, электросталеплавильных печей и т.п., а также обмазок для футеровки.

Наиболее близким аналогом является шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающая известняк и/или гидроксид кальция - основа, фторид кальция 0,5 - 2% и, как минимум, один оксид бора, алюминия, скандия, кремния, титана, циркония - 0,5 - 3% (Патент США 4366257, C 04 B 35/02, 1982).

Недостатком известковой шихты является высокая энергоемкость процесса получения из нее водоустойчивого известкового клинкера.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение энергоемкости процесса получения водоустойчивого известкового клинкера за счет уменьшения температуры обжига клинкера при сохранении высокой устойчивости клинкера к гидратации вследствие высокой его плотности.

Указанная задача решается тем, что шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающая гидроксид кальция, оксид циркония, оксид алюминия, оксид титана, дополнительно содержит известняк и/или мел и борат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид циркония - 0,5 - 5,0
Оксид алюминия - 0,3-4,0
Оксид титана - 0,5 - 5,0
Борат кальция - 0,3 - 7,0
Гидроксид кальция - 5,0 - 95,0
Известняк и/или мел - Остальное
Введение оксида циркония менее 0,5 мас.%, оксид алюминия менее 0,3 мас. %, оксид титана менее 0,5 мас.%, бората кальция менее 0,3 мас.% приводит к повышению температуры обжига клинкера.

Введение оксида циркония более 5,0 мас.%, оксида алюминия более 4,0 мас. % оксида титана более 5,0 мас.% и бората кальция более 7,0 мас.% приводит к значительному снижению огнеупорности клинкера.

Введение гидроксида кальция менее 5,0 мас.% приводит к снижению плотности клинкера, а более 95 мас.% к трудности брикетирования шихты.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Шихту для получения водоустойчивого известкового клинкера готовят следующим образом.

Известняк и/или мел дробят на щековой дробилке, измельчают на вибромельнице. Гидроксид кальция, оксид циркония, оксид алюминия, оксид титана и борат кальция в мелкодисперсном виде смешивают с известняком и/или мелом. Шихту гранулируют или брикетируют при давлении не менее 20 МПа (20 Н/мм²) и обжигают при температуре 1400 - 1590^oC. Плотность спеченного клинкера составляет 3,33 г/см³, т.е. 98% от теоретической.

Пример 1.

Тонкомолотый известняк (86,7 мас. %) смешивают с мелкодисперсным гидроксидом кальция (5,0 мас.%), оксидом циркония (5,0 мас.%), оксидом алюминия (0,3 мас.%), оксидом титана (1,0 мас.%), боратом кальция (2,0 мас.%). Шихту смешивают со связующим и брикетируют при давлении 40 МПа (40 н/мм²). Обжигают при температуре 1550^oC. Получают клинкер с плотностью 3,33 г/см³.

Пример 2.

Тонкомолотый мел (33 мас.%) смешивают до равномерного распределения с мелкодисперсными гидроксидом кальция (50 мас.%), оксидом циркония (3,0 мас. %), оксидом алюминия (2,0 мас.%), оксидом титана (5,0 мас.%) и боратом кальция (7,0 мас. %). Шихту смешивают со связующим, гранулируют и обжигают при температуре 1400^oC. Получают клинкер с плотностью 3,32 г/см³.

Пример 3.

Гидроксид кальция (20 мас.%) смешивают до равномерного распределения с мелкодисперсным известняком (73,5 мас. %), оксидом циркония (1,5 мас.%), оксидом алюминия (1,0 мас.%), оксидом титана (1,0 мас.%) и боратом кальция (3,0 мас.%). Шихту смешивают со связующим, брикетируют и обжигают при температуре 1400^oC. Получают клинкер с плотностью 3,35 г/см³.

Пример 4.

Гидроксид кальция (20,0 мас.%) смешивают до равномерного распределения с мелкодисперсными мелом (73,5 мас.%), оксидом циркония (1,5 мас.%), оксидом алюминия (1,0 мас.%), оксидом титана (1,0 мас.%) и боратом кальция (3,0 мас. %). Шихту смешивают со связующим, брикетируют и обжигают при температуре 1400^oC. Получают клинкер с плотностью 3,35 г/см³.

Пример 5.

Известняк и мел в массовом соотношении 1 : 1 (3,4 мас.%) измельчают на вибромельнице и смешивают до равномерного распределения с гидроксидом кальция (95 мас.%), оксидом циркония (0,5 мас.%), оксидом алюминия (0,3 мас.%), оксидом титана (0,5 мас.%), боратом кальция (0,3 мас.%). Шихту смешивают со связующим, брикетируют и обжигают при температуре 1500^oC. Получают клинкер с плотностью 3,35 г/см³.

Аналогично примеру 3 был получен состав 6 и 8 (с изменением температуры обжига).

Аналогично примеру 4 был получен состав 7.

Аналогично примеру 1 был получен состав 9 (с изменением температуры обжига).

Примеры заявляемой шихты для получения водоустойчивого известкового клинкера приведены в таблице.

Из таблицы следует, что температура обжига клинкера, полученного из предлагаемой шихты, на 110 - 400^oC ниже, чем у прототипа, при сохранении высокой плотности клинкера на том же уровне. Это существенно снижает энергоемкость процесса получения водоустойчивого известкового клинкера из предлагаемой шихты.

Шихта относится к производству огнеупоров и может быть использована для получения устойчивого к гидратации известкового клинкера, применяемого для изготовления тиглей, плит, изделий и футеровки металлургических агрегатов, в частности сталеразливочных ковшей, конвертеров, электросталеплавильных печей и т. п. , а также обмазок для футеровки. Техническим результатом является снижение энергоемкости процесса получения водоустойчивого известкового клинкера при сохранении высокой устойчивости клинкера к гидратации вследствие высокой его плотности. Шихта для изготовления водоустойчивого известкового клинкера содержит мас. %: оксид циркония 0,5-5,0, оксид алюминия 0,3-4,0, оксид титана 0,5-5,0, борат кальция 0,3-7,0,гидроксид кальция 5,0-95,0, известняк и/или мел остальное. 1 табл.

Шихта для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающая гидроксид кальция, оксид циркония, оксид алюминия, оксид титана, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит известняк и/или мел и борат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид циркония - 0,5 - 5,0
Оксид алюминия - 0,3 - 4,0
Оксид титана - 0,5 - 5,0
Борат кальция - 0,3 - 7,0
Гидроксид кальция - 5,0 - 95,0
Известняк и/или мел - Остальное