Способ получения спеченого доломита Советский патент 1984 года по МПК C04B35/06 

4

ЭО

4;

0

Изобретение относится к огнеупорной промы1.1ленности и может быть использовано при производстве доломитовых изделий, применяемых для футеровки металлургических и обжиговых печей.

Известен способ получения огнеупорного клинкера, состоящего из смеси доломита и магнезита, включающий раздельный обАиг доломита и магнезита, их помол, смеыение, гидратациго, брикетирование полученной шихт и повторный обжиг fl .

Недостатками этого способа являются пониженные показатели гидратоустойчивости спеченного продукта и необходимость проведения тонкого измельчения исходных компонентов, а также их раздельный обжиг, что усложняет технологию получения клинкера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ спекания доломита и извести, включающий двухступенчатый оОжиг и гидратацию материала в воде после первой стадии обжига 2 .

Известный способ позззоляет снизить температуру обжига сырья, но в то же время не дает возможности ощутимо повысить гидратоустойчивост и шлакоустойчивость спеченного доломита в связи с наличием активной извести. Это ограничивает сроки хра нения материала во влажной среде и снижает срок службы доломитовых огнеупоров в тепловых агрегатах.

Целью изобретения является повышение гидрато- и ишакоустойчивости спеченного доломита.

Поставленная цель достигается, тем, что по способу получения спеченного доломита, включающему двухстадийный обжиг и гидратацию после первой стадии обжига, гидратацию прокаленного доломита осуществляют в водных растворах соединений хрома.

В качестве соединений хрома используют хромовый ангидрид и/или водорастворимые соёдинения -хрома.

Гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее 5% соединений хрома в пересчете на CrqOi, причем количество водных расворов составляет 20-60% от массы прокаленного доломита.

Гидратация предварительно прокаленного доломита в хромсодержащих водных растворах приводит к образованию при комнатной температуре гидратов кальция и магния, а также вод ных хроматов кальция CaCrOv2n20, СаСгОдН О, СаСг(.,.0,5 И-др. , , которые при вторичном обжиге образуют на поверхности частиц и пор тугоплавкие соединения типа

СаО-Сг О и 9СаОliCrO CrjO. НовоОбразованные кальция находятся в. виде тонких пленок на поверхности кристаллов извести и стенках пор, что значительно уменьшает скорость гидратации спеченного материала. Кроме того, в процессе высокотемпературного обжига при 122 8°С происходит плавление оксихромита . кальция, формируется известковохроматный расплав, способствующий интенсификации спекания материала и образованию высокоогнеупорного хромита кальция СаО. (т. ПЛ.2130С). Образование высокоогнеупорного хро5 мита кальция, совершенно инертного к гидратации, обеспечивает существенное повышение гидратоустойчивости и шлакоустойчивости спеченного доломита.

0 Таким образом, введение Сг 0 в виде раствора способствует формированию xи /Iичecки инертной фазы СаОСг О, образующей равномерно распределенные защитные пленки на

5 поверхности .пор и кристаллов извести .

Гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее 5% соединений хрома, в пересчете на

0 Р использовании более разбавленных растворов (менее 5 вес,% Crg0) не обеспечивается синтез достаточного количества С&ОСг О, что снижает показатели гидрато- и шлакоустойчивости спеченного доломита. Верхний предел содержания CrgO в растворе определяется растворимостью применяемых соединений хрома в воде в нормальных условиях. Как показали исследования, при

0 использовании раствора в количестве менее 20 мас.% не достигается повыидения гидратоустойчивости спеченного материала в связи с недостаточным количеством новообразованного хро5 мита кальция. При введении раствора в количестве более 60 мас.% уменьшается шлакоустойчивость конечного продукта вследствие разрыхления его структуры.

0 Предлагаемый способ осуществляют

следующим образом. I

Природное карбонатное магнезиальное, магнезиально-известковое и известковое сырье tдоломит, известняк,

5 доломитизированный магнезит и т.п.) обжигают при 1000-1200 с. После охлаждения материал подвергают гидратации, в предварительно приготовленном водном растворе указанных кон0 . центраций одного или нескольких соединений хрома. Гидратацию осуществляют в течение 5-6 ч при 15-90 С. Полностью гидратированный материал, претерпевший самопроизвольный рас5 пад при гашении раствором на полидисперсные частицы, прессуют при удель ном давлении 20-60 МПа и обжигают при 1600-1900°С в течение 0,5-1,1 П р и м е р ч-Природный доломит, содержащий СаО + MgO 98 вес.% ,(в прокаленном состоянии), с размером кусков 40-5 мм обжиг ают в течение 2 ч при :1100°С. Прокаленныйматери гидратируют раствором СгО, содержа щим 2,3-18,2% , в количестве 20-60% от веса доломита в течение 5 ч при 25-60 С. Из гидратированной массы, имеющей остаточную влажность 7,1% при удельном давлении 45 МПа прессуют брикеты и подвергают их повторному обжигу при в течение 60 мин. Спеченный материал - доломитовый клинкер - имеет высокоплотную структуру (плотность 96-98% от теоретической), высокие показатели гидратои шлакоустойчивости. Свойства полученного спеченного доломита приведены в таблице-. Гидратоустойчивость определяют на образцах диаметром 36 мм и высотой 50 мм, которые погружают в дистиллированную воду. Через каждые -сутки образцы взвешивают на весах второго класса точности с одновременной заменой воды на чистую. Оценку гидратации проводят по привесу образцов до и после испытания. Шлакоустойчивость образцов определяют тигельным методом с использованием конвертерного шлака следующего xи дичecкoгo состава, вес.%: СаО 41,7; 810л 14,5; МпО 9,8; FeO 14,4; 7,5; ApgOj 3,5; MgO 7,5 : при 1700C и выдержке 2 ч.Оценку шлакоустойчивости осуществляют путем измерения площадей разъедания и пропитки в сечении тиглей. Изучение микроструктуры показывает, что характерной особенностью фазового состава доломита, спеченного предлагаемьли способом, являетсй наличие помимо СаО и MgO третьего высс1 оогнеупорного минерала - СаО-Сг О, образующего пленки вокруг СаО, что обеспечивает коренное улучшение физико-химических свойств клинкера. По свойствам такой спеченный доломит существенно превосходит действующие нормативы серийно выпускаемых материалов аналогичного состава. Предлагаемый способ позволяет в 10-15 раз увеличить продолжительность пребывания спеченного доломита во влажной среде, дает возможность повысить стойкость материала при эксплуатации в условиях воздействия известково-железисто-силикатных расплавов (например, в кислородных конвертерах, вращающихся печах цементной промышленности и др.), обеспечивает с минимальными затратами интенсивное спекание чистых природных и разновидностей обогащенных долог итов при относительно невысоких температурах обжига, исключает операции дробления и измельчения материала перед прессованием брикетов.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО ДОЛОМИТА, включаюид1й двустадий,ный обжиг и гидратацию после первой стадии обжига, отличающийся тем, что,, с целью повышения гидрато- и цшакоустойчивости спеченного доломита, гидратацию прокаленного доломита осуществляют в водных растворах соединений хрома. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качест ве соединений хрома используют хромовый ангидрид и/или водорастворимые соединения хрома. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию осуществляют в водных растворах, содержащих не менее 5% соединений хрома в пересчете на , причем количество водных растворов составляет 20-60% от массы прокаленного до-§ ломита.

Из вестный(двухступенчатый обжиг при 900-1200 С и при 1|00-1600°С, гидратация материала после первичного обжига в воде)

Двухступенчатый обжиг, гидратация после первичного обжига в растворах соединений

2,3

15,6 23,1 29,3 .7,9 33,4 41,3

13,7 17,8

7,2 11,3 26,9 4,1

12,1 16,0 6,8 12,7 21,1 3,9

8,6 11,7 5,1 8,4 13,7 3,1 Концентрация способ получения CrjO а рает спеченного доломита воре. вес. %

А3,2 7,6 12,12,9

5,1 .Б1,1 1,6 2,42,3

В0,7 1,4 2,25,1

А0,81,32,03,98,412,3

В0,91,21,81,84,66,4

В0,81,11,65,312,417,7

А0,91,01,7 0,72,12,8

Б0,81,01,60,92/33,2

Б0,70,91,70,82,43,5 Количество (мае. % от

Продолжение таблицы

7,810,7

5,88,1

6,211,3 Гидратоустойчивость по привесу после испытания в воде, %, при в течение, ч раствора, взятого для гидратации прокаленного доломита количества последнего): А - 20, 5 - 30, В - 60. Шлакоустойчивость при в течение 2 ч, при площади, см 1 Пропит- С Раэъе- IПропит- СуМ I 72 Г144 Дания I ки {марная ки U