Сырьевая смесь для получения клинкера Советский патент 1993 года по МПК C04B35/04 

Изобретение относится к производству огнеупоров, в частности клинкера и порошков на основе периклаза, используемых для набивки подин сталеплавильных печей и изготовления монолитных футеровок.

Известна сырьевая смесь для получения клинкера в виде магнезито-доломитовой смеси с содержанием СаО 5.4% в пересчете на прокаленное вещество, имеющая зерновой состав менее 15 мм со средним размером зерен 3.5 мм (К.В.Симонов, П.В.Черепов. Огнеупоры, 1976, № 12, с. 16- 17). При обжиге во вращающейся печи данной шихты производительность печи повысилась на 5-7% и сократился расход сырья.

Недостатком известного решения является то, что содержание свободной СаО в спеченном порошке (клинкере) выше допустимых пределов приводит к образованию трещин в огнеупорах вследствие гидратации.

Ближайшим к предлагаемому техническим решением является состав сырьевой смеси для получения клинкера, включающий, мас.%:

Магнезит68-94

Доломит5-25

Сидерит1-7

Смесь имеет размер зерен 40-0 мм (25- 0 мм) (авт. св. № 927782. кл. С 04 В 35/04, 1982).

Недостатком известного технического решения является большой разброс по фракционному и химическому составу получаемого спеченного клинкера, большие энергетические затраты при его производстве. Кроме того, образующийся клинкер

VI

О

О

§

имеет повышенную степень гидратации, что связано с наличием зерен свободной СаО. Наличие гидратируемых зерен СаО приводит к появлению гидратационных трещин в огнеупорах, нарушению монолитностийэыс- трому износу.

Цель изобретения - увеличение выхода целевых фракций 8-0 мм для заправочных порошков, снижение степени гидратации и энергетических затрат и улучшение экологической обстановки путем переработки отходов производства.

Для достижения поставлен иди,.цели сырьевая смесь для получения клинкера, включающая магнезит, доломит и сидерит- фракции менее 8 мм, в качестве магнезито- доломитовой смеси содержит отходы обогащения магнезита в тяжелых суспензиях фракции менее 25 мм следующего минерального состава, мае. %:

МагнезитОснова Доломит 2-10 Диабаз 0,5-3,0 при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: Отходы обогащения магнезита фракции менее 25 мм 94-98,5 Сидерит фракции менее 8 мм 1,5-6,0 В качестве сидерита фракции менее 8 мм в шихту вводят отход агломерации сидерита, который образуется на стадии гроУо- чения готового продукта на аглофабриках и отличается от последнего только по зерновому составу.

При термической обработке сырьевой смеси происходит декарбонизация магнезита и доломита с образованием периклаза, оксида кальция и их соединений с оксидами кремния, алюминия и железа, содержащихся в диабазе, агломерате и глине. Сочетание оксидов 5Ю2, AfeOa, FezOa содействует образованию легкоплавких соединений, которые пропитывают и в виде оболочек защищают зерна доломитового порошка от гидратации, а их достаточно небольшое содержание не снижает огнеупорность материала. При CaO/S|02 связка лежит в полигоне 2СаО 8Ю2-2СаО Рв20з(4СаО- хРв20з)-МдО .РеаОз-М дО, жидкая фаза этого состава имеет наименьшее значение контактного угла с периклазом и уже при 1400°С достигается наименьшая пористость и наименьший размер пор, хотя количество жидкой фазы при этом может быть меньше, чем в случае образования монти- челлита. Получаемое соотношение

СаО/5Ю2 позволяет иметь низкую скорость температурной деформации (крип).

При обжиге смеси образуется гранулированный клинкер и происходит снижение

его удельной поверхности, что также будет способствовать уменьшению гидратации порошков. Выбор гранулометрического состава исходной смеси обеспечивает остаточное клинкерообразование получаемого

материала. Фракционный состав клинкера, образующегося при обжиге отходов обогащения магнезита с указанными минеральными добавками, зависит от зернового состава исходных компонентов сырьевой

5 смеси. При использовании отходов обогащения магнезита фракции менее 25 мм выход целевой фракции 8-0 мм составляет более 60%, данная фракция используется как готовый заправочный порошок, фракция

0 25-10 мм после классификации, дробдения и помола может быть использована для при- готовления масс. Отсутствие необходимости дополнительного дробления клинкера фракции менее 8 мм позволяет в полной

5 мере использовать защитные свойства силикатных и алюмоферритных пленок на зернах свободной извести, предохраняющих ее от гидратации. Обжиг смеси узкой фракции (монофракции) с уменьшенным разме0 ром зерна при регламентированном соотношении исходных компонентов улучшает работу печи и обеспечивает завершенность процессов формирования готового продукта. Это обусловлено расширением

5 зоны обжига; в результате быстрее и полнее происходит диссоциация и спекание материала. За счет расширения зоны обжига уменьшается зона каустизации, что снижает образование дисперсных фракций, а зна0 чит, снижается пылёунос из печи и улучшаются показатели работы печи; удельный расход условного топлива уменьшается на 8%. При обжиге данной смеси не происхо- дит локальных новообразований в печи, так

5 как поддерживается стабильный тепловой и газодинамический режим ее работы.

Содержание диабаза менее 0,5% и гли-1 ны менее 0,5% в составе отхода обогащения магнезита, а также содержание сидерита в

0 сырьевой смеси менее 1,5% не позволяет получить эффект пленкообразования. Содержание диабаза более 3,0%, глины более 1,5% в составе отходов агломерации сидерита более 6% резко снижает огнеупорные

5 свойства клинкера, а также способствует образованию наваров в печи исваров, ведущих к изменению зернового состава клинкера. Содержание доломита более 10% в отходе обогащения магнезита приводит к образованию зерен с повышенной пористостью за счет доломитизации клинкера. До-- ломитизированный клинкер хуже спекается и дает более значительную усадку по трещинам спайности.

П р и м е р. В качестве сырьевой смеси для получения клинкера использовали отход (хвосты) обогащения магнезита в тяжелых суспензиях фракции менее 25 мм в смеси с отходом агломерации сидерита фракции менее 8 мм следующего химического состава, мае, доля, %:

Рв20з CaO MgO SI02 А тпрк 64,4 4,9 15,8 4,7 6,0 с предельным размером зерна 8 мм (более 60% зерен фракции 1-0 мм). Отход обогащения магнезита по минералогическому составу из магнезита, доломита, диабаза и глины, соотношения и составы исходных

0

5

смесе.й приведены в табл.1. Сырьевую смесь, обжигали во вращающейся печи при максимальной температуре в зоне обжига 1650°С. Технические показатели получения клинкера из сырьевой смеси приведены в табл.2.

Преимуществами предлагаемого технического решения в сравнении с известным являются увеличение выхода заправочного порошка фракции менее 8 мм из клинкера без его дробления, снижение энергетических затрат, а также уменьшение степени гидратации клинкера и улучшение экологической обстановки за счет внедрения в производство забалансовых отходов обогащения магнезита в тяжелых суспензиях.

Использование: для набивки подин сталеплавильных печей и изготовления монолитных футеровок. Сущность изобретения: сырьевая смесь содержит отход обогащения магнезита в тяжелых суспензиях фракции менее 25 мм, включающий основу, доломит 2-10, диабаз 0,5-3,0, глина 0,5-1,5 в количестве 94,0-98,5%, содержит фракции менее 8 мм 1,5-6,0. Характеристики: степень гидратации после выдержки в течение 60 суток 0,54-0,78%, во влажной среде в течение 24 ч 0,93-1,10%. Выход целевой фракции менее 8 мм 60-65%, удельный расход топлива 340-350 м3/т. 2 табл.

Фор мула изобретения

Сырьевая смесь для получения клинкера, включающая магнезит, доломит и сидерит фракции менее 8 мм, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что, с целью увеличения выхода целевых фракций для заправочных порошков, уменьшения степени гидратации, снижения энергетических затрат и улучшения экологической обстановки, она содержит

магнезит и доломит в виде отхода обогащения магнезита в тяжелых суспензиях фракции менее 25 мм следующего минерального состава/мае. %: магнезит - основа, доломит - 2-10, диабаз - 0,5-3,0. глина - 0,5-1,5, при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%: Указанный отход

обогащения магнезита94,0-98,5 Сидерит фракции менее 8мм 1,5-6,0

Таблица.

Таблица 2