Способ получения электротехнического периклаза

 

Изобретение относится к технологии получения керамических электроизоляционных материалов и может быть использовано в электротехнической промышленности, преимущественно в трубчатых электронагревателях. Целью изобретения является повышение выхода годного продукта. В заявленном способе получения электротехнического периклаза, включающего электроплавку магнитсодержащей шихты в присутствии добавки, в качестве добавки используют щелочной полевой шпат в количестве 0,5-2,5 мас.%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1У БЛИН

„.SU „„1595819

А1 (51)5 С 04 В 35/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

tlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4384926/23-33 (22) 29.02.88 (46) 30.09.90. Бюл. Ф 36 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности и институт химии

Уральского научного центра АН СССР. (72) А.И.Снегирев, А.А.Фотиев, А.С.Сметанин, В.И.Пивоварова и В.М.Бежаев (53) 666. 94 (088.8) (56) ТИ 203-0-30-86 (дополнение) .

Богданович, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРИКЛАЗА

Изобретение относится к технологии получения керамических электроиэоляционных материалов и может быть использовано в электротехнической промышленности, преимущественно в трубчатых электронагревателях.

Цель изобретения — повышение выхода годного продукта. .Сущность способа заключается в том, что кроме индивидуальных свойств веществ, находящихся в расплаве, решающее значение имеет кислотно-основное взаимодействие компонентов.

Повышение основности расплава вызывает увеличение коэффициентов активности и, следовательно, общей активности основных компонентов расплава и уменьшение общей активности кислот. ных компонентов, т.е., изменяя основность, можно эффективно управлять кристаллизацией магнезиального расн2 (57) Изобретение относится к технологии получения керамических электроизоляционных материалов и может быть исполь3QBBHo в электротехнической промышленности, преимущественно в трубчатых электронагревателях. Целью изобретения является повышение выхода годного продукта. В предлагаемом способе получения электротехнического периклаза, включающего электроплавку магнитсодержащей шихты в присутствии добавки, в качестве добавки используют щелочной полевой шлат в количестве

0,5-2, 5 мас.%. 1 табл.

I лава и, что особенно важно, распреде- ф лением примесных оксидов, поскольку

Ф их температуры и поля кристаллизации на диаграммах состояния систем связаны с их активностью.

CO

Сл

При плавке магнийсодержащего сырья р (М8(ОН) z - MgC0 ) вначале удаляются летучие Н О или СО, затем образует= ся расплав MgO, содержащий примесные оксиды: СаО, Ее О» которые снижают электрофизические свойства плавленого периклаза. Добавление в расплав щелочного полевого шпата, в состав которого входят К О, Na A, SiO, Al Оз, вызывает повышение основности магнезиального расплава, причем совместное действие K О и Na 0 оказалось более эффективньм, чем-индивидуальные при равной массовой доле введенных щелоч ей.

159 разом.

Розжиг печи осуществляли на пониженной ступени печного трансформатора. Первую порцию брусита в ванну электропечи загружали массой 540 кг.

После достижения устойчивого рабочего тока электропечь переводили на ав10 томатическое управление с режимом по нагрузке 6,6 кА и 70 В. Введение добавки щелочного полевого шпата чередовали с загрузкой брусита. Массовая доля первой порции добавки составляла О, 2-3, О (1,1-16, 2 кг от массы брусита) °

Далее процесс в такой же последовательности,. чередуя загрузку щелочного полевого шпата и брусита.

Окончание плавки фиксировали по заполнению ванны печи и выходу электродов при наличии гладкого зеркала расплава под ними. Продолжительность выплавления блока предлагаемым способом

25 составила 44 ч. Естественное охлажд ение блок а продолжалось в теч ение

110 ч.

От каждой зоны блока отбирали пробы кускового материала, На основа» нии химического и фазового составов был рассчитан баланс распределения микропримесей, процентное соотношение сортового периклаза и недоплава.

Для сравнения эффективности приме, нения добавки щелочного полевого шпа35 та рассчитали модели кристаллизации в периклазовых блоках, выплавленных предлагаемым способом и способом по

% прототипу, результаты представлены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что отсутствие начального этапа кристаллизации (около 10Х расплава), харак45 терного для прототипа, и увеличение массовой доли кристаллизующейся части расплава до 60 мас.X за счет воздействия на основность расплава (2 этап кристаллизации) приводит к

50 возрастанию массовой доли годного продукта в 1,22-1,47 раза, главньм образом первого класса, в соответ= ствии с ГОСТ 13236-83, и снижению . недоплава на 9,5-20,4%

Фо рмула изобретения

Повышение основности расплава вызывает увеличение коэффициента активности основных компонентов, т.е. оксидов СаО и MgO, при этом активность СаО возрастает более существенно, чем MgO поскольку оксид кальция более основной компонент. Поэтому в соответствии с принципом кислотно-основного взаимодействия температурный интервал и поле кристаллизации СаО уменьшаются, à MgO, наоборот, увеличиваются (температура плавления

MgO снижается на 1 50-200 С), из-за этого магнезиальный расплав кристаллизуется в два этапа. Вначале кристаллизуется около 60 мас.% чистого монокристаллического периклаза и только 1,6 мас. М8 БхО,., также образуется небольшое количество твердого раствора М@<„СаДOД причем массовая доля в нем СаО не превышает

0,4 . Твердая фаза свободного СаО перемещается в магнезиальном расплаве за счет диффузии, частично взаимодействует с оксидами Я О и MgO на втором этапе кристаллизации с образованием монтичеллита CaHgSi04, но большая часть мигрирует в корку . периклазового блока и участвует в твердофазных процессах.

Существенное влияние на миграцию примесных соединений оказывает снижение вязкости магнезиального расплава в присутствии А1 0» введенного с добавкой щелочного полевого шпата, В том случае, когда массовая доля щелочного полевого шпата, введенного при плавке, будет менее 0,5 мас. снижается коэффициент миграции СаО, следовательно, возрастает вероятность появлейия в электроизоляционном материале свободного оксида кальция, вызывающего ухудшение его электроизоляционных свойств и ресурса работы ТЭНов.

При массовой доле щелочного полевого шпата более 2,5 . в электроизоляционном материале будет избыточное количество щелочей, которые также ухудшают свойства материала.

При осуществлении предлагаемого способа в качестве добавки брали щелочной полевой шпат, содержащий, мас.X: К, О 6,0; Na O 3,2; SiO 67,1;

А1 0з 13,2; MgO 0,7; Ре. Оз 0,4„Для опытной плавки в электродуговой руднотермической печи ОКЗ-955Н исполь зовали брусит по ТУ 14-8-392-82.

58) 9 4

Опытные плавки вели следующим обСпособ получения электротехнического периклаза, включающий электро9. 6 повышения выхода годного продукта, в качестве добавки используют щелочной полевой шпат в количестве 0,52,5 мас.X. выход продукта, I

Ш этап кристаллизации

Состав добавки

Массовая доля до1 этап кристаллизации

П зтвп кристаллизации банки, I

НассоКристалВыход годнаго

Ернстакли3 УВЯ1И ЕС Я фазы

Массовая

Выхо годнога годного (всего) иедоплаеа

Врнсталлнзувииеся фазы вая лнзуввиедоля кристаллидоля к рнсталкипродукта, I п родук та, I ся фаям эувиегocA

ayealeгася рас-. плава, I расплава, I

40,0

1 4!елочной полевой воат 0,5

31,0 МВОСаНВ810 26,8

Н80 Нвт810 ° 25,6

НВ, „Сл,o

47;6

S2,4

2 Мелочной поnesoA виет 1,5 НВ0 Не Sio 38.0

НЕ,,Са„о

60 0

29,0 HSOCaHSS10z 25,Э

63,3

36,7

3 Венечная полевой впят 2,5

52 4 НВО Неуч)От 27 3 33 2 HSOCaHSS10+ 27 1

45,6

54 ° 4

МЕ1. Са 0

4 Яепочнов полевой ипат 0,2

28,0

Н80 НВ 810 21,4

НС СЯ кл

28,2 HSOCaHSS10а 19 ° 0

40,4

S9,6

5 Мелочной полевой ипат 3 0

HgO Нгтsigэ 22 ° 0

Hg Ся„О

5Э,5

34,8

Hg0CaHg S iCт

Се 0

18,6

40,6

59 ° 4

6 Содовый силикат натрия (прототип) 1,0 10 ° 0 Нет

HgO Са Sin+

Не Sio

Mg1 р .л„0

33,0 HgOHg SiO °

Са 810

Не„са,о

33,0!

4,3

28,6

42,9 57,!

Составитель А. Кулабухова

ТехРеД П.0л15йнык КоРРектоР М. КУчеРЯваЯ

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 2885

Тира)к 572

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.у)кгород, ул. Гагарина, 101

5 595819 плавку магнийсодержащей шихты в присутствии добавки с щелочньм оксидом и кристаллизацию расплава, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

Массо

° ая доля к рис галлы" з увив гася расплаваа

Выход годного продуктаа, 2