Масса для получения водоустойчивого известкового клинкера

 

Масса 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.д. Теплотехническим результатом является повышение прочности сырца, полученного из массы, снижение энергозатрат на производство клинкера, повышение огнеупорности клинкера, упрощение технологии обжига. Масса для получения водоустойчивого известкового клинкера в качестве наполнителя содержит гидроксид кальция и мел, а связка состоит из воды, глицерина и водного раствора лигносульфонатов, взятых в массовом соотношении, мас.ч.: 4 - 8 : 2 - 6 : 0,5 - 3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.% : гидроксид кальция 5 - 50, мел 35 - 92, связка 3-15. 1 табл.

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

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является состав массы для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающий наполнитель - оксид кальция, добавку - гидрид и нитрид титана, и связку - парафин или каучук (И.Д.Кащеев, Т.А.Сафронова, Г.П.Гулина "Спекание оксида кальция". Огнеупоры, 1990 г. , N 11, с. 5-6). Массу после брикетирования обжигают на клинкер в среде азота.

Недостатками известного состава являются низкая прочность сырца, полученного из массы, высокие энергозатраты на получение оксида кальция из карбоната кальция, который в основном и является источником сырья для получения известкового клинкера, наличие добавки, которая в условиях службы (окислительная атмосфера) снижает огнеупорность клинкера, необходимость спекания клинкера в специально созданной атмосфере азота.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение прочности сырца, полученного из массы, повышение огнеупорности клинкера, снижение энергозатрат на производство клинкера, упрощение технологии обжига.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что масса для получения водоустойчивого известкового клинкера в качестве наполнителя содержит гидроксид кальция и мел, а связка состоит из воды, глицерина и водного раствора лигносульфонатов, взятых в массовом соотношении, мас. ч: 4 - 8 : 2 - 6 : 0,5 - 3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гидроксид кальция - 5 - 50 Мел - 35 - 92 Связка - 3 - 15 Введение в массу менее 5 мас.% гидроксида кальция, более 92 мас.% мела и менее 3 мас.% связки приводит к снижению прочности сырца, полученного из массы. Введение более 50 мас.% гидроксида кальция и менее 35 мас.% мела экономически нецелесообразно, т. к. приводит к повышению энергоемкости производства и, как следствие, к повышению стоимости клинкера.

Введение более 15 мас.% связки переводит массу в пастообразное состояние, непригодное для формования.

Предлагаемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Шихту для получения массы готовят смешением гидроксида кальция с мелом на вибромельнице. Добавляют в шихту связку, приготовленную в пропеллерной мешалке, и окончательно перемешивают полученную массу в течение 15-20 мин. Массу брикетируют при удельном давлении 20-60 МПа (20-60 Н/мм²) и обжигают на клинкер при температуре 1600-2000^oC на воздухе.

Пример 1.

5 г (5 мас.%) гидроксида кальция смешивают на вибромельнице с 92 г (92 мас.%) мела. Время смешения - 6 часов, соотношение материал : мелющие шары = 1:5. В пропеллерной мешалке смешивают 40 г воды, 20 г глицерина и 5 г водного раствора лигносульфонатов (соотношение мас. ч вода : глицерин : водный раствор лигносульфонатов = 4 : 2 : 0,5). В шихту добавляют 3 г ( 3 мас.%) связки, полученной в пропеллерной мешалке. Перемешивают массу в течение 15-20 мин, прессуют в металлической пресс-форме брикеты в виде цилиндров диаметром 25 мм и высотой 20-25 мм. Давление прессования 40 МПа (40 Н/мм²). Брикет вылеживают 1-2 суток и определяют предел прочности при сжатии.

Брикет обжигают при 1800^oC на воздухе.

Огнеупорность клинкера по ГОСТ 4069-69 составляет 2000^oC.

Аналогично примеру 1 были получены составы 2-6 массы для получения водоустойчивого известкового клинкера, приведенные в таблице.

Из данных, приведенных в таблице (см. в конце описания), следует, что предел прочности при сжатии сырца из предлагаемой массы в 2,0 - 2,5 раза больше, чем по прототипу. Предлагаемый состав массы позволяет снизить энергозатраты за счет того, что масса содержит лишь 5-50 мас.% гидроксида кальция, т.е. количество мела, подвергаемого декарбонизации, составляет не более 5-50 мас. %. Кроме этого, предлагаемый состав массы позволяет упростить технологию, так как не требует для обжига создания специальной атмосферы. Огнеупорность клинкера, полученного из предлагаемой массы, как минимум на 140^oC выше, чем у клинкера по прототипу.

Формула изобретения

Масса для получения водоустойчивого известкового клинкера, включающая наполнитель и связку, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит гидроксид кальция и мел, а связка состоит из воды, глицерина и водного раствора лигносульфонатов, взятых в соотношении, мас.ч.: 4 - 8 : 2 - 6 : 0,5 - 3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гидроксид кальция - 5 - 50 Мел - 35 - 92 Связка - 3 - 15

РИСУНКИ

Рисунок 1