Презентация "Производство огнеупорных материалов" по физике – проект, доклад

3. Производство огнеупорных материалов

3.1 Искусственные и технические продукты, применяемые при синтезе и производстве огнеупоров Технический глинозем. Сырье-боксит, искусственный боксит, путем прокалки, изменяются свойства. Технический глинозем- содержание γ-Аl2О3 - 40-76% и α- Аl2О3 - 20-60%. Переход в α при температуре 2000 градусов. Содержание α- Аl2О3 в табулярном глиноземе 99,5%, кажущаяся плотность – 3,65-3,80, открытая пористость – не более 5%, водопоглощение – не более 1,5%. Реактивный глинозем – более 99% оксида алюминия, размер кристаллов – 1 мкм (10−6 метра или 10−3) используется в производстве низкоцементных и супернизкоцементных масс. Хромит магния. MgCr2O4 получают химическим способом из каустического магнезита с водным раствором оксида хрома. Водные растворы хромата магния MgCr2О4 применяют в технологии бетонов в ткачестве химической связки. Нитриды кремния и алюминия. Получают путем азотирования в среде азота или аммиака тонкодисперсных материалов: метал. кремния и алюминиевой пудры. Т разложения -1900 и выше 2200, Si3N4 обладает повышенной стойкостью и теплопроводностью, имеет малый коэффициент линейного расширения, AlN – устойчив к воздействию цветных металлов и шлаков.

Углеродистые материалы. Искусственный графит получают в эл.печах сопротивления из антрацита и кокса при пропускании эл.тока без доступа воздуха при Т выше 2200. От природных отличается чистотой – зольность менее 0,5%. Карбид кремния является весьма инертным химическим веществом: практически не взаимодействует с большинством кислот, кроме концентрированных фтористоводородной (плавиковой), азотной и ортофосфорной кислот. Способен выдерживать нагревание на открытом воздухе до температур порядка 1500°С. Карбид кремния не плавится при любом известном давлении, но способен сублимировать при температурах свыше 1700°С. Высокая термическая устойчивость карбида кремния делает его пригодным для создания подшипников и частей оборудования для высокотемпературных печей.

3.2 Шамотные (30-45) и высокоглиноземистые огнеупоры (более 45) Огнеупорной основой являются муллит, оксид кремния. Фракции шамота: 2-3 мм – 10-25%, 2-0,5 мм – 10-30, менее 0,5 мм – 30-50. Свойства шамотных изделий Общая пористость – 18-20 (п/сухого ), 23-28% (для пластического) Огнеупорность -1770-1670, Температура начала деформации- 1250-1440, Термостойкость – полусухим способом, многошамотные массы – от 25 до 150, для пластичных масс – 6-12. При повышении содержания оксида алюминия шлакоустойчивость повышается. Применение: Доменные печи, воздухонагреватели, Производство стального литья, Печи цветной металлургии, Коксовые и газовые печи, Стекольная промышленность, Цементная промышленность. 3.3 Высокоглиноземистые и корундовые огнеупоры Огнеупорной основой являются муллит, корунд Сырье – силикаты глинозема, максимальное содержание оксида алюминия – 62%, гидраты глинозема, высококачественные глины, обожженный глинозем, электрокорунд.

Технический глинозем после прокалки представляет собой тонкодисперсный порошок, содержание оксида алюминия – 98%. Переход в другую модификацию сопровождается уменьшением объема на 14%. Строение глинозема из искусственного сырья – пористые сферолиты. Электрокорунд получают плавлением технического глинозема в электропечах при 2000-2400 . При плавлении объем увеличивается на 20%. (схема производства корундовых огнеупоров) Изделия на основе боксита применяются в сталеразливочных ковшах, сводах дуговых печей, во вращающихся печах цементной промышленности. Изделия с различными связками или пекопропитвнные используются в ковшах миксерного типа. Корундовые изделия применяют в индукционных печах, плиты скользящих затворов при непрерывной разливке стали. С добавкой оксида циркония в сткловаренных печах, в спец.печах нефтехим. и химического производства. 3.4 Плавлено-литые огнеупоры Таким методом получают электрокорунд, синтетический муллит, периклаз , баккоровые огнеупоры, корундовые, периклазошпинелидные, периклазовые. Основные стадии процесса: Приготовление шихты, Приготовление литейных форм, Отжиг, мех.обработка.

Используют добавки: соду, оксиды бора и цинка. Плавку шихты ведут двумя способами: в восстановительной среде, когда электроды погружены в расплав, в окислительной, горение дуги 39-50 мм между графитовыми электродами и расплавом. Расплавы с низкой вязкостью отливают в формы, с высокой – плавят на блок. Жесткие требования к чистоте сырья по содержанию оксидов натрия, кальция, титана, кремния. В зависимости от режима плавки получают несколько разновидностей корунда – черный, синий, коричневый, розовый – из боксита, белый и легированный – из тех.глинозема. Т плавки -2100, время плавки 1-2 ч, удельный расход электроэнергии – 4-5МВтхч. Готовый расплав сливают в излолжницы. Далее расплав разливают по формам (чугунные или графитовые), блоки разбирают и отправляют на отжиг в туннельные печи, после охлаждения механически обрабатываются. Наплавление блоком: 24-50 ч, блок 3-4 т, охлаждение 80-100 ч. Блок неоднороден по хим.составу. После охлаждения разделку блока ведут копром, материал сортируется по классам.

3.5 Динас - материал, содержащий не менее 93% оксида кремния. Огнеупорной основой служит кремнезем в в форме тридимита и кристобалита. В зависимости от назначения и свойств различают три вида динаса: - кокслвый, металлургический (для электросталеплавильных печей, воздухонагревателей ДП), для стекловаренных печей. Сырье – кварциты., огнеупорность кварцитов – 1770, при увеличении примесей -1750. в производстве динаса к кварциту добавляют минерализаторы. Кварцит классифицируется на быстро перерождающийся, со средней степенью и медленно. Технологические операции: -подготовка кварцита (мойка, дробление, помол) дозирование приготовление минерализаторов, клеящие добавки смешение, добавка ЛСТ прессование, размеры п/ф меньше готовых изделий на 2-3,5% сушка, 180, 8 часов обжиг., 1430, 128 ч.

Свойства динасовых изделий: открытая пористость – от 8 до 25%, легковесный – 45-60%., предел прочности – 20-30 МПа, температура начала деформации – 1670, расширение динаса до 1450 – 1,5-2%., при охлаждении от 250 до 50 происходит существенное уменьшение объема. Термостойкость -1300 – 1-2 теплосмены., из кварцевого стекла -50 . 3.6 Периклазовые огнеупоры – огнеупоры, содержащие не менее 85% оксида магния. Огнеупорная основа –MgO. Перклазовые изделия делят на штучные и порошки. Сырье – горная порода магнезит, содержание MgO – 47%. Подготовка сырья: каустический и спеченный периклаз. Обжиг во вращающихся или шахтных печах при Т 1650. Классификация: более 4 мм – торкрет массы, бетоны. Качественный показатель п.п.п – не более 3% Измельчение. Приготовление массы Прессование Сушка 110-120, 12-15 Обжиг 1750 Предел прочности при сжатии -50-70 МПа, огнеупорность –выше 1770, термостойкость 2-3 т/смены, устойчивость к соединениям железа.