Условия службы футеровки и методы изготовления огнеупорной футеровки в индукционных печах, страница 14

При изготовлении набивной монолитной футеровки под минерализаторами понимаются такие материалы, которые в процессе обжига и эксплуатации футеровки способствуют ее упрочнению путем спекания контактного слоя и обеспечивают требуемую при эксплуатации механическую прочность. При этом упрочнение футеровки наступает при воздействии расплавов металла, нагретых до высоких температур в течение более или менее длительного времени. В качестве минерализующих добавок различными исследователями в практике изготовления основной и кислой футеровки опробованы следующие материалы: известь, каустический магнезит, боксит, глинозем, хромитовая руда, плавиковый шпат, борная кислота, кордиерит, мартеновские основные и кислые шлаки, железная окалина, двуокись титана, кварцевый песок, ферросилиций, жидкое и оконное стекло и др.

Применение и выбор указанных добавок определяются следующими основными соображениями: кремнеземистые добавки (кварцевый песок, жидкое и оконное стекло, кислые шлаки), а также ферросилиций, бокситы, глинозем, хромитовую руду наиболее эффективно применять для основной футеровки магнезиального типа. В этом случае возможно образование форстеритовой связки и шпинелей типа MgO • А1₂О₃ и MgO • Cr₂О₃. Известно, что форстерит является первичным продуктом образования при взаимодействии окиси магния с кремнеземистыми материалами.

Предполагается, что образование форстеритовой связки обеспечивает механическую прочность контактных слоев футеровки, которые находятся под воздействием жидкого расплава металлов, имеющих температуру 1500—1700 °С. Вместе с тем затормаживается процесс спекания последующих слоев набивной футеровки, лежащих за контактным слоем. Образование форстерита и шпинелей, как известно, связано с увеличением объема, с ростом магнезиальной футеровки, что уменьшает образование усадочных трещин, повышает термостойкость и, следовательно, увеличивает стойкость футеровки.

Такие добавки, как борная кислота, бура, кордиерит, мартеновский шлак, железная окалина, двуокись титана, применяют при изготовлении основной и кислой футеровки. Они при сравнительно низких температурах способствуют сильному спеканию набивных огнеупорных масс. Однако к существенным недостаткам этих добавок следует отнести то, что они, улучшая механическую прочность футеровки, вместе с тем активизируют спекание и увеличивают усадку, что приводит к образованию глубоких трещин в футеровке. Поэтому часто применяют комбинированные добавки, например кварцевый песок, который обеспечивает рост футеровки, борную кислоту, железную окалину и другие, которые оказывают уплотняющее влияние, связанное с уменьшением объема ввиду усадки. Влияние таких комбинированных добавок минерализаторов на .усадку основного материала — наполнителя показано в табл. 38 [19].

Таблица 38

Влияние различных легкоплавких добавок на усадку магнезита при обжиге

Продолжение таблицы 38