Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы и их важнейшие свойства, страница 7

Наиболее ценными компонентами в обожженном доломитовом огнеупоре (в изделиях и трамбовочных массах) являются свободные MgO и СаО. Максимально возможное содержание свободной СаО имеет место при минимальном количестве SiO₂, а также при ограниченном количестве полуторных окислов, но достаточном для обеспечения спекания доломита. Легкоплавкие неогнеупорные соединения образуют жидкую фазу, количество которой с повышением температуры увеличивается, это способствует спеканию и образованию 3CaO•SiО₂ и 3СаО•Аl₂О₃; однако большое количество жидкой фазы снижает огнеупорность обожженного доломита. Поэтому очень важно, чтобы доломит содержал минимальное количество примесей полуторных окислов. Примерный состав и свойства доломитовых огнеупоров представлены в табл. 12.

Таблица 12

Характеристика доломитовых огнеупоров

Продолжение таблица 12

В табл. 12 приведены свойства двух типов доломитовых огнеупоров. В стабилизированных доломитах окись кальция находится в связанном состоянии, и поэтому эти огнеупоры не разрушаются при длительном хранении на воздухе и являются водоустойчивыми. Доломиты нестабилизированные содержат свободную (не связанную) окись кальция, гидратирующуюся при длительном хранении, вследствие чего такие доломиты обычно разрушаются.

Чтобы изготовить водоустойчивый доломитовый огнеупор, применяют многочисленные способы стабилизации. В настоящее время наиболее распространенный способ производства стабилизированных доломитовых огнеупоров состоит в том, что к доломиту для связывания свободной окиси кальция в силикаты добавляют кремнеземистые материалы (кварцит, маршалит, трепел, кварцевый песок, серпентинит и др.) или фосфаты, при этом необходим подбор шихты такого состава, чтобы при обжиге протекала реакция

3Са • Mg(CО₃)₂+SiО₂ → 3СаО • SiО₂+3MgO+6CО₂.

При стабилизации доломита с помощью серпентинита протекает следующая реакция:

6 (СаСО₃ • MgCО₃) + 3MgO • 2SiО₂→2(3СаО • SiО₂) + 9MgO+12CО₂.

Хорошая стабилизация (отсутствие свободной СаО) достигается при добавке серпентинита около 15 %.

Количество кремнезема, которое необходимо внести в шихту для связывания свободной извести, можно определить, пользуясь формулами для коэффициента насыщения (К_И)

При   весовом   отношении  <0,64 образуются

2 СаО • Fe₂О₃ и 4 СаО • А1₂О₃ • Fe₂О₃,

К_И =

где СаО_общ — количество всей окиси кальция, %;

СаО_св—количество свободной окиси кальция, %;

при весовом отношении  >0,64 образуются 3СаО• SiО₂ и 4 СаО • А1₂О₃ • Fe₂О₃..

Коэффициенты при окислах, например 2,8 при SiО₂ и 1,18 при Р₂О₅, являются количеством СаО, связываемым одной единицей массы соответствующих окислов.

Для получения только трехкальциевого силиката требуется точность контроля и дозировки, и тем не менее обычно первичным продуктом образования является 2 СаО • SiО₂, который в последующем при наличии свободной СаО переходит в трехкальциевый силикат по реакции

2СаО • SiО₂+CaO → 3СаО • SiО₂.