» » Кремнеземистые огнеупоры
02.06.2015

Из группы кремнеземистых огнеупоров особо широкое применение в цветной металлургии имеет динас. Использование динаса в сводах отражательных печей обусловлено его отличительными свойствами: высокой температурой деформации под нагрузкой и незначительной потерей огнеупорности при поглощении относительно больших количеств двухвалентны окислов (FeO, СаО, МnО). В условиях интенсивного воздействия iлакующих агентов и высоких температур наиболее стойким является высококремнеземистый, высокоплотный динас, технология производства которого разработана во Всесоюзном научно-исследовательcком институте огнеупоров (ВНИИО) проф. И.С. Кайнарским. Этот диyас приготовляется из чистых кристаллических кварцитов. Он содержит 97% и иногда более SіО2, 0,76—1,08% Аl2О3 + ТiO2, 1,3—1,4% СаО+FeO+Fе2О3 и состоит из следующих фаз: 70—80% кристобалита, 12—18% тридимита, 9—12 % непревращенного кварца. Его огнеупорность 1730°, температура деформации под нагрузкой 2 кг/см2 1640—1660°, пористость 12—13%, размер пор 0,5 мк в обычно применяемом промышленностью динасе (диаметр пор 20 мк), предел прочности при сжатии 640 кг/см2.
Высококремнеземистый высокоплотный динас сохраняет свою механическую прочность вплоть до 1600°; при этой температуре предел прочности при сжатии равен 170 кг/см2. Газопроницаемость его находится и пределах 0,03—0,06 л/м2*час*мм вод. ст., т. е. почти на два порядка меньше, чем у динаса, обычно применяемого в промышленности. Термическое расширение его при 700° колеблется от 1,52 до 1,79%, что превышает расширение обычно применяемого динаса на 0,3—0,4%: коэффициент теплопроводности его 1,6 ккал/м*час*град, т. е. примерно на 15—20% больше, чем у обычно применяемого динаса.
Высокая стойкость высококремнеземистого высокоплотного динаса в основном объясняется низкой пористостью и малым размером пор, высоким содержанием кремнезема, а вследствие этого высокой огнеупорностью и неразрыхляемостью в службе.
В американской практике наиболее стойким является динас «Super—duty», который также имеет низкую пористость (от 12 до 15%)» высокое содержание TiO2 и содержит значительные количества TiO2.
Износ динаса, обычно применяемого в промышленности, при воздействии шлакующих агентов обусловлен совокупностью следующих процессов:
а) поглощением агрессивных агентов рабочей зоной кирпича;
б) разрыхлением динаса в результате модификационных превращений при высоких температурах, значительно усиливающее процесс поглощения;
в) появлением при высоких температурах жидкой фазы, количество которой резко возрастает со снижением содержания кремнезема в динасе;
г) растворением в жидкой фазе зерен кремнезема;
д) стеканием расплава или обрывом кусков динаса.
Высококремнеземистый высокоплотный динас подвержен в службе минимальным изменениям. Благодаря незначительному поглощению окислов (из-за низкой пористости и малого диаметра пор), он сохраняет в процессе использования высокое содержание кремнезема. Благодаря специально подобранному зерновому составу и тонкозернистой структуре высококремнеземистый высокоплотный динас не разрыхляется в службе, в результате сохранения высокого содержания и сплошного кристобалитового сростка огнеупорность этого динаса во весь период службы остается высокой.
При выкладке всего свода мартеновской печи из высококремнеземистого высокоплотного динаса, свод в процессе работы агрегата превращается в монолит: свариваются кирпичи в кольцах свода и последние между собой. Благодаря монолитности свод приобретает высокую статическую устойчивость, что позволяет эксплуатировать его до меньшей остаточной толщины, не опасаясь обвалов и, таким образом, удлинять кампанию печи. При выкладке высококремнеземистым высокоплотным динасом только участков, работающих в тяжелых условиях и подверженных максимальному износу, достигается уравнительность службы всех частей свода.
Уместно отметить, что несмотря на свой кристобалитовый состав, такой динас обладает термоустойчивостью, вполне обеспечивающей необходимую скорость разогрева металлургических печей. Вместе с тем показательно, что после службы в своде мартеновской печи он имеет гладкую, блестящую, покрытую тонкой оплавленной пленкой поверхность без раковин, характерных для динаса, применяемого обычно.
Производство высокококремнеземистого высокоплотного динаса освоено в 1955 г. Красноармейским и Первоуральским динасовыми заводами.