Шамотні вогнетриви для футеровки мартенівських печей (стр. 5 из 7)
Технологічна схема виробництва шамотних вогнетривів для футеровки мартенівських печей представлена на рисунку 3.1
Розглядаючи технологічну схему виробництва шамотних вогнетривів видно, що вона складається з трьох технологічних ниток:
− лінії по приготуванню шамоту (опіснювача);
− лінії по приготуванню глинистого компонента для зв'язки;
− лінії приготування шлікеру, який використовується для зволоження шихти.
Лінія підготовки шамоту.
Шамот готують шляхом випалу глин і каолінів в обертовій печі. Наприклад глина ДНПК(W = 23,5%) і глина Ч-1ПК (W = 23,0%), які надходять на склад сировини залізничним транспортом, грейферним краном подаються в глиностругач для дроблення до розміру кусків 50 - 0мм. Подрібнений матеріал стрічковим транспортером подається для сушіння в прямоточний сушильний барабан до вологості 7,0% - 7,8%. Температура теплоносія знаходиться в межах 600-900ºС, а кінцева−105-110ºС. Висушена глина подається в бункер над дезінтегратором. У дезінтеграторі відбувається подрібнення матеріалу до фракції 2-0мм, яка після вібросита стрічковим транспортером подається в бункер над двовальним змішувачем. Глина фр.>2мм повертається в бункер над дезінтегратором для подальшого подрібнення. Масу для приготування брикету готують у двовальному змішувачі. Туди подається мелена глина, пиловинос і гаряча вода або пара. Добавка пиловиносу в шихту виробів приводить до зниження якісних показників виробів, а введення її в обертову піч знову на випал - недоцільно, тому що цей пил миттєво виноситься з печі й знову уловлюється пиловловлюючими установками. Найбільш доцільно використовувати уловлений пил разом із глиною й каоліном при готуванні шихти, призначеної для приготування брикетів. Брикет одержують на прес-вальцях яйцеподібної форми. Отриманий брикет з вологістю 20% направляється в шахтні теплообмінники, звідки надходить в обертову піч. Випалюють брикети при температурі 1450-1500 ºС. Випалені брикети охолоджуються й транспортером направляються в бункер над кульовим млином з периферійним розвантаженням. У кульовому млині вони подрібнюються з наступним розсівом на віброситі на фракції більше 3мм і 3-0мм. Фракція більше 3мм повертається на повторне подрібнення в кульовий млин, а фракція 3 - 0мм стрічковим транспортером направляється в бункери, звідки за допомогою системи транспортуючих пристроїв надходить у бункери пресової дільниці.
Лінія підготовки глини на зв'язку
Глина служить зв’язним компонентом для приготування виробів. Тому при приготуванні маси вона повинна рівномірно розподілятися між частинками шамоту. Доцільно її вводити для рівномірного розподілу в шихту тонкоподрібненою.
Наприклад глина ДН-1(W = 22,0%) та ДНПК(W = 23,5%) зі складу сировини грейферним краном подаються у бункер над глиностругачем. У глиностругачі відбувається грубе подрібнення глини до фр. 50-0мм. Далі глина проходить всі технологічні етапи, як і при приготуванні глини на шамот, тобто сушку у сушильному барабані, подрібнення у дезінтеграторі з наступним розсівом на віброситі на фракції більше 2мм і 2 - 0мм. Після чого вона повинна задовольнити вимогу: прохід через сито 0,54мм має бути не менше 75%. Глина фр.>2мм повертається в бункер над дезінтегратором для подальшого подрібнення, а глина з розміром частинок 2-0мм стрічковим транспортером подається у бункери пресової дільниці. З помольного відділення частина глини ДН-1 прямує у шлікерне відділення для приготування шлікеру, друга частина− у бункери помольно-пресового відділення.
Рисунок 3.1 – Технологічна схема виробництва шамотних вогнетривів для футеровки мартенівських печей
Лінія підготовки шлікеру.
Для приготування маси необхідної формувальної вологості використовується шлікер. Його готують в пропелерній мішалці, куди подається 26% подрібненої глини (ДН-1), 5% ЛСТ (ρ=1,27г/см3) і 69% води. При перемішуванні в пропелерній мішалці шлікер підігрівається до 40- 450С і відбувається процес розбухання глинистого компонента. Готовий шлікер подається у витратну граблеву мішалку, звідки насосом по трубопроводу подається в мірний бачок, розташований над кожним змішувачем. Трубопровід для подачі шлікеру в мірний бачок обов'язково повинен бути закільцьований, що дозволяє повернути невикористаний шлікер у граблеву мішалку. Такий безперервний рух шлікеру по трубопроводу виключає можливість осідання глини в трубопроводах.
Після приготування усіх складових готується вогнетривка маса у змішувальних бігунах. Спочатку подається зерниста складова (шамот фр.3- 0мм). Потім подається 2/3 частини шлікеру і маса перемішується. Після цього додається дисперсна складова (глина ДН-1, глина ДНПК, пиловинос) та друга частина шлікеру і маса знову перемішується. Отримана маса з вологістю 6,6% подається для формування виробів на коліно-важільні преса. Сформовані вироби сушаться на вагонетках тунельних печей до залишкової вологості 1,2%. Висушені вироби подаються в тунельну піч на випал. Випалюють шамотні вироби при температурі 1350-14000С. Витримка при кінцевій температурі складає не більше 5-6 годин. Випалені вироби охолоджуються, сортуються та складуються. Уявна щільність готових виробів складає 2,30г/см3.
4. Основні напрямки покращення якості шамотних вогнетривів для футеровки мартенівських печей
Україна має величезні ресурси глин та каолінів, які за запасами, різноманітністю і якістю займають провідне місце у світі. Україна чинно займає третє місце слідом за США та Колумбією по видобутку каоліну – 18% від світового. Усього в межах України відомо близько 200 родовищ первинних, приурочених до кори вивітрювання кристалічних порід докембрію, і вторинних перевідкладених, каолінів, більшість з яких приурочені до Українського щиту та його схилів, де вони утворюють каолінову провінцію. З відомих родовищ каолінів 34 розвідано та 24 експлуатуються. Загальні ресурси каолінів оцінюються в 4,5 млрд. т., а розвідані запаси складають 450 млн. т. [10].
Прийнято вважати, що технічний потенціал країни багато в чому визначається рівнем розвитку металургії, що утворює матеріальну базу для прискорення технічного прогресу. Гірничо-металургійний комплекс України на даний момент забезпечує близько 27% товарного виробництва, більш 40% валютних надходжень. На експорт прямує до 80% прокату чорних металів, що складає приблизно 3% обсягу світової торгівлі цим видом продукції. За обсягом виробництва чавуна та сталі Україна займає 7 місце у світі. У металургійному процесі вогнетриви потрібні для футеровки доменних та мартенівських печей, конверторів, міксерів, в яких транспортується розплавлений чавун, для ізложниць, куди розливається зварена сталь. Доменні, повітрянагрівні вироби, коксовий припас складної конфігурації, рекуператорні та центрові трубки, воронки, шиберні пристрої, сталерозливні припаси дуже складної конфігурації, фасонні вироби-сифони, пробки, стакани, вироби для коксових батарей – для усього цього використовуються вогнетриви.
На Україні відомо 20 великих родовищ вогнетривких глин з запасами понад 550 млн.т, 10 з яких з балансовими запасами 308 млн.т. розробляються, 2 готуються до розробки. Найбільший інтерес представляє унікальне Часів-Ярське родовище вогнетривких глин, що розташовано на території Артемівського та Костянтинівського районів Донецької області, в 12 км на захід від м. Артемівська
В теперішній час на Україні ведеться розробка Дерманківського родовища в Березнівському районі Рівненської області [10].
Каолін Дерманківського родовища є за походженням первинним (остаточним), відкладеним на місці утворення (шляхом вивітрювання лужних алюмосилікатних порід). Тому цей каолін, у порівнянні із вторинними (перевідкладеними) породами, відрізняється низькими показниками пластичності, зв'язності, більш грубим гранулометричним складом із вмістом включень крупнозернистого остаточного кварцу, нерозкладених уламків корінних порід. Такі каоліни звичайно потребують збагачення для отримання тонкої кераміки. Збагачений каолін містить до 80% тонких фракцій (0,01...0,001 мм). Відходи збагачення звичайно являють собою кварцові піски із вмістом до 10% каоліну. Ці відходи можна використовувати як опіснюючий матеріал у виробництві напівкислих вогнетривів, а також динасу.
Первинні каоліни мають мінливий вміст оксидів SiO2 i Al2O3 внаслідок неоднорідності розподілення каоліну і кварцу на глибині залягання і площі розповсюдження породи. Інші домішки (слюда, польові шпати, лімонит та ін.) не мають суттєвого значення при оцінюванні хімічного складу каолінів.
Первинний каолін являє собою низькопластичну (пісну) породу без значної зв'язності, тому застосування каоліну для виготовлення вогнетривких виробів потребує добавки високопластичних глин. Каоліни спікаються при температурах 1450 - 15000С, тобто більш високих, ніж глини. Незбагачений каолін Дерманківського родовища містить, мас. %: SiO2 – 58-76, Al2O3 – 15-27, Fe2O3 – 0,5-4, в.п.п. – 5-8.
Після відмучування склад каоліну наступний мас.%: SiO2 – 45-47, Al2O3 – 34-37, Fe2O3 – 2-3, СаО – 0,7-2, MgO – 0,2-0,3, К2O – 0,4-1, в.п.п. – 13-14.
В матеріаловеденні глинистих матеріалів питанню реології надається особливе значення, так як вивчення властивостей глинистих мас та суспензій грає важливу роль у керамічній промисловості.
Технологічний процес пластичної обробки та формування керамічної маси має за мету створення такої коагуляційної структури, яка може слугувати основою для отримання високоякісних виробів. Це передвизначає детальне вивчення фізико – хімічних та структурно – реологічних властивостей глинистої сировини і дія на них різних фізико – хімічних та механічних факторів [11].