4.2.5.4. Хромистые огнеупорные изделия

Из хромистых огнеупоров наибольшее распространение получили хромомагнезитовые (хромошпинельные) огнеупоры, получаемые из хромита и спеченного магнезита.

Название хромит относится как к минералу состава FeO·MgO·Cr₂O₃·Al₂O₃, так и к породе, содержащей большое количество (80 %) этого минерала.

Хромитовые руды черного цвета с металлическим блеском. Твердость их по шкале Мооса находится в пределах 5,5…7,5, средняя плотность 4,0…4,8 г/см³. Для производства огнеупоров пригодны хромитовые руды с содержанием Cr₂O₃ не менее 33 %. Для изготовления хромомагнезитовых изделий в состав шихты вводят 30…80 % спекшегося магнезита. В качестве клеящей добавки в шихту вводят 1,2…1,5 % сульфитно-спиртовой барды, так как спекшийся магнезит не обладает пластическими свойствами.

Формуют хромомагнезитовые изделия методом прессования преимущественно на мощных гидравлических прессах с удельным давлением прессования не менее 80 МПа. Влажность формовочной массы должна быть в пределах 2,5…3,5 %. Хромомагнезитовый сырец сушат в туннельных противоточных сушилках около 30 ч. Остаточная влажность сырца не должна превышать 0,3 %. Обжигают хромомагнезитовые изделия при температуре 1600…1700 ⁰С.

Обжиговые хромомагнезитовые огнеупоры применяют вместо магнезитовых, главным образом, для кладки стен мартеновских печей в тех участках, где они не соприкасаются с металлом и не могут загрязнить его хромом, а также для кладки сводов мартеновских печей благодаря характерному для этих огнеупоров свойству – сохранять постоянство объема при высоких температурах.

Основные свойства хромомагнезитовых изделий в значительной степени определяются процентным содержанием MgO в исходной шихте, что подтверждают данные, представленные в табл. 4.8.

Таблица 4.8

Физико-технические свойства хромомагнезитовых изделий

Изделия	Химический состав									Средняя плотность, г/cм³	Пористость, %	Предел прочности при сжатии, МПа	Температура начала деформаций под нагрузкой	Термическая стойкость, число теплосмен (водяное охлаждение)
	SiO2		Al2O3		Cr2O3		MgO		Fe2O3
Обычные обжиговые хромомагнезитовые	5,8	6,8		17,2		54,9		13,5		2,85	23,3	40	1450…1520	7…8
Хромомагнезитовые на базе руды с содержанием более 45% С2О3	-	-		28,6		-		-		2,75	22,6	43,5	1490	-
Термостойкие хромомагнезитовые	4,5	3,9		9,1		69,5		11,0		2,75…2,8	20,0…23,2	30…40	1490…1550	54
Хромитовые с форстеритовой связкой	9,1	11,1		31,8		24,5		22,8		3,0…3,2	16…19	30…70	1570…1660	9-20 (воздушное охлаждение)
Плавленые хромомагнезитовые	-	25…24		20,4		18,3		-		3,65	5	350	Выше 1800	-

Хромомагнезитовые огнеупорные изделия (условное обозначение ХМ) бывают обжиговыми, безобжиговыми и иногда плавлеными.

Плавленые литые изделия имеют высокую температуру начала деформации под нагрузкой (1800 ⁰С) и очень высокую шлакоустойчивость.

Незначительная усадка хромомагнезитовых огнеупоров при обжиге дает возможность получать и применять безобжиговые изделия на основе того же сырья. При изготовлении безобжиговых хромомагнезитовых изделий в состав шихты вводят клеящие вещества для повышения прочности изделий. В качестве клеящих веществ используют сульфитно-спиртовую барду, растворимое стекло в виде порошка, сернокислый магний и др. Во избежание усадки изделий в службе применяют спекшийся магнезит. Зерновой состав исходной шихты подбирается таким образом, чтобы обеспечить наибольшую плотность готовых изделий. При формовании изделий методом прессования значение удельного давления составляет от 80 до 130 МПа. Отпрессованные изделия сушат при температуре 120 ⁰С в течение суток, после чего их отправляют потребителю.

Большой интерес представляют безобжиговые хромомагнезитовые огнеупоры, армированные стальными пластинами. Армирование способствует спеканию кладки в процессе ее эксплуатации в монолит, что удлиняет срок ее службы. Такие огнеупоры успешно применяются в качестве футеровочного материала в зоне спекания вращающихся печей для обжига магнезита, доломита и портландцементного клинкера, а также в стеновой кладке электросталеплавильных печей (выше уровня шлака).

Недостатком безобжиговых хромомагнезитовых изделий является их относительно пониженная прочность при температуре до 1000 ⁰С, а также сравнительно низкая температура начала деформации под нагрузкой (1400…1600 ⁰С).