2 Цель и задачи работы

Цель данной работы - разработка технологии (фракционного и компонентного состава) огнеупорного бетона для футеровки желоба доменной печи на основе системы и высокоглиноземистого цемента с добавлением алюмомагниевой шпинели с механической прочностью выше 50 МПа, пористостью менее 20 % и с содержанием менее 1,5 %.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• провести анализ научно-технической литературы, содержащей сведения о конструкции доменной печи, видах желобов;

• анализ патентной и научно-технической литературы, содержащей сведения о составе и технологии огнеупорных бетонных смесей для футеровки желоба доменной печи на основе системы ;

• анализ литературы по подбору фракционного состава огнеупорных бетонов;

• исследование влияния алюмомагниевой шпинели на эксплуатационные свойства огнеупорного бетона;

• осуществить подбор фракционного состава огнеупорного бетона, соответствующего требованию максимальной относительной плотности материала;

• исследование фазового состава матричной части огнеупорного бетона на основе с добавлением шпинели и без нее.

3 Экспериментальная часть

3.1Материалы и методы исследования

3.1.1 Компоненты бетонной смеси

CEMBOR-73

Высокоглиноземистый цемент “CEMBOR-73” изготавливается на Боровичском комбинате огнеупоров согласно ТУ 14-194-215-97. Данный цемент представляет собой огнеупорное гидравлически твердеющее связующее на основе синтетических алюминатов кальция с содержанием оксида алюминия выше 73 % и огнеупорностью выше 1700 °С. Благодаря применению высокочистых компонентов при производстве алюминатов кальция, содержание примесных компонентов достигает экстремально низкого значения (таблица 5) [20].

Таблица 5 - Физико-химические свойства высокоглиноземистого цемента "CEMBOR-73" [20]
Наименование показателей	Норматив ТУ 14-194-215-97	Типичные показатели	Метод испытаний
Массовая доля, % масс. , не менее , не более , не более , не менее	73,0 0,5 0,8 22,0	75,5 0,2 0,1 23,7	ГОСТ 5382
Удельная поверхность, , не менее	4500	5246	ГОСТ 310.2
Время схватывания, начало (не ранее), мин конец (не позднее), час	120 8	165 6ч. 20 мин	ГОСТ 310.3
Предел прочности при сжатии, МПа в возрасте 1 суток, не менее в возрасте 3 суток, не менее в возрасте 7 суток, не менее	- - 50,0	- - 56,4	ГОСТ 310.4
Огнеупорность, , не менее	1700	1750	ГОСТ 4069

Для предотвращения риска возникновения нежелательных фаз цемент "CEMBOR-73" не содержит добавок (дисперганты, дефлокулянты и пр.). Реологические свойства цемента, стабильность сроков схватывания и набора прочности являются производными от химического и фазового составов, стабильности технологического процесса его производства.

Таблица 6 - Дополнительная информация по цементу "CEMBOR-73" [20]
Наименование показателя	Значение	Примечание
Фазовый состав		Сопутствующих вторичных фаз нет
Насыпная плотность,	0,9-1,0
Истинная плотность,	2,9-3,0	ГОСТ 2409

Таблица 7 - Сравнение физико-химических свойств цемента "CEMBOR-73" и его аналогов [20]
Наименование показателей	CEMBOR-73	Цемент 1	Цемент 2	Цемент 3
Массовая доля, % масс. , не менее , не более , не более , не менее	75,5 0,2 0,1 23,7	71,4 0,1 0,1 28,2	69,9 0,1 0,1 29,6	71,6 0,4 0,1 27,6
Удельная поверхность, , не менее	5246	4520	3910	3960
Время схватывания, мин начало (не ранее) конец (не позднее)	2 ч. 45 мин 6 ч. 20 мин	2 ч. 10 мин 5 ч. 30 мин	4 ч. 30 мин 9 ч. 20 мин	4 ч. 00 мин 11 ч. 10 мин
Предел прочности при сжатии, МПа в возрасте 1 суток, не менее в возрасте 3 суток, не менее в возрасте 7 суток, не менее	- - 56,4	41,7 54,0 54,8	- 38,5 58,1	- 36,2 53,7
Огнеупорность, , не менее	1750	1620	1600	1670