При водотепловом (автоклавном) методе упрочнения окатыши подвергаются воздействию насыщенного высоконагретого водяного пара под давлением. В окатышах связкой является силикат типа СаО-БЮг • пН20, получающийся по реакции

Са (ОН)2 +■ Si02 + (п— 1)Н20 = Ca0Si02*nH20.

При автоклавном методе упрочнения окатышей шихта должна содержать достаточное количество тонкомолотого кремнезема и гашеной извести (не менее 5%). Гашение извести необходимо про­изводить для предотвращения разрушения окатышей во время пропарки. С повышением содержания извести и кремнезема проч­ность готового продукта увеличивается.

Основная технологическая операция — обработка сырых окаты­шей паром — осуществляется в цилиндрических сосудах (автокла­вах) диаметром 2 ж и более, способных выдерживать давление пара до 10 ат. Длина автоклавов может быть до 50 м. Перед загрузкой в автоклав окатыши необходимо подсушить для сниже­ния влажности с 8—10% (оптимальной при окомковании) до 6— 7%, так как в начале обработки в автоклаве при поступлении в

пего пара происходит конденсация влаги на окатышах, что может привести к их разрушению от переувлажнения. Окатыши загру­жаются на специальные контейнеры-тележки, которые устанавли­ваются в автоклав. Степень заполнения автоклава — не более 50%. После загрузки и герметизации в автоклав подают под давлением пар, который охлаждается и конденсируется на холодном мате­риале, нагревая его. При низком давлении пара в автоклаве кон­денсат образуется преимущественно на поверхности материала, но с постепенным подъемом давления пар проникает в мельчайшие поры, конденсируется в них и нагревает имеющуюся там воду. Го­рячая вода растворяет гидрат окиси кальция, в который попадают частицы кремнезема.

Химическое взаимодействие извести с кремнеземом в автоклаве идет только по поверхности частичек, где образуются гидросили­каты, прочно сросшиеся с зернами кварца. По содержанию раст­воримой кремниевой кислоты (обычно оно колеблется в пределах 4,5—10%) можно судить о количестве образовавшегося гидросили­ката кальция [14]. Известь, не вошедшая в состав силикатов, пе­реходит в процессе автоклавной обработки из аморфного состоя­ния в кристаллическое, что также упрочняет окатыши.

Длительность впуска и выпуска пара примерно одинакова и в основном зависит от пористости и крупности обрабатываемых ма­териалов. Длительность обработки также зависит от этих пара­метров. Если запаривание силикатного кирпича в автоклаве длит­ся до 7 ч, то на обработку паром окатышей диаметром 15—20 мм достаточно 1 ч. При этом цикл работы автоклава распределяется следующим образом: 1 ч — выгрузка и загрузка, 1 ч — впуск пара, подъем температуры до 175° С и давления до 8 ати, 1 ч — пропа­ривание, 1 ч — выпуск пара. Прочность окатышей, полученных при паком режиме работы автоклава, равнялась 100—120 кГ/окатыш.

Окатыши, упрочненные водотепловой обработкой, непригодны для плавки в доменных п-ечах, так как основная связка — гидро­силикаты кальция — при нагреве обезвоживается и разрушается раньше, чем образуется связка за счет металлического железа [46]. После медленного нагрева в восстановительной атмосфере в течение 1 ч до 1000° С и выдержки при этой температуре в тече­ние 20 мин прочность на раздавливание охлажденных в слое кок - сика окатышей снижается с 100—120 кГ/окатыш до 15—

19 кГ/окатыш. Применение брикетов, полученных методом водо­тепловой обработки, дало положительные результаты в сталепла­вильном производстве.