Спец ОгнеупорКомплект СпецОгнеупорКомплект

Главная ] Вверх ] Эффективность рафинирования жидкого алюминия при воздействии на расплав колебаний ультразвуковой частоты ] Возможность удаления неметаллических включений из расплава при помощи керамических фильтров ] Влияние состава высокотемпературных поверхностно активных веществ на служебные характеристики огнеупоров ] Основные принципы выбора теплоизоляционных материалов при высоких температурах эксплуатации ] [ Монолитные огнеупорные изделия и сухие бетонные смеси с добавками спеченой алюмохромистой шпинели ] Применение покрытий на основе графита в черной металлургии ] Сочетание технологии изотермической прибыльной оболочки и пенокерамического фильтра для прямоточной заливки высокотехнолог... ] Новые высокотемпературные теплоизоляционные материалы ] Роторно-наклонные печи компании INTEC (Германия) с футеровкой компании «СпецОгнеупорКомплект» ] Применение керамобетонов в металлургии ]

English


 

Библиотека

МОНОЛИТНЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ И СУХИЕ БЕТОННЫЕ СМЕСИ С ДОБАВКАМИ СПЕЧЕНОЙ АЛЮМОХРОМИСТОЙ ШПИНЕЛИ

Дёмин Е.Н., Лялин В.К. (ООО "СпецОгнеупорКомплект", г. Екатеринбург)

Октябрь 2010-Февраль 2011

Несомненно, в настоящее время приоритет в области неформованных огнеупоров принадлежит материалам на основе плавленого корунда и частично, с добавками в том или ином количестве, алюмомагниевой шпинели. Эти материалы хорошо зарекомендовали себя при изготовлении монолитных футеровок работающих в непосредственном контакте с жидким металлом и шлаками, в частности, монолитная футеровка сталеразливочных ковшей, гнездовые блоки и продувочные фурмы, кроме этого, данные материалы применяются для изготовления монолитных сводов электропечей и других элементов тепловых агрегатов где требуется высокая химическая и термическая стойкость при температурах выше 1500оС.

Учитывая собственный опыт в области изготовления монолитных футеровок и изделий из бетонных смесей, а также существующие в настоящее время тенденции в странах–производителях высококачественных огнеупоров, мы обратили внимание на такой малоизученный высокоогнеупорный материал, как алюмохромистая шпинель. За полтора года исследований эксплуатационных свойств данного материала, в том числе и в промышленных условиях, сделаны определенные выводы в пользу исследуемых композиций на основе корунда и алюмохромистой шпинели.

В первую очередь, были проведены сравнительные испытания на метало- и шлакоустойчивость разработанных нами составов бетонов с традиционными бетонными смесями известных зарубежных и отечественных производителей, а затем уже подбирались оптимальные варианты композиции корунд – алюмохромистая шпинель для изготовления сухих бетонных смесей и изделий на их основе, работающих в различных условиях. Кроме этих показателей, учитывались и другие положительные свойства этих материалов, в частности, термическая и химическая стойкость и более высокие теплоизоляционные свойства по сравнению с алюмомагниевой шпинелью.

В металлургических процессах роль газовой и, особенно, жидкой фаз в реакциях между твердыми веществами футеровки, а также в реакциях между материалом футеровки и расплавленным металлом происходящих на границе раздела огнеупор - жидкий металл, может быть весьма значительной и даже определяющей. В ряде случаев продолжительность работы огнеупоров и их стойкость к расплавам шлака и металла существенно отличаются от общепризнанных положений. На основании проведенных нами исследований, мы постарались выявить определенные закономерности, которые, на наш взгляд, согласуются с теоретическими основами технологии огнеупоров и их службой в сталеплавильных агрегатах.

Все испытуемые образцы готовились из соответствующих заполнителей одинаковых фракций и определенного количества высокоглиноземистого цемента. Термообработка, а также составы шлаков и металла были абсолютно одинаковы для всех образцов. При определении метало- и шлакоустойчивости материалы нагревали до температуры 1600оС и выдерживали в течение двух часов. Я постараюсь озвучить только некоторые из свойств исследуемых материалов, так как они в наибольшей степени характеризуют служебные качества огнеупоров. Из-за имеющейся определенной новизны данной продукции, также не буду останавливаться на конкретных составах испытуемых материалов.

Что характерно, образцы, полученные из корундовых композиций с одинаковым содержанием алюмомагниевой и алюмохромистой шпинели имеют практически равную шлакоустойчивость и, в зависимости от основности шлаков, заметно лучшие показатели по сравнению с корундовыми заполнителями. Причем, с повышением основности шлака, шлакоустойчивость у композиций с добавками как той, так и другой шпинели отличалась от корундовых заполнителей в лучшую сторону почти в два раза. Сравнительные испытания образцов на металлоустойчивость, позволяют сделать вывод в пользу материалов с добавкой алюмохромистой шпинели – как минимум, на четверть пропитка металлом у данных образцов ниже, чем у всех остальных испытуемых материалов.

Что касается термостойкости, то результаты испытаний однозначно показали преимущество добавок алюмохромистой шпинели (при общем содержании оксида хрома в материале 7,5% термостойкость составила 19 водных теплосмен, что почти в два раза превысило показатели по сравнению с введением этого же количества алюмомагниевой шпинели и в 6 раз по сравнению с чисто корундовыми образцами).

Петрографические исследования испытуемых образцов после термообработки при температуре 1600оС показали наличие небольшого количества стеклофазы на границе зерен корунда и шпинели. Вероятнее всего, образующаяся в таком количестве жидкая фаза обеспечивает определенную термопластичность шпинельсодержащих материалов.

Термопластическое состояние сопровождается снятием напряжений, образующихся в процессе эксплуатации огнеупоров, особенно в таких агрегатах как сталеразливочные ковши, которые имеют непосредственный контакт с расплавленным металлом и значительные перепады температур.

Так же вероятно и то, что такие высокие показатели термостойкости у материалов содержащих алюмохромистую шпинель определяются не только термопластичностью, но и низкими объемными изменениями при перепадах температур и, в случае взаимодействия с металлом, при твердофазовых реакциях в системе оксид железа – огнеупор.

Твердофазовые реакции в системе оксиды железа - периклаз - шпинелиды сопровождается настолько значительными изменениями в объеме, что разрушения огнеупоров при длительном взаимодействии их с металлом и шлаками происходит значительно интенсивней, чем высокоглиноземистых и корундовых, несмотря на значительную разность в температуре плавления. В магнезиальных огнеупорах объемные изменения возрастают с увеличением количества и степени восстановления (окисления) оксидов железа.

Поэтому, несмотря на, казалось бы лучшую с точки зрения теории, химическую стойкость к основным шлакам у образцов содержащих оксид магния (алюмомагниевая шпинель), на практике получается, что стойкость у материалов с добавкой алюмохромистой шпинели пусть незначительно, но выше.

Учитывая все предыдущие исследования, в том числе и промышленные, на сегодняшний день, нами разработаны и серийно выпускаются сухие бетонные смеси, а также монолитные изделия на основе этих смесей с добавками спеченной алюмохромистой шпинели, которые успешно зарекомендовали себя на ряде металлургических предприятий. В конечном итоге, критерием качества огнеупоров являются их эксплуатационные характеристики и сравнительные показатели в службе.

Доклад опубликован в журнале "Литейщик России" № 1, 2011 г.

В начало страницы

Назад Вверх Далее

 


© 2008-2017 Общество с ограниченной ответственностью "СпецОгнеупорКомплект".
Россия, 620010, Екатеринбург, ул. Профсоюзная, д. 43, офис 10. Тел. /Факс (343) 253-58-73.
E-mail: spets@spetsogneupor.ru.
Любое использование материалов сайта в СМИ и Интернет-ресурсах без согласования с правообладателем - ООО "СпецОгнеупорКомплект", запрещено.
Последнее изменение: 14 сентября 2017 г.