Возможности оптимизации технологии производства, эксплуатационных свойств периклазоуглеродистого брикета марки ВПК

Как видим из данных табл. 2, полупродукт состоит, в основном, из оксидов железа (II) и (III) и метаферрита натрия. Полученный Фернел содержит ферраты (VI) и (IV), а также метаферрит натрия NaFeO2.

Дериватографическим анализом Фернела при его нагревании до 1000°С обнаружено присутствие пяти эндотермических эффектов, температура плавления фернела 965°С. Для расшифровки фазового состава образцов отбирали пробы при температурах завершения эффекта; последние подвергали рентгенофазо-вому анализу. Обнаружено, что с ростом температуры от 20 до 1000°С полностью исчезают Na2FeO4 и Na2FeO3 в Фернеле, содержание NaFeO2 увеличивается, а также уменьшается содержание щелочи, феррат (VI) и феррат (IV) полностью разлагаются до 120°С. Уменьшение содержания щелочи с повышением температуры свидетельствует о расплавлении последней. Под плавление образца наблюдается уже при 500°С.

Плотность Фернела, определенная с помощью гелиевого пикнометра типа 1305, составила 2,37 ± 0,01 г/см3.

УДК 669.1

А.Н. Смирнов, H.H. Корнев

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ свойств ПЕРИКЛАЗОУГЛЕРОДИСТОГО БРИКЕТА МАРКИ ВПК

Введение

Применение современных технологий получения металла в конвертерах предъявляет высокие требования к стойкости их фу-теровок. С целью повышения надежности работы кислородного конвертера разрабатываются мероприятия, основными задачами которых являются: исследование особенностей технологии изготовления периклазоуглеродистого брикета (БПК) для подварки кислородного конвертера; исследование влияния состава шихты на показатели службы БПК.

© Смирнов А.Н., Корнев H.H., 2011

Качественно выполненная подварка в комплексе с гарниса-жем может служить до 4-5 недель эксплуатации конвертера, тогда как при нарушении технологии подварки кислородного конвертера происходит интенсивное вымывание подвариваемого материала движущимися массами шлака и стали. В настоящее время базовыми параметрами технологии подварки являются: качество применяемого кирпича, количество остаточного шлака и время выдержки. Эти приемы помогают наращивать 500-600 мм футеровки, в то время как применение только гарнисажа для восстановления футеровки кислородного конвертера позволяет нарастить до 100 мм футеровки.

На рисунке показана зависимость стойкости футеровки конвертера от количества подварок за кампанию. В настоящее время увеличение стойкости футеровки кислородного конвертера происходит за счет увеличения количества подварок, что экономически невыгодно [1].

100 120 140 1М 150 ¿00 220 240 260 250 300

Количество повмсю* л цмщии. шт.

Зависимость стойкости футеровки конвертера от количества подварок с адгезионным агентом

Анализ возможного механизма увеличения адгезионных свойств БПК

Износ футеровки является результатом термических, химических и механических нагрузок. Химический износ футеровки во время службы происходит из-за взаимодействия ее со шлаком. Механизм этого взаимодействия отражает общие закономерности кинетики физико-химических процессов, протекающих на границе раздела жидкой и твердой фаз. Огнеупоры на углеродистой связке подвергаются разрушению преимущественно оксидами железа при

участии газовой фазы. В огнеупорах после взаимодействия их со шлаком наблюдаются три резко выраженные зоны: офлюсованная, обезуглероженная и малоизмененная. В работе рассматривается офлюсованная зона, так как она граничит с БПК [2].

Офлюсованная зона располагается на расстоянии от горячей поверхности на 1-3 мм вглубь кирпича. Зона состоит из округлых корродированных зерен двухкальциевого силиката, имеющих размер от 0,03 до 0,12 мм. Промежутки между зернами силиката заполнены связующей массой, участки которой имеют размер до 0,14 мм. Ближе к обезуглероженной зоне встречаются округлые зерна периклаза. Ферритовая фаза составляет около 26% и представляет собой твердые растворы 2Са0^е203, 4Са0А!203^е203 и 2Са0 Мп203 [2].

Если ввести в состав БПК (порошок периклазоуглеродистый из изделий, бывших в употреблении, связующее марки СФП, эти-ленгликоль) адгезионный агент - металлические алюминий и кремний (А!+Б1) в тонкодисперсном состоянии, то при температурах около 800°С образуется соединение А!4С3 (Туст=1400°С). При более высоких температурах начинается разложение А!4С3 с образованием газообразного А!, и этот газообразный А!, в свою очередь, взаимодействует с газообразным СО и образует А!203 (ТПЛ=2044°С). При пониженных температурах защита работает за счет А!4С3, а при повышенных температурах - за счет А!2О3. Общее уравнение реакции можно записать как [3,4]:

АЦС3

Кремний ведет себя сходным образом, но в виде однокомпо-нентной добавки он не так эффективен, как в сочетании с алюминием. Температура плавления кремния высокая (1410°С), он не присутствует в жидкой фазе, а при более высоких температурах образует карбид в реакции по уравнению [3,4]:

Б1

Реакция (2) может протекать при температурах выше 1300°С. Как реакция между двумя твердыми веществами, она практически не возникает при низких температурах.

Продукты реакций проникают вглубь пор, как мы полагаем, за счет капиллярной миграции и в меньшей степени диффузионной пропитки. По капиллярному механизму расплавы подводятся к зернам, а миграция внутри зерен идет по диффузионному механизму. Скорость общей пропитки, возможно, лимитируется диффузионным процессом, а не капиллярным.

Продукты реакций закупоривают их и играют роль «кпея» между футеровкой кислородного конвертера и БПК. Также при взаимодействии А!2О3 со шлаком, присутствующим на футеровке в

виде гарнисажа, образуются твердые растворы: СаОА!2О3, 5СаО3А!2О3, 3CaO MgO-2Al2O3 и другие, которые также играют роль адгезионных агентов.

Таким образом, мы полагаем, что за счет увеличения адгезионных свойств стойкость футеровки кислородного конвертера можно увеличить до 30% (см. рисунок), что позволит уменьшить количество подварок и увеличить продолжительность кампании.

Список литературы

1. Воронина О.Б. Служба огнеупорных материалов в футеровке кислородного конвертера: учеб пособие. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 67 е.;

2. Тахаутдинов P.C. Производство стали в кислородно-конвертерном цехе Магнитогорского металлургического комбината. Магнитогорск, 2001. 148 е.;

3. Смирнов А.Н., Лаптев А.П., Пучков И.Ю. Эффективное использование огнеупорных материалов в электросталеплавильных печах: формованные, неформованные огнеупоры, флюсы // Теория и технология металлургического производства: межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 2009. Вып. 9. С. 168-177.

4. Устойчивость к окислению периклазоуглеродистых огнеупоров при разных температурах / Рич Арвэй, Сахин Али и др. // Новости черной металлургии за рубежом. 2009. №4. С. 86 - 88.

УДК 541.183

А.Р. Гимаева, Э.Р. Валинурова, Д.К. Игдавлетова, О.П. Петрова, Ф.Х. Кудашева

Башкирский государственный университет, г. Уфа

СОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ОКИСЛЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН К ИОНАМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Введение

В настоящее время одной из основных экологических проблем является техногенное загрязнение земельных и водных ресурсов, при этом очень важно как в научном, так и в практическом

© Гимаева А.Р., Валинурова Э.Р., Игдавлетова Д.К., Петрова О.П., Кудашева Ф.Х., 2011