Журнал "Металлургическая и горнорудная промышленность" №4 за 2004г.

        В период с 2001 по 2002 г. на Белокаменском огнеупорном заводе концерном "Магнезит" (г. Днепропетровск) были проведены разработки и начат промышленный выпуск безобжиговых стопорных трубок на синтетическом вяжущем.
        Приоритетное направление развития сталеплавильного производства высококачественного металла, предусматривающее создание и применение прогрессивных методов внепечной обработки стали в ковше, определило актуальность разработки новых высокоэффективных огнеупоров, для продувки стали в ковше инертными газами.         Специфические условия службы огнеупоров данного назначения - это:
воздействие высоких температур, термические нагрузки, химическое взаимодействие расплава металла и шлака определили выбор высокоогнеупорных, шлако- и металлостойких изделий-муллитокорундовых огнеупоров. На основании обобщенного статистического анализа степени воздействия эксплуатационных факторов на износ муллитокорундовых трубок установлено существенное влияние термических нагрузок на интенсивность разрушение огнеупора.
        Практикой установлено, что структура огнеупорного изделия и технология его изготовления, предопределяют его дальнейшие эксплуатационные качества. Успешный опыт применения авторами синтетических вяжущих в шиберных плитах для разливки стали и ряде других высокоогнеупорных изделиях, позволил использовать синтетическое вяжущее на фенольных смолах новолачного типа для изготовления безобжиговых стопорных трубок для продувки стали в ковше инертными газами, применительно к условиям металлургического комбината "Азовсталь" г. Мариуполь. [1] [2] [3] [4] [5] 
        При разработке новой технологии изготовления стопорных трубок, была поставлена задача в создании синтетического вяжущего для муллитокорундового заполнителя и технология получения готового изделия см. рис.1.

Рис. 1. Стопор в сборе для продувки металла аргоном применяемый на комбинате "Азовсталь".

        Производство муллитокорундовых безобжиговых стопорных трубок марки МКСБ-74 производилось в соответствии с техническими требованиями согласованными с комбинатом "Азовсталь" по ТТ 232-18-2002 (ТТ 304-17-2002) см. рис.2.

Рис.2 . Стопорная трубка для продувки металла аргоном.

        В качестве исходных материалов для изготовления муллитокорундовых трубок использовались: высокоглиноземистый лом (отходы футеровки стекловаренных печей с содержанием АL2О3 не менее 74%), новолачная фенольная смола производства Россия, полигликоль и углеродосодержащий компонент в виде пекового кокса, или высокотемпературного пека. В качестве антиоксиданта применялся порошок алюминия.
        Практикой установлено, что любая добавка алюминия, не столько ограничевает окисление углерода, сколько формирует более прочную структуру коксового остатка смолы. Введение алюминия способствует увеличению прочности изделия и его термостойкости. [4][5]
        Состав шихты для муллитокорундовых изделий приведен в табл. 1.

Таблица 1

        Муллитокорундовые трубки были обозначены маркой МКСБ-74 и изготавливались по временной технологической инструкции. Для производства трубок была разработана специальная технология, включающая режимы смешивания и прессования на специальной оснастке с последующей термообработкой после прессования (см. рис. 3)

Рис. 3. Режим термообработки трубок.

        В состав высокоуглеродистого синтетического вяжущего входили: муллитокорундовая составляющая, углеродосодержащий компонент в виде пекового кокса или высокотемпературного пека, алюминиевый порошок и фенольная смола новолачного типа. Компоненты вяжущего проходили совместный помол.
        Термообработка изделий выполнялась с целью полимеризации смолы вяжущего.
        Основные физико-технические свойства трубок приведены в таблице 2.

Таблица 2.

        Контрольная проверка показателей проводилась в УкрНИИО им. А.С. Бережного, г. Харьков.
        Из приведенных данных видно, что разработанный состав трубок превосходит изделия, полученные обжигом по традиционной технологии. 
        Испытания проводились в конвертерном цехе. Опытные фурмы использовались для продувки металла аргоном с одновременным вводом в ковш порошкообразного силикокальция на всем сортаменте сталей, выплавляемых конвертерным цехом в данный период, включая штрипсовые марки стали Х65 и Х70. Температура металла в ковше после усреднительной продувки находилась в пределах от 1595 до 1635 0С. Средняя стойкость опытных фурм составила 3 плавки (42 мин. - при средней продолжительности обработки одной плавки аргоном и силикокальцием 14 мин.); минимальная - 2,5 пл. (35 мин.), максимальная - 4 пл. (56 мин.). Максимальный износ стопорных трубок в районе шлакового пояса, полученный в процессе испытаний, составил 5 мм (10% от начальной толщины трубок). Для сравнения, при использовании для наборки фурм муллитовых трубок марки МЛС-62 максимальный износ на штрипсовом металле за 1,5 плавки составлял 25 мм (50% от начальной толщины), т.е. при прочих равных условиях эксплуатации, максимальный износ за плавку стопорных трубок марки МКСБ-74 составил 1,25 мм, марки МЛС-62 - 16,7 мм. Высокие эксплуатационные свойства стопорных трубок марки МКСБ-74 были достигнуты за счет химико-минералогического состава изделий, углеродосодержащего синтетического вяжущего и технологией их изготовления.
        Результаты испытаний показали, что средняя стойкость фурм с использованием трубок марки МКСБ-74 составила 3 плавки, что в два раза выше, чем при использовании в наборке фурм трубок марки МЛС-62
        Выявлено, что наиболее целесообразно использование стопорных трубок марки МКСБ-74 при вводе в металл силикокальция в виде проволоки. [6]

        Выводы:

        1. Новое высокоуглеродистое синтетическое вяжущее на основе фенольных смол новолачного типа, позволило получить безобжиговые муллитокорундовые стопорные трубки с повышенными эксплуатационными свойствами.
        2. Применение безобжиговой технологии позволило снизить затраты на производство изделий и удешевить продукцию. 

        1. Чеченев В.А., Авраменко В.И., Черняк Р.М. и др. Патент Украины №58962 А, МПК7: С04В35/035.
        2. Вейбел Г., Барта П., Валдханс Г. Свойства и применение огнеупорных изделий на полимерной углеродистой связке // Черная металлургия России и стран СНГ в ХХI веке: Т.2.-М.: Металлургия, 1994.-С.295-304.
        3. Кривокорытов Е.В., Гурьев А.Г., Поляк Б.И. Высокоуглеродистые связующие в технологии огнеупорных изделий и коррозионно-стойкой керамики. Стекло и керамика. 1998. №5.
        4. Кащеев. Оксидо-углеродистые огнеупоры. 2001 г.
        5. Чеченев В.А. и др. Бикерамические, безобжиговые шиберные плиты на высокоуглеродистом синтетическом вяжущемдля разливки стали. Д.: Металлургическая и горная промышленность. 2004 г. №1 с. 63-66.
        6. Заключение по результатам промышленных испытаний муллитокорундовых безобжиговых стопорных трубок марки МКСБ-74 в наборке фурм для продувки металла аргоном на УДМ "Азовсталь". 

        Авторы:

        д.т.н. Чеченев В.А.

        инженер Мельник А.В.

        инженер Авраменко В.И.

        инженер Черняк Р.М.