Доклад: Основні напрямки покращення якості периклазовуглецевих вогнетривів для кисневих конверторів
· добавок високотемпературного і низькотемпературного спікання;
· гарячого пресування брикетів з наступним подрібненням до отримання зернистого матеріалу.
Фактично процес змішування в технології периклазовуглецевих вогнетривів є ключовою технологічною операцією, яка визначає в кінцевому підсумку терміни експлуатації виробів. Так як змішувачі, які використовувалися раніше (бігуни, відцентрові змішувачі) не задовольняли вимогам технології якісних вогнетривів, тому в останні роки намітилась тенденція використання новаційних планетарних змішувавальних механізмів з обертаючимися 1 – 2 мішалками (зірочками), з нерухомими або обертаючимися скребками, які розташованими по внутрішній стінці змішувача, з котками різної маси і регульованою висотою розташування. Але розвиток змішувальних пристроїв не стоїть на місці і завдяки таким прогресивним фірмам як „Айріх” та „Лайс” був зроблений значний крок в покращенні планетарних змішувачів і розробки нових. Так фірма „Айріх” виготовляє планетарні змішувачі з чашею, механізмами завихрюваннями і зіркоподібними мішалками, які обертаються, і забезпечують інтенсивне перемішування компонентів суміші. Сучасні змішувачі з механізмами завихрювання не мають котків, завдяки цьому підвищується корисна місткість змішувача. Випускаються змішувачі „Айріх” з різними новаторствами: з підігрівом і охолодженням, з перемішуванням у вакуумі, в інертному середовищі і різною їх комбінацією.
Розробка, удосконалення і створення змішувачів нового покоління сприяє розширенню технологічних можливостей машин і асортименту приготування маси.
Для пресування периклазовуглецевих мас використовуються гідростатичні, фрикційні, ізостатичні та інші преса. Найкращі за можливостями преса фірми „Лайс”, використання їх в виробництві дозволяє покращити якість готових виробів. Застосування їх дозволяє обирати оптимальний режим пресування, регулювати пресове зусилля, швидкість пресування на різних етапах. Мають автоматичну систему регулювання товщини сирцю з допусками ± 0,1 мм.
З метою виключення додаткового подрібнення графіту при пресуванні, що призводить до інтенсифікації процесів його вигорання, маси пресують з використанням багатоступінчатого пресування. Відмінністю даного пресування є повільна швидкість наростання тиску на першій стадії і повним зняттям зусилля пресування після досягнення заданого тиску (на першій стадії).
Перспективним при пресуванні периклазовуглецевих мас вважається формувальний комплекс, в якому маса, що пресується, попередньо повільно придавлюється, а потім пресується. Величину пресового зусилля встановлюють дослідним шляхом, виходячи з того що щільність сформованого сирцю повинна бути ≥2,85 – 2,95 г/см3 . Як правило, зазначена щільність виробів досягається при тисках пресування в межах 100 - 150 Н/мм2 . Збільшення тиску пресування до 200 Н/мм2 при відсутності перепресовок підвищує щільність сформованого сирцю до 3,0 – 3,1 г/см3 , тобто йде зменшення пористості і підвищення щільності структури виробу.
Однак підвищення щільності, яке досягається пресуванням, потребує в сотні разів менше енергетичних витрат, ніж аналогічний ефект, який досягається при спіканні. Тому безвипальна технологія, яка використовується для виробництва вогнетривів представлених в даному дипломному проекті є енергозберігаючою, що є значною перевагою її над випальною.
Для отримання якісних щільних вогнетривких виробів, які працюють в жорстких умовах, необхідно використовувати плавлені периклазові порошки. Перевагою плавлених порошків над спеченими є низька пористість самих зерен плавленого периклаза, висока щільність. Вироби мають підвищену стійкість до відновлення вуглецю до газоподібного стану. Недоліком є дорожнеча даної сировини в порівнянні з спеченими і тому введуться дослідження над підвищенням щільності і якості спечених порошків. Перспективним є використання порошку, що пройшов двостадійний випал, бо він забезпечує отримання більш чистої і щільної сировини.
Ущільнення структури вогнетривів також досягається за рахунок введення добавок, які або продукти яких, при підвищених температурах розширюються, спікаються і роблять структуру щільною.
До низькотемпературних добавок відносять B2 O3 , H3 PO4 , Na2 O∙B2 O3 ∙H2 O, Na2 O∙SiO2 ∙H2 O в кількості від 1 до 30 %. Ці добавки працюють в інтервалі 500 – 1000 С°.
До високотемпературних добавок відносять порошки металічного Si, Al, Cr, Mg, Fe, SiC. При їх додаванні утворюються продукти з більшим об’ємом, які заповнюють пустоти і пори, зменшуючи при цьому пористість і газопроникність. Працюють при температурах вище 1000 С°(до 1000 С° не діють).
Щільні і міцні вироби отримують на основі MgO – C методом гарячого пресування брикетів з подальшим їх подрібненням до отримання зернистого матеріалу. При використанні цієї технології досягається рівномірний розподіл вуглецю.
Стійкість футеровки пов’язана не тільки з технологічними параметрами отримання вогнетривів, а й з умовами експлуатації. Використання та удосконалення методів торкретування, регулювання складу шлаку, точний контроль розгару футеровки, захист від змочування шлаком і металом, дозволило значно підвищити стійкість вогнетривів для кисневих конверторів. Перспективним методом підвищення стійкості також є використання пневматичного спінювання шлаку азотом. Продування азотом під високим тиском спінює шлак і розбризкує його на вогнетривку футеровку. По суті шлак захищає футеровку від зношення.
Торкретування є одиним із методів захисту футеровки з метою максимального її використання. Раніш всю футеровку конвертора торкретували однією масою, зараз використовують різні торкрет-маси в залежності від зони нанесення і необхідного терміну служби.
Отже, об’єднання всіх засобів захисту футеровки під час служби, а також удосконалення параметрів виробництва значно підвищують експлуатаційну стійкість периклазовуглецевих вогнетривів для кисневих конверторів.