Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время футеровка кислородных конвертеров выполняется из основных огнеупоров на основе доломита и магнезита с использованием смоляноіі или пековых связок.
Ведущими зарубежными фирмами разработаны и с успехом применяются новые огнеупорные материалы - периклазоуглеродистые изделия состава MgO-C, обладающие высокой термической стойкостью и шлакоустойчивостью, что обеспечивает им повышенную износоустойчивость в 1,5-4 раза в футеровках сталеплавильных агрегатов.
В нашей стране в настоящее время производство периклазоуглеродистых изделий отсутствует.
В связи с изложенным, разработка унерго- и ресурсосберегающей технологии производства периклазоуглеродистых изделий с высокими физико-техническими свойствами является актуальной к носит важное народнохозяйственное значение.
Работа выполнена в соответствии с приказом Минмета СССР №445 от 25.04.80г.; целевой научно-технической программой "Металл" (приказ МинВУЗа СССР №452 от .) и Постановлением Государственного комитета СССР по науке и технике от 28.07.87г. №265, 0.36.02.
Цель работы. Разработка технологии производства износоустойчивых периклазоуглеродистых изделий из недефицитных материалов для футеровки кислородных конвертеров.
Научная новизна работы. Выявлены закономерности формирования структуры периклазоуглеродистых композиций с графитовой спелью при термической обработке.
Установлено, что металлическое железо является антиоксидантом комплексного действия; замедляет окисление графита до Ю00С и интенсифицирует формирование периклазокерамической структуры после выгорания графита.
Обнаружена и изучена парофазная Перекристаллизация оксида магния в периклазоутлеродистых изделиях градиентного и изотермического типов.
Разработаны составы масс и способ производства периклазоутлеродистых изделий на графитовой спели, защищенные авторским свидетельством №1335552.
Практическая ценность работы. На основании выполненных исследований разработана ресурсосберегающая технология производства периклазоутлеродистых изделий с высокими физико-техническими свойствами, одновременно повышенной шлакоустойчивостью к металлическим и шлаковым расплавам основного типа.
Разработанная технология новых огнеупорных материалов MgO-C предполагает использование отходов металлургической промышленности -графитовой спели - углеродсодержашего материала с антиоксидантными свойствами.
Разработанные периклазоуглеродистые огнеупоры показали в футеровке 130т конвертера Челябинского металлургического комбината увеличение стойкости на 25-30% по сравнению со смолодоломитовыми изделиями.
Ожидаемый годовой экономический эффект от применения периклазо-углеродистых огнеупоров в кислородных конвертерах составляет 209,82 тыс.руб (в ценах 1988 года).
Ожидаемое сокращение расхода огнеупоров на 1т выплавляемой стали по новой технологии составляет 0,6 кг.
На зашиту выносятся следующие положения:
закономерности влияния вещественного состава композиции MgO-C на физико-технические свойства периклазоутлеродистых изделий;
механизм парофазной перекристаллизации периклаза в различном виде - при наличии градиента температуры и парциального давления кислорода в виде плотного слоя, а при его отсутствии - в виде нитевидных и дендритных кристаллов;
- э -
технология производства огнеупоров периклазоуглеродистого состава на основе графитовой спели пли ее смеси с природным графитом (1:1), спеченного периклазоизвесткового порошка и углеродсодержашего связующего;
механизм формирования плотной структуры пернклазоуглеродпстых огнеупоров;
механизм износа изделий MgO-C в кислородном конвертере в процессе службы.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции "Физико-химические аспекты прочности жаростойких неорганических материалов" (г.Запорожье, 1986г.); Всесоюзном научно-техническом совещании "Повышение качества и совершенствование структуры производства огнеупоров" (г.Запорожье, 1986г.); Всесоюзном научно-техническом совещании "Вторичные ресурсы - резерв экономики и улучшения окружающей среды" (г.Сумы. 1987г.); VII Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика кислородно-конвертерных процессов" (г.Днепропетровск, 1987г.).
Результаты работы доложены на научно-технических семинарах Восточного института огнеупоров, Челябинского металлургического комбината, кафедры химической технологии керамики и стекла Киевского политехнического института.
Публикации. Основное содержание диссертации отображено в 12 научных публикациях, в том числе 6 статей и авторское свидетельство № 1335552.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы (134 наименования) и 2-х приложений. Изложена на 159 страницах машинописного текста в том числе 27 таблиц, 30 рисунков, приложения на 20 страницах.
