DOI: 10.52150/2522-9117-2022-36-226-239

Молчанов Лавр Сергійович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-6139-5956

Голуб Тетяна Сергіївна, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-9269-2953. E-mail: dove@email.ua

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗМІНИ СТРУКТУРНОГО ТА ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ПЕРИКЛАЗОВУГЛЕЦЕВИХ ВОГНЕТРИВІВ У ПРОЦЕСІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ У СКЛАДІ ФУТЕРІВКИ КИСНЕВИХ КОНВЕРТОРІВ

Анотація. У проведеній роботі було виконано дослідження змін у футеровці кисневого конвертера ємністю 50-т для розширення уявлень про вплив технологічних чинників на макрокартину руйнування футеровки. Термодинамічним аналізом підтверджено факт найбільшого впливу на компоненти футеровки оксидів заліза, особливо у сполуці з кремнієм, що має досить низьку температуру плавлення (1200 ^оС), що при умовах підвищеної температури розплаву зумовлює розчинення та розтріскування робочого шару вогнетриву. У зоні верхнього конуса встановлено значний вплив реакцій окислення магнію, що пов’язано з високою його спорідненістю з киснем. Для зони металевої ванни значний внесок у руйнування вогнетривів здійснюють реакції окислення магнію та алюмінію (як антиоксидантів у вогнетривах) й їх взаємодії з сіркою, що пов’язано з найбільшою спорідненістю цих елементів з киснем та їхньою високою активністю. У шлаковій зоні – реакції вуглецевмісної зв’язки вогнетриву з монооксидом заліза, оксиду магнію з магнетитом та взаємодії фаяліту з вуглецем та оксидом магнію. Підтвердженням встановлених закономірностей слугували результати рентгенофлюорисцентного аналізу зразків вогнетривкого матеріалу до та після експлуатації, що свідчать про руйнування вогнетривких виробів під час протікання кисневого конвертування внаслідок просочення компонентів шлакового розплаву у об’єм вогнетриву, а саме за рахунок взаємодії оксидів заліза та марганцю з вуглецьвмісною зв’язкою в умовах підвищених температур у обсязі агрегату.

Ключові слова: кисневий конвертер, периклазовуглецевий вогнетрив, робочі зони конвертера, макроструктурний аналіз, термодинамічний аналіз перебігу реакцій, рентгенофлюорисцентний аналіз вогнетривів

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-226-239

Посилання для цитування: Молчанов Л. С., Голуб Т. С. Дослідження зміни структурного та хімічного складу периклазовуглецевих вогнетривів у процесі експлуатації у складі футерівки кисневих конверторів. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2022. Вип. 36. С. 226-239. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-226-239

Перелік посилань

1. Смирнов А. Н. Перспективы развития рынка огнеупоров для сталеплавильного комплекса Украины. Металл и литье Украины. №11. С. 3-7
2. Суворов С. А., Козлов В. В. Эксплуатация футеровок и конструкций, выполненных из огнеупорных материалов. Санкт-Петербург: СПбГТИ(ТУ), 2011. 147 с.
3. Kiyoto Kasai Recent advances in refractories technology for steelmaking. Nipponsteel technical report no. 61, April, 1994. P. 83-88.
4. Martino M., Fenu M., Anfosso A. Refractory Lining for Oxygen Converters: Recent Experiences in this Field. Proceedings of 5-th European Steelmaking Conference, 26-28 June, 2006, Aachen, Germany. Dusseldorf: Steel Institute VDEh. 2006, P. 229-233.
5. Износ периклазоуглеродистых огнеупоров в конвертере при изменении типа антиоксидантов / С. Б. Бойченко, Д. П. Васильев,. Б. М. Бойченко, Л. С. Молчанов // Бюллетень Черная металургия. 2016. № 5. С. 57-60
6. Топографирование поверхности футеровки конвертера/ Е. Н. Сигарев, Н. К. Сигарев, Д. А. Семенова, Ю. В. Байдуж // Збірник наукових праць Дніпродзержинського державного технічного університету. Технічні науки. 2015. Вип. 1. С. 10-19
7. О механизме износа периклазоуглеродистых огнеупоров в конвертере/ В. И. Пищида, Б. М. Бойченко, А. Г. Величко, М. С. Тарнавский// Металлургическая и горноруднаяпромышленность. 2003. №8. С. 98 – 101.
8. Sinelnikov V. O., Kalisz D. Influence the FeO content on slag viscosity at his spraying. Increase the life of the refractory lining. 2016. Vol. 73. № 3-4. P. 144‒148.
9. Зражевский А. Д., Альперович Я. Л., Егоров Ю. Г., Охотский В. Б. Анализ причин износа футеровки конвертера. Металлургическая и горнорудная промышленность. 1996. № 4. С. 16-18
10. Dissolution behaviour of MgO based refractorie sinсе CaO–Al₂O₃–SiO₂ slag / Fuxiang Huang, Liu Chunyang, Nobuhiro Maruoka, S.-Y. Kitamura // Ironmaking&Steelmaking. 2015. 42 (7). Р. 553-560.
11. Suvorov S. A., Kozlov V. V. Experimental Measurement of the Solubility of MgО in Metallurgical Slags to Control the Slag-Induced Corrosion of Periclase-Carbon Refractories. Refractories and Industrial Ceramics. 2014. Vol. 55 (2). Р. 114-116.
12. Influence of CaF₂ in calciumaluminate-based slag on the degradation of magnesia refractory/ Han Jin Sung, Kang Jingyu, Shin Jaehong, Chung Yongsug, Park Joo Hyun // Ceramics International. Vol. 44 (11). P.13197-13204.
13. Han Jin Sung, Chung Yongsug, Park Joo Hyun. Influence of exposure temperature on degradation of magnesia refractory by steel refining slags. Metals and Materials International. 2019. Vol. 25 (5). Р.1360-1365.
14. High temperature corrosion of ceramics and refractory materials in book: K.G. Nickel, Peter Quirmbach, J. Pötschke Shreir´s Corrosion 4^th Edition, Elsevier Science, 2009. P.668-690.
15. Lee Juhun, Myung Jaewoo, Chung Yongsug. Degradation kinetics of MgO-C refractory at high temperature. Metallurgical and materials transactions B. 2021. Vol. 52 (3). P. 1179-1185.
16. Владимиров Л. П. Термодинамические расчеты равновесии металлургических реакций. М. : Металлургия, 1970. 528 с.