Химия и химическая технология

УДК 666.762.11 (088,8)

К.т.н. Шевцов Р.Н.*, Рябов И.Д.*,

Третьякова Ю.Ю.**, к.т.н. Пилипчатин Л.Д.**

* ОАО «Великоанадольский огнеупорный комбинат»

** Национальная металлургическая академия Украины

Влияние кианита на свойства высокоглиноземистых набивных масс

В настоящее время необходимо учитывать, что для получения высококачественной стали, следует использовать высокоэффективные огнеупоры. Поэтому надо правильно подбирать и применять огнеупоры. Поскольку к качеству стали предъявляются все более высокие требования, технологии ее производства необходимо постоянно улучшать. При этом условия службы футеровки становятся более жесткими. По мере внедрения новых технологий рафинирования стали: вакуумирования для удаления водорода, рафинирование в ковшевой печи, обесфосфаривание – предъявляются все более высокие требования к качеству огнеупоров.

Для футеровки ковшей широко используют набивные массы на основе боксита с добавлением глинистого компонента. Существенным недостатком данных масс является их усадка при высоких температурах, вследствие чего происходит растрескивание футеровки и ее стойкость существенно падает. Стойкость данных футеровок из набивных масс составляет около 40 – 42 плавок. С целью устранения этого недостатка и увеличения стойкости, были проведены исследования, а именно: в состав масс был добавлен компонент, дающий при высоких температурах увеличение в объеме. В качестве такого компонента использовали кианит.

Кианит – уникальный алюмосиликатный минерал. Это ценная добавка для производства неформованных огнеупоров из-за высокого содержания глинозема, низкого коэффициента линейного термического расширения, хорошей термостойкости, формы частиц в виде удлиненных пластин и большого необратимого расширения. После обжига кианит переходит в муллит при этом повышаются прочностные свойства и термостойкость изделий. Обладает лучшими свойствами по сравнению с глинами.

Данный этап исследований посвящен влиянию кианита на следующие свойства масс: линейное расширение / усадка (∆l _общ, %), открытая пористость (П _отк, %) кажущаяся плотность (ρ_каж, г/см³) и предел прочности при сжатии (σ_сж, МПа) – после термообработки при 1560, 1600 и 1640°С. В ходе исследований кианит вводился в шихту в количестве 4, 8, 12 и 16% вместо боксита. Масса увлажнялась и перемешивалась, после чего прессовались образцы при давлении 30МПа высотой 50мм и диаметром 36мм. Далее проводилась термообработка образцов и последующие исследования указанных свойств.

Результаты исследований приведены в таблице и на рисунке.

Таблица – Результаты исследований

Содержание кианита, %	П отк, %			ρкаж, г/см^3			σсж, МПа
	Температура термообработки, °С
	1560	1600	1640	1560	1600	1640	1560	1600	1640
0	26,9	23,4	22,5	2,52	2,62	2,64	13,5	18,5	21,3
4	25,3	24,4	23,1	2,53	2,56	2,59	20,9	21,1	25,0
8	25,0	24,7	24,2	2,52	2,53	2,53	23,8	22,3	31,1
12	25,0	25,5	25,1	2,51	2,48	2,48	29,3	23,7	32,4
16	26,2	26,0	26,2	2,45	2,45	2,43	32,4	28,2	35,0

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Линейное расширение прямопропорционально зависит от количества вводимого кианита независимо от температуры обжига образцов;

Рисунок – Зависимость линейного расширения от температуры термообработки и количества вводимого кианита:

1 – масса без добавки; 2 – масса с добавкой кианита 4%;

3 – масса с добавкой кианита 8%; 4 – масса с добавкой кианита 12%;

5 – масса с добавкой кианита 16%.

2. С повышением температуры термообработки от 1560 до 1640°С линейное расширение образцов понижается у масс без добавки и с добавкой кианита 4%; массы с 8, 12 и 16% кианита с повышением температуры до 1600°С дают большие значения линейного расширения чем при 1560°С, дальнейшее повышение температуры до 1640°С приводит к незначительному уменьшению линейного расширения;

3. Введение 4% кианита в массы, термообработанные при 1560°С,положительно сказывается на основных свойствах образцов;

4. Введение кианита до 16% в массы независимо от температуры термообработки, повышает предел прочности при сжатии, причем, чем выше температура термообработки, тем выше значения данного показателя;

5. Оптимальное значение роста образцов наблюдается при введении 4% кианита.