Влияние качества огнеупорных материалов на производительность металлургических агрегатов

В современных металлургических печах процесс плавки ведется при высоких температурах. Поэтому внутреннюю облицовку (футеровку) печей и ковшей для разлива жидкого металла делают из огнеупорного материала. Огнеупорные материалы делают в виде кирпичей и порошков.По химическому составу огнеупорные материалы подразделяются на кислые, основные и нейтральные. Материалы, содержащие большое количество кремнезема SiO2, называются кислыми (динасовый кирпич). Огнеупорность – до 1700°C. Его применяют для кладки кислых печей.Материалы, содержащие основные окислы CaO (38-54%) и MgO (32-50%) называются основными (доломитовый кирпич). Огнеупорность – до 2000°C. Используют для футеровки кислородных конверторов.Материалы, содержащие 50-60% SiO2 и 30-42% Al2O3 называются нейтральными (шамотный кирпич). Огнеупорность – до1750°C, применяют для футеровки доменных печей, воздухонагревателей и ковшей.Углеродистые огнеупорные материалы (графит, кокс, антрацит), огнеупорность более 2000°C. Применяют для кладки лещади доменных печей, электролизных ванн для получения алюминия, тиглей для плавки медных сплавов, изготовления графитовых электродов для дуговых электропечей.

Интенсификация всех процессов, протекающих при высоких температурах, требует повышения рабочих свойств огнеупорных изделий. Металлургическое производство потребляет основное количество огнеупоров (60-70%). Огнеупорные материалы широко используют также в стекольной и цементной промышленностях, в областях новой техники – атомной и ракетостроении. Развитие новых способов получения электрической энергии в магнитных гидродинамических генераторах в значительной степени также определяется свойствами используемых огнеупоров. Таким образом, наличие развитой огнеупорной промышленности в стране характеризует степень ее индустриализации.

В последние годы в нашей стране ведется строительство электросталеплавильных 200-т печей. Наряду с конверторным и мартеновским все большее применение находит кислород и в электросталеплавительном производстве. При этом предусматриваются установка автоматизированных фурм, применение газокислородных горелок и вдувание порошкообразных материалов.

Во всех случаях увеличение интенсивности продувки кислородом сталеплавильной ванны сопровождается повышением расхода чугуна и металлического лома, снижением выхода годной стали, увеличением количества шлака. В связи с этим весьма важно уменьшение потерь металла со шлаком. Повышенное содержание его в шлаках вызывает не только снижение эффективности плавки, но и значительные затруднения как при переработке шлаков, так и при использовании их в сельском хозяйстве и строительной индустрии.

На работу и технико-экономические показатели сталеплавильных агрегатов, а также на выход шлака и его состав существенное влияние оказывает подготовка металлического лома к плавке. Получают дальнейшее развитие такие направления, как применение высококачественных шихтовых и добавочных материалов, а также внепечная обработка стали синтетическими шлаками и вакуумом.

Качество применяемых в промышленности огнеупоров влияет на производительность агрегатов, на качество готовой продукции и на стоимость единицы продукции. В производстве при применении огнеупоров главной задачей является соответствие их свойств условиям службы при обязательном требовании, чтобы их стоимость была экономически приемлемой.

Качество огнеупоров определяет не только производительность сталеплавильных агрегатов, но и количество шлака. Например, в кислородных конверторах для обеспечения продолжительности работы футеровки сталеварение приходится вести на более основных шлаках.

С развитием энергетики страны растет температурный потенциал процессов. Применение природного газа и обогащение дутья кислородом обеспечивают получение температур более 2000 ºС, в дуговых печах температура достигает 3000 ºС. поэтому параллельно с развитием энергетики идет и развитие технологии производства огнеупорных материалов.