Preview

Вестник Сибирского государственного индустриального университета

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ НА СТОЙКОСТЬ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2025-2(52)-52-61

Аннотация

Одним из направлений повышения эффективности сталеплавильного производства является увеличение срока службы огнеупорной футеровки. Стойкость футеровки определяется составом и свойствами огнеупоров, условиями ее выполнения и последующей эксплуатацией. Изучено влияние параметров выплавки стали на стойкость огнеупорной футеровки гибких модульных печей (ГМП), эксплуатируемых в условиях электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) АО «Уральская Сталь» с 2019 г. Особенностью ГМП является возможность работы как в режиме дуговой сталеплавильной печи (ДСП), так и в режиме без использования электрической энергии, то есть по технологии конвертерной плавки с повышенной долей чугуна. Стойкость футеровки ГМП за исследуемые кампании изменялась в широких пределах от 270 до 450 плавок при среднем значении в 328 плавок. Приведены результаты исследования влияния основных технологических параметров выплавки стали в гибкой модульной печи на стойкость футеровки стен и подины. Показано, что основными технологическими факторами, определяющими стойкость футеровки и длительность кампании ГМП, являются продолжительность простоев (межплавочных периодов), окисленность шлака и содержание в нем оксида MgO. Получены количественные зависимости влияния исследуемых технологических параметров плавки на стойкость огнеупорной футеровки. Разработаны технологические рекомендации, позволяющие продлить срок службы огнеупорной футеровки: снижение продолжительность межплавочных периодов, уменьшение переокисления металла и шлака в результате остановки продувки при заданном содержании углерода (в соответствии с выплавляемой маркой стали), повышение содержания оксида MgO в шлаке до 8 ‒ 10 %. Выполнение технологических рекомендаций позволит увеличить стойкость огнеупорной футеровки минимум на 25 % с соответствующим снижением расходов на огнеупоры и ремонты.

Об авторах

Евгений Вячеславович Женин
Новотроицкий филиал НИТУ «МИСИС»
Россия

к.т.н., доцент кафедры металлургических технологий и оборудования



Алексей Николаевич Шаповалов
Новотроицкий филиал НИТУ «МИСИС»

к.т.н., доцент кафедры металлургических технологий и оборудования



Список литературы

1. Briggs J. The Refractories Industry – A Re-view. Materials Technology. 2005;20(4):225–232. https://doi.org/10.1080/10667857.2005.11753145

2. Вислогузова Э.А., Кащеев И.Д., Земляной К.Г. Анализ влияния качества периклазоуглеродистых огнеупоров на стойкость футеровки конвертеров. Новые огнеупоры. 2013;3:127–133. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2013-3-127-133

3. Серова Л.В., Чудинова Е.В., Хороших М.А. Разработка критериев оценки качества пе-риклазоуглеродистых огнеупоров и их вли-яние на повышение стойкости футеровок конвертеров. Черные металлы. 2015;5(1001):21–23.

4. Roy I., Halder D., Mishra B. Development of Improved Quality Magnesia Carbon Brick by Incorporation of Industrial Grade Functional-ised Multi-Walled Carbon Nanotube. Inter-ceram – International Ceramic Review. 2017;66:58–62. https://doi.org/10.1007/BF03401231

5. Манашев И.Р. Возможности повышения стойкости футеровок металлургических аг-регатов путем применения в производстве огнеупоров новых композиционных СВС-материалов. Теория и технология металлур-гического производства. 2022;2(41):4–11.

6. Шевченко Е.А., Шаповалов А.Н., Дёма Р.Р., Колдин А.В. Влияние технологических па-раметров плавки на стойкость футеровки дуговой сталеплавильной печи в условиях АО «Уральская Сталь». Новые огнеупоры. 2019;7:3–7. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-3-7

7. Sadri A., Cornett H., Mosnier M., Ying W.L., Ferrer B. Furnace Refractory Lining Barrier Monitoring Tools and Techniques. In: Metal-lurgy and Materials Society of CIM (eds) Proceedings of the 63rd Conference of Metallurgists, COM 2024. Springer, Cham. 2025:793–802. https://doi.org/10.1007/978-3-031-67398-6_135

8. Nath D., Maji S., Singh A.K. Modeling of Arcing, Scrap Melting, and Temperature Evo-lution in the Refractory of a Lab-Scale Direct Current-Electric Arc Furnace. Steel research international. 2025;2300696.

9. https://doi.org/10.1002/srin.202300696

10. Кузнецов М.С., Гареев Р.Р., Михеев А.Е. Пути повышения стойкости футеровки ра-бочего слоя металлургических агрегатов электросталеплавильного производства АО «Уральская Сталь». Теория и технология металлургического производства. 2021;2(37):7–10.

11. Искаков И.Ф., Валиахметов А.Х., Кузнецов М.С., Проскуровский Д.А., Шепелев Д.А. Осо-бенности технологии выплавки стали в 120-тонных гибких модульных печах АО «Уральская Сталь». Теория и технология металлургического производства. 2021;2(37):19–23.

12. Бигеев A.M., Бигеев В.А. Металлургия ста-ли. Теория и технология плавки стали. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова. 2000:544.

13. Кудрин В.А. Теория и технология произ-водства стали. Москва: Мир; ООО «Изда-тельство АСТ». 2003:528.

14. Гудим Ю.А., Зинуров И.Ю., Киселев А.Д. Производство стали в дуговых печах. Кон-струкции, технология, материалы. Новоси-бирск: Изд-во НГТУ, 2010:547.

15. Dai Y., Li J., Yan W. and Shi C. Corrosion mechanism and protection of BOF refractory for high silicon hot metal steelmaking pro-cess. Journal of Materials Research and Tech-nology. 2020;9(3):4292–4308.

16. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.02.055

17. Shapovalov A.N., Dema R.R., Nefed'ev S.P. Improving the Efficiency of Steel De-Oxidation at the Ural Steel. Materials Science Forum. 2020;989:400–405.

18. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.989.400

19. Шаповалов А.Н., Голубцов В.А., Бакин И.В., Рябчиков И.В. Применение комплексных модификаторов для снижения загрязненно-сти стали коррозионно-активными неметал-лическими включениями. Черные металлы. 2020;6(1062):4–10.

20. Куницын Г.А., Кузнецов М.С., Шаповалов А.Н., Бакин И.В. Применение комплексных мо-дификаторов при производстве стали с по-вышенными требованиями по неметалли-ческим включениям. Черные металлы. 2022;5(1085):9–15. https://doi.org/10.17580/chm.2022.05.02

21. Кащеев И.Д. Рабочие свойства и примене-ние огнеупоров в промышленных печах. Новые огнеупоры. 2008;2:3–5.

22. Schacht C. ed. Refractory Linings: Thermome-chanical Design and Applications: CRC Press, Boca Raton. 2019:504.

23. https://doi.org/10.1201/9780203741078

24. Oliveira R.L.G., Rodrigues J.P.C., Pereira J.M., Lou-renço P.B., Marschall H.U. Thermomechani-cal behaviour of refractory dry-stacked mason-ry walls under uniaxial compression, Engi-neering Structures. 2021;240:112361. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112361

25. Григорьев А.С., Данильченко С.В., Заболот-ский А.В., Мигашкин А.О., Турчин М.Ю., Хадыев В.Т. Особенности разрушения фу-теровки в оборудовании разного размера. Новые огнеупоры. 2022;1(12):3–11.

26. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-12-3-11

27. Lee W.E., Zhang S. Melt corrosion of oxide and oxide–carbon refractories. International Materials Reviews. 1999;44(3):77–104. https://doi.org/10.1179/095066099101528234

28. Qin J., Qi, J. L. Analysis on the Refractory Erosion of the Electric Arc Furnace and Study on the Measures of Protecting the Furnace Lining. Advanced Materials Research. Trans Tech Publications Ltd. 2012; 602–604:2082–2086. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.602-604.2082

29. Biswas S., Sarkar D. Refractory Practice in Electric Arc Furnace. In: Introduction to Re-fractories for Iron- and Steelmaking. Springer, Cham.2020:249–267. https://doi.org/10.1007/978-3-030-43807-4_5

30. Pang Z., Zuo H. Corrosion Behavior of MgO ‒ C Refractory in the Electric Arc Furnace that Entirely Uses Direct Reduced Iron as Raw Ma-terials. In: Advances in Pyrometallurgy (TMS 2024). The Minerals, Metals & Materials Se-ries. Springer, Cham. 2024.157–170. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50176-0_12

31. Кушнарёв А.В., Вислогузова Э.А., Устенко А.С., Ремиго С.А. Опыт использования MgO-содержащих материалов для повышения стойкости футеровок конвертеров. Новые огнеупоры. 2007;4:3–5.

32. Шевченко Е.А., Шаповалов А.Н., Братков-ский Е.В. Повышение стойкости футеровки дуговых сталеплавильных печей путем со-вершенствования шлакового режима с при-менением магнийсодержащих материалов. Черные металлы. 2018;9:16–21.

33. Бабенко А.А., Смирнов Л.А., Протопопов Е.В., Михайлова Л.Ю. Теоретические основы и технология выплавки стального полупро-дукта в конвертерах и ДСП под магнезиаль-ными шлаками. Известия вузов. Черная Металлургия. 2020;63(7):491–498.

34. Кащеев И.Д., Терентьев Е.А., Демидов К.Н., Борисова Т.В., Марясев И.Г. Свойства и структура магнезиальных модификаторов конвертерных шлаков. Новые огнеупоры. 2007;2:27–32.

35. Сметанников А.В., Шуклин А.В., Захарова Т.П., Фейлер С.В., Неунывахина Д.Т. Примене-ние перспективных флюсообразующих ма-териалов для повышения стойкости футе-ровки дуговой сталеплавильной печи. Сталь. 2019;7:28–30.


Рецензия

Для цитирования:


Женин Е.В., Шаповалов А.Н. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ НА СТОЙКОСТЬ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2025;(2):52-61. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2025-2(52)-52-61

For citation:


Zhenin E., Shapovalov A. INFLUENCE OF STEELMAKING PARAMETERS ON THE REFRACTORY LINING LIFE. Bulletin of the Siberian State Industrial University. 2025;(2):52-61. (In Russ.) https://doi.org/10.57070/2304-4497-2025-2(52)-52-61

Просмотров: 9


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2304 - 4497 (Print)
ISSN 2307-1710 (Online)