СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ ФУТЕРОВОК РАЗЛИВОЧНЫХ КОВШЕЙ ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Определены факторы, влияющие на срок службы футеровки разливочных ковшей. Исследованы способы повышения стойкости футеровки разливочных ковшей ферросплавного производства. Приведены несколько составов для защиты футеровки от контакта жидкого металла и шлака. Просушивание после ремонта (изготовления) футеровки разливочных ковшей в специальной сушильной камере, в которой теплогенерация реализуется посредством сжигания дизельного топлива, приводит к тому, что около 80 % тепла выбрасывается в атмосферу и не полностью удаляется влага из огнеупоров. Указаны основные данные по влиянию разогрева футеровки ковшей ферросплавного производства на ее срок службы и безопасность процесса разливки расплава металла. Рассмотрены различные конструкции стендов сушки и разогрева разливочных ковшей, выполнено их сравнение. Выбор конструкции стенда зависит от конкретных условий производства, включая доступность ресурсов, емкость и габариты ковшей, требования безопасности и экологические нормы. Нанесение защитных покрытий на огнеупорную футеровку и использование конструкции электрического или плазменного стендов для сушки и разогрева разливочных ковшей являются наиболее современными решениями, позволяющими снизить затраты производства, обеспечить оптимальную механизацию и автоматизацию технологического процесса при соблюдении установленных требований промышленной безопасности с минимальным воздействием на окружающую среду.

1. Никифоров А.С., Кинжибекова А.К., При-ходько Е.В., Арипова Н.М., Карманов А.Е. Анализ работы футеровок разливочных ковшей. Вестник Торайгыров университета. 2022;3:142–153.

2. https://doi.org/10.48081/RPOK3424

3. Scheunis L., Fallah-Mehrjardi A., Campforts M., Jones P.T., Blanpain B., Malfliet A., Jak E. The effect of a temperature gradient on the phase formation inside a magnesia–chromite refractory in contact with a non-ferrous PbO–SiO2–MgO slag. Journal of the european ceramic society. 2015;35(10):2933–2942.

4. Yuxiang Dai, Jing Li, Wei Yan, Chengbin Shi. Corrosion mechanism and protection of BOF refractory for high silicon hot metal steelmaking process. Journal of Materials Research and Technology. 2020;9(3):4292–4308.

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

6. Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров. Москва: Теплотехник, 2004:352.

7. Улмаганбетов Н.А., Алмагамбетов М.С., Заякин О.В., Досекенов М.С. Оптимизация стойкости футеровки разливочных ковшей ферросплавного производства. Наука и техника Казахстана. 2023;(3):152–161. https://doi.org/10.48081/RXHH7263

8. Volkova O., Janke D. Modelling of Temperature Distribution in Refractory Ladle Lining for Steelmaking. ISIJ International. 200;43(8): 1185–1190.

9. Gupta N, Chandra S. Temperature Prediction Model for Controlling Casting Superheat Temperature. ISIJ International. 2004;44(9):1517–1526.

10. Guen L.Le, Huchet F. Thermal imaging as a tool for process modelling: application to a flight rotary kiln. Quantitative InfraRed Thermography Journal. 2020;17(2):79–95.

11. https://doi.org/10.1080/17686733.2019.1611222

12. Lee Rippon, Barry Hirtz, Carl Sheehan, Travis Reinheimer, Philip Loewen, Bhushan Gopalun. Visualization of multiscale ring formation in a rotary kiln. Nordic Pulp & Paper Research Journal. 2021;36(4):549–558.

13. https://doi.org/10.1515/npprj-2021-0048

14. Lin C., Yi Z., Jiang Z. An alumina rotary kiln monitoring system based on flame image processing. Transactions of the Institute of Measurement and Contro. 2019;41(10):2764–2771. https://doi.org/10.1177/0142331218810085

15. Michael Hampel. Beitrag zur Eigenschafts-bewertung von feuerfesten Magnesiakohlen-stofferzeugnissen: Dissertation. Technische Universität Bergakademie Freiberg. Freiberg, 2010:226.

16. Andreev K., Luchini B., Rodrigues M.J., Alves J.L. Role of fatigue in damage development of refractories under thermal shock loads of different intensity. Ceram. INT. 2020;(46):20707–20716. https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2020.04.235

17. Prikhod’ko E.V. Аnalysis of methods for heating the lining of high-temperature units. Refractories and industrial ceramics. 2021;62(4):463–466. https://doi.org/10.1007/S11148-021-00625-1

18. Запольский А.С. Выявление утечек воды в системе охлаждения открытых ферросплавных печей. В кн.: Инновационный конвент "Кузбасс: образование, наука, инновации". Материалы XII Инновационного конвента. Кемерово: изд. КемГУ, 2024:599–601.

19. Правила безопасности процессов по-лучения или применения металлов (утв. приказом Ростехнадзора от 09.12.2020 г. № 512). Официальный интернет-портал правовой информации. URL: http://pravo.gov.ru (дата обращения 24.11.2024 г.).

20. Fomenko S.M., Akishev A., Tolendiuly S. Thermal flows influence on the change of temperature stresses in surface and inner layers of refractories. Materials Today: Proceedings. 2020;33(4):1853–1858. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.198

21. Запольская Е.М., Темлянцев М.В., Григорьев А.В. Исследование влияния температурных режимов на параметры тепловой работы стендов разогрева футеровок сталеразливочных ковшей. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2019;2(28):7–10.

22. Запольская Е.М., Темлянцев М.В., Костю-ченко К.Е. Оценка влияния емкости сталеразливочных ковшей на тепловую эффективность стендов разогрева. В кн.: Металлургия: технологии, управление, инновации, качество. Труды XVII Всероссийской научно-практической конференции. Новокузнецк: ИЦ СибГИУ, 2013:18–23.

23. Запольская Е.М., Темлянцев М.В., Костю-ченко К.Е. Влияние геометрических размеров и емкости сталеразливочных ковшей на тепловую эффективность стендов высокотемпературного разогрева. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2013;2(4):28–32.

24. Запольская Е.М., Феоктистов А.В., Темлянцев М.В. Оценка тепловой эффективности стендов высокотемпературного разогрева сталеразливочных ковшей различной емкости. В кн.: Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XIX Бенардосовские чтения). Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 175-летию со дня рождения Н.Н. Бенардоса. 2017:162 – 165.

25. Рязанов В.Т., Шульгин С.С., Набоких А.А., Шестаков С.Б. Опыт внедрения стендов сушки разливочных ковшей, отапливаемых ферросплавным газом. Сталь. 2020;5:24–25

26. Запольский А.С., Темлянцев М.В. Страте-гия энергосбережения ферросплавного производства. В кн.: Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения. Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2024:63–70.

27. Темлянцев М.В., Матвеев М.В., Темлянцева Е.Н. Исследование влияния различных фак-торов на обезуглероживание периклазоуглеродистых ковшовых огнеупоров. Известия вузов. Черная металлургия. 2011.10:32–36.

28. Бершицкий И.М., Тарарышкин А.В. Энергосберегающие и экологически безопасные установки для электрической сушки и подогрева футеровки ковшей. Сталь. 2010;2:24–25.

29. Бершицкий И.М., Сивак Б.А., Кац Я.Л. Разработка и внедрение высокоэффективных электрических установок сушки и нагрева футеровок разливочных ковшей для черной и цветной металлургии. Тяжелое машино-строение. 2018;5:14–18.

30. Краснянский М.В., Кац Я.Л., Бершицкий И.М. Эффективность электронагрева футеровки сталеразливочных ковшей. Металлург. 2012;5:48–53.

31. Краснянский М.В. Исследование и совершенствование энергетического режима внепечной обработки стали в ковшах малой вместимости: автореф. дис. канд. техн. наук – 05.16.02 Ме-таллургия черных, цветных и редких металлов. – Москва, 2014:21.

32. Бершицкий И.М., Сивак Б.А., Кац Я.Л. Разработка и внедрение высокоэффективных электрических установок сушки и нагрева футеровок разливочных ковшей для черной и цветной металлургии. Тяжелое машино-строение. 2018;5:14–18.

33. Пат. № 1260113 SU. Устройство для сушки футеровки сталеразливочных ковшей / П.П. Луцик, А.Т. Есаулов, Б.П. Дроменко, С.И. Лавренко, В.М. Кирсанов, Ю.Б. Кушнир; заявл. 05.05.86; опубл. 30.09.86. Бюл. № 36.

34. Пат. № 2663447 RU. Способ сушки и нагрева футеровки сталеразливочного ковша / М.Г. Кузьмин, Я.Л. Кац, А.В. Речкалов, А.С. Аньшаков; опубл.06.08.2018. Бюл. № 22.

35. Стенд для сушки и подогрева литейных ковшей. URL: https://epos-nsk.ru/plazmennye-tehnologii/plazmennyy-podogrev-i-sushka-kovshey/ (дата обращения: 07.06.2024).