Rongsheng refractory

Сталеразливочный ковш — это ключевой контейнер для транспортировки и содержания расплавленной стали, футеровка которого постоянно подвергается воздействию высоких температур, термическим ударам, эрозии от потока стали и шлаковым коррозиям. Внутренняя футеровка ковша обычно выполняется из огнеупорных материалов, таких как магниево-углеродистый кирпич или магниево-алюминиево-углеродистый кирпич. Постоянное воздействие расплавленной стали и шлаков приводит к неравномерному износу рабочих поверхностей футеровки (стороны, контактирующей со сталью, или стороны, подверженной шлаковому воздействию), что сокращает общий срок службы ковша. Когда футеровка на этих участках истончается, образуются углубления или канавки из-за эрозии, ремонт с помощью кирпича требует больших трудозатрат, а плохое соединение между новым и старым материалом может привести к утечке стали.

Огнеупорный ремонтный материал для горячего ремонта сталеразливочного ковша используется для восстановления ослабленных участков футеровки, как правило, во время замены продувочных кирпичей или среднего ремонта шлаковой линии. Этот материал прост в использовании, легко наносится, обладает высокой огнеупорностью, превосходной стойкостью к эрозии и коррозии. Технология ремонтных материалов для горячего ремонта сталеразливочных ковшей является ключевой в металлургической промышленности для защиты и восстановления футеровки, направленной на увеличение срока службы ковшей и снижение расхода огнеупоров. Нанесение материала вручную на поврежденные участки создает плотный защитный слой, значительно продлевающий срок службы футеровки.

Ремонтный материал для горячего ремонта сталеразливочных ковшей производится на основе белого корунда, высокочистого магнезита и микропорошка глинозема с цементным связующим. Он характеризуется устойчивостью к отслаиванию во время использования, высокой стойкостью к эрозии и коррозии, а также длительным сроком службы. Благодаря оптимизированному гранулометрическому составу материал равномерно заполняет зазоры без необходимости вибрации. Вид стенки ковша после нанесения материала показан на Рис. 1.

Оптимальная толщина нанесения данного ремонтного материала составляет приблизительно 20-30 мм. При чрезмерно толстом нанесении может возникнуть отслаивание из-за неполного спекания, а при недостаточной толщине эффект увеличения срока службы футеровки будет незначительным. Однократное нанесение материала позволяет увеличить продолжительность службы ковша на 15-25 плавок, значительно сокращая частоту ремонтных остановов и снижая расход огнеупоров более чем на 20%. Испытания на 120-тонном ковше для внепечной обработки стали показали, что срок службы футеровки стенки до применения материала составлял около 160 плавок. После однократного нанесения в ходе малого и среднего ремонта этот показатель увеличился до 210 плавок.

Данный материал эффективно решает проблемы локальной эрозии, образования углублений и трещин в футеровке ковша, которые традиционно сложно устранить. Он существенно повышает общий срок службы футеровки, сокращает случаи досрочного ремонта из-за локальных повреждений, стабилизирует эксплуатационные характеристики ковша и вносит важный вклад в энергосбережение и снижение расхода материалов.

С ростом потребности промышленного производства в высокотемпературном оборудовании огнеупорные материалы находят всё более широкое применение в таких областях, как промышленные печи, тепловые установки, высокотемпературные трубопроводы и т.д. Среди них огнеупорная бетонная смесь и торкрет масса часто упоминаются как два распространенных типа огнеупорных материалов. Однако многие не до конца понимают разницу между этими двумя материалами. В данной статье будет проведено подробное сравнение и анализ различий между огнеупорной литой массой и огнеупорным напыляемым покрытием.

 

• Состав и характеристики материалов

Огнеупорная бетонная смесь представляет собой гранулированный или сыпучий материал, изготовленный по определённой технологии из различных огнеупорных материалов, связующих веществ и добавок. Она может использоваться при высоких температурах, обладает хорошей огнеупорностью и структурной прочностью. Огнеупорная бетонная смесь может укладываться методом литья, обладает хорошей текучестью и подходит для футеровки печей различных форм и конструкций сложной конфигурации.

Торкрет масса — это огнеупорный материал, наносимый методом напыления. Он состоит главно из мелких огнеупорных заполнителей, связующих веществ и добавок. Оно может использоваться при высоких температурах, обладает хорошей термостойкостью и износостойкостью. торкрет масса удобно в нанесении, может применяться на основаниях различной формы и позволяет формировать толстые покрытия.

 

• Области применения и методы использования

Огнеупорная бетонная смесь в основном используется в качестве основного материала для строительства различных высокотемпературных установок, таких как металлургические печи, стекловаренные печи, керамические печи и т.д. Она может служить материалом футеровки печи, обеспечивая теплоизоляционные свойства и структурную прочность в высокотемпературных условиях. При использовании огнеупорная бетонная смесь требует определенной обработки и подготовки, такой как перемешивание, смешивание, заливка и т.д., а сроки construction относительно длительны.

торкрет масса в основном используется для поверхностной защиты и ремонта футеровки печи, например, нагревательных печей на металлургических предприятиях, оборудовании для цветной металлургии и т.д. Оно может служить материалом покрытия, обеспечивая износостойкость и термостойкость в высокотемпературных условиях. При использовании торкрет масса может наноситься непосредственно на поверхность основания, что удобно и быстро, подходит для работ на больших площадях и быстрого ремонта.

 

• Заключение и перспективы

В заключение, хотя и огнеупорная бетонная смесь, и торкрет масса являются огнеупорными материалами, между ними существуют определенные различия в составе материалов, областях применения и методах использования. Огнеупорная бетонная смесь, как основной материал, в основном используется для строительства структур футеровки высокотемпературного оборудования; в то время как торкрет масса, как материал для поверхностной защиты, в основном используется для защиты и ремонта поверхности футеровки. На практике необходимо выбирать подходящий огнеупорный материал в зависимости от конкретных условий эксплуатации и рабочих environment, чтобы достичь оптимального эффекта.

С постоянным прогрессом технологий и повышением потребностей в применении исследования огнеупорной литой массы и напыляемого покрытия также постоянно углубляются. В будущем, с постоянным появлением новых материалов и расширением областей применения, огнеупорная бетонная смесь и торкрет масса будут применять в более широком диапазоне областей. В то же время, с углублением концепции зеленого развития, экологические требования и требования устойчивого развития к огнеупорным материалам становятся всё выше. Поэтому будущие огнеупорные материалы должны уделять больше внимания экологическим характеристикам и устойчивому развитию, активно способствовать исследованиям и применению экологически чистых огнеупорных материалов.

1. Виды огнеупорного кирпича для сталеплавильных ковшей

Огнеупорные кирпичи для ковшей классифицируются по материалу и назначению:

• Высокоглинозёмистый кирпич
  Сырьё: боксит с высоким содержанием Al₂O₃
  Преимущества: повышенная огнеупорность и шлакоустойчивость

• Кремнезёмистый кирпич
  Сырьё: кварцит
  Преимущества: низкая теплопроводность + термическая стойкость

• Магнезитовый кирпич (наиболее распространён)
  Сырьё: магнезитовый порошок
  Применение: днище и стенки ковша
  Характеристики: устойчив к основным шлакам (CaO/SiO₂ > 2)

---

2. Применение в сталелитейном производстве

Ковшевая футеровка выполняет критически важные функции:

Зоны применения:

• Днище (контакт с жидкой сталью 1600-1700°C)

• Борта (воздействие шлакового слоя)

• Горловина (термомеханические нагрузки)

Ключевые требования:
✓ Сопротивление термическому шоку (>20 циклов)
✓ Химическая инертность к FeO/MnO
✓ Механическая прочность при 1500°C

---

3. Современные материалы (дополнение к переводу)

В тексте упомянуты инновационные решения:

• Керамоволокнистые маты (до 30% энергосбережения)

• Легковесные огнеупоры с пористой структурой

• Наномодифицированные составы (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂)

---

4. Техническое обслуживание

Регламент работ:

1. Диагностика:

   • Лазерное сканирование остаточной толщины

   • Петрографический анализ износа

2. Ремонтные операции:

   • Горячий ремонт с помощью торкретирования

   • Замена критических зон через 50-80 плавок

3. Оптимизация:

   • Компьютерное моделирование тепловых напряжений

   • Подбор материала под конкретный шлаковый режим

I. С точки зрения материаловедения

1. Несоответствие коэффициентов термического расширения (КТР)

   • Разница КТР между спинелью (MgAl₂O₄) и цементной матрицей создает межфазные напряжения
     *Пример: КТР спинели ≈7.6×10⁻⁶/°C vs алюминатного цемента ≈8.5×10⁻⁶/°C*

2. Фазовые превращения при высокой температуре

   • При 1500°C возможны:

     • Разложение цементной фазы (CA₂ → CA₆ + CaO)

     • Реакция спинели с примесями SiO₂ с образованием легкоплавких фаз (например, анортит)

3. Напряжения от спекания

   • Недостаточно предварительно обожженные спинелевые заполнители продолжают уплотняться при нагреве, вызывая усадочные трещины

II. Факторы технологического контроля

Вагранка — это оборудование, используемое в основном для плавки чугуна. Рабочая температура обычно составляет 1400–1600°C, а конструкция включает дно, шахту, переднюю печь и перемычку. Для стабильной работы в условиях высоких температур, абразивного износа и химической эрозии критически важен правильный выбор огнеупоров.

---

1. Огнеупоры для днища

Дно вагранки контактирует с расплавленным чугуном и несет полную нагрузку, поэтому требует материалов с высокой стойкостью к эрозии и механической прочностью.

• ASC (Al2O3-SiC-C)-трамбовки и углеродистые трамбовочные материалы: Обладают превосходной стойкостью к чугуну и высокой температурной прочностью, продлевая срок службы.

---

2. Огнеупоры для шахты

Верхняя часть шахты

Подвергается механическим ударам при загрузке шихты.

• Пустотелые чугунные кирпичи (с заполнением кварцевым песком): Для устойчивости к ударам и износу.

Нижняя часть шахты

Контактирует с чугуном и шлаком, требует стойкости к эрозии.

• Магнезито-хромитовые кирпичи (MgO-Cr₂O₃) или магнезитовые кирпичи (MgO): Высокая химическая инертность.

Другие зоны шахты

• Шамотные (глинистые) кирпичи или полукислые кирпичи: Для участков с умеренными температурами.

• Теплоизоляционные материалы (например, шамотные легковесные кирпичи или кирпичи с микросферами): Для снижения теплопотерь.

---

3. Передняя печь и перемычка

• Шамотные или высокоглиноземистые кирпичи (Al₂O₃ ≥ 48%): Основная кладка.

• ASC-трамбовки (для зон контакта с чугуном): Устойчивость к эрозии.

• Материалы с высоким содержанием карбида кремния (SiC) (для шлаковых зон): Защита от шлакового воздействия.

---

4. Летка и шлаковая летка

Критические зоны, подверженные воздействию чугуна и шлака.

• ASC-трамбовки или ASC-прессовки: Для шлаковой летки.

• ASC-порошковые массы (пушнины) или ASC-прессовки: Для летки чугуна.

Технология выплавки стали в дуговой печи

Дуговая печь — это оборудование для выплавки стали, использующее электрическую дугу, возникающую между электродами и шихтой. Технический прогресс в этой области в первую очередь связан с внедрением высокомощных печей постоянного тока, а также инновациями в продувке газа через подину и выпуске стали через донное отверстие. Конструкция дуговой печи включает свод, стенки, подину и желоб для выпуска стали, которые совместно обеспечивают процесс плавки. Выбор и применение огнеупорных материалов

▲ Выбор материалов для свода

Свод дуговой печи традиционно выкладывается высокоглиноземистым кирпичом с содержанием Al₂O₃ от 75% до 85%. По сравнению с кремнеземистым кирпичом, высокоглиноземистый отличается превосходной огнеупорностью, термостойкостью и высокой прочностью на сжатие. Благодаря богатым месторождениям боксита в Китае, этот материал стал основным выбором для сводов. Его срок службы в 2–3 раза превышает срок службы кремнеземистого кирпича. Однако с развитием крупных сверхмощных печей долговечность высокоглиноземистого кирпича снизилась, что привело к активному внедрению обожженных и необожженных магнезитовых, а также магнезитохромитовых кирпичей. Также производители предлагают литые огнеупорные сборные элементы, которые отличаются простотой монтажа, монолитностью, устойчивостью к дуговому излучению и отличной термостойкостью.

▲ Выбор материалов для стен

Выбор огнеупоров для стен зависит от зоны печи. Обычно для футеровки стен используются магнезитовый, доломитовый и периклазовый кирпичи, а также необожженные магнезитовые материалы и магнезито-доломитовые набивные массы на битумной связке. Для сверхмощных печей или печей, используемых для выплавки специальных сталей, применяются магнезитохромитовый и высококачественный магнезитовый кирпичи.

Критическими зонами являются участки у шлаковой линии и вблизи дуги («горячие точки»). Раньше здесь использовался магнезитохромитовый кирпич со сроком службы 100–250 плавок. Сейчас широко применяется более термостойкий и шлакоустойчивый магнезитоуглеродистый кирпич, увеличивающий ресурс до 300+ плавок. Для равномерного износа и продления срока службы стен также используются водяные охлаждаемые панели или кожухи с внутренним огнеупорным покрытием, хотя это может повысить энергопотребление.

▲ Выбор материалов для подины

Подина и откосы формируют ванну печи, где собираются шихта и расплав. Поскольку внутренняя футеровка контактирует со шлаком и оксидами железа, образуется деградированный слой, а в восстановительных условиях возможно разрыхление структуры и проникновение металла. Поэтому футеровка должна быть монолитной, плотной, термостойкой, прочной, устойчивой к эрозии, термоударам и иметь стабильный объем.

Для набивной футеровки используется высококачественный магнезитовый или электроплавленный магнезитовый порошок с равномерной толщиной и плотностью. Ниже располагается рабочий слой и постоянная футеровка: рабочий слой выполняется из магнезитового кирпича на смоляной связке, а постоянная футеровка — из магнезитового кирпича. В зоне шлаковой линии на откосах рекомендуется применять те же материалы, что и для «горячих точек» (например, литой или переплавленный магнезитохромитовый кирпич), причем магнезитоуглеродистый кирпич показывает наилучшие результаты.

▲ Материалы для выпускного отверстия

Технология эксцентричного выпуска через подину заменила наклоняемую конструкцию печи на стационарную с выпускным отверстием вместо желоба. Это упрощает механизм наклона, увеличивает площадь водяного охлаждения и снижает износ футеровки. Также уменьшается температура выпуска и сокращается его длительность, что экономит затраты.

• Выпускной кирпич: пропитанный битумом обожженный магнезитовый кирпич.

• Трубный кирпич: магнезитоуглеродистый (15% углерода) на смоляной связке.

• Торцевой кирпич: магнезитоуглеродистый (10–15% углерода) или Al₂O₃-C-SiC кирпич.

• Для обеспечения плавного выпуска используется формовочная смесь на основе оливинового песка.

Периклазошпинельные кирпичи с содержанием Fe ПШПЦ-Fe изготавливаются из высокочистого магнезитового порошка, электроплавленного магнезитового порошка и электроплавленной железо-алюминиевой шпинели в качестве сырья с добавлением предварительно синтезированного микропорошка и комплексного связующего вещества.

Добавление электроплавленной железо-алюминиевой шпинели обусловлено тем, что в процессе обжига огнеупорного кирпича ионы Fe из железо-алюминиевой шпинели диффундируют в матрицу кирпича, образуя твердый раствор периклаза и железо-алюминиевой шпинели. В то же время ионы Mg, диффундируя, взаимодействуют с ионами алюминия в железо-алюминиевой шпинели, образуя магнезиально-алюминиевую шпинель, что способствует улучшению адгезии к настылям и структурной гибкости огнеупорного кирпича.

Цель добавления предварительно синтезированного микропорошка — повышение термостойкости шпинельного кирпича. В предварительно синтезированный микропорошок вводится добавка А, которая создает небольшое количество жидкой фазы в изделии, улучшая его способность к настылеобразованию. Добавка В повышает гибкость кирпича и смягчает напряжения в футеровке печи, улучшая эксплуатационные характеристики кирпича.

Таким образом, Периклазошпинельные кирпичи с содержанием Fe идеально подходят для зоны обжига вращающихся печей.

Сырьевые материалы, используемые для производства периклазошпинельных кирпичей с содержанием Fe, представлены в Таблице 1.

Сырье	MgO %	Al2O3 %	Fe2O3 %	SiO2 %
высокочистый магнезит	≥97	≤0,6	≤1,2
электроплавленный магнезит	≥97	≤0,5	≤0,9
железо-алюминиевый шпинель	54-58	39-44	≤1,5	≤0,5
добавка А	≥45
добавка В	≥98

В зоне обжига крупных вращающихся печей для производства цемента огнеупорные материалы должны иметь равномерное и стабильное покрытие (настыль), чтобы обеспечить нормальную работу печной системы.

В периклазошпинельных кирпичах с содержанием Fe оксиды железа и алюминия легко вступают в реакцию с оксидом кальция из цементного клинкера, образуя низкоплавкие минеральные фазы, такие как дикальциевый феррит (2CaO·Fe₂O₃) и браунмиллерит (4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃). Эти минеральные фазы обладают определенной вязкостью и прилипают к рабочей поверхности огнеупорного кирпича, постепенно формируя равномерное и устойчивое покрытие толщиной около 200 мм.

Длительное и стабильное существование такого покрытия снижает высокотемпературное расплавление и абразивный износ огнеупорного кирпича под воздействием материала, что обеспечивает отличные эксплуатационные характеристики.

Наименование	MgO	Al2O3	Fe2O3	Объемная плотность г/см3	Открытая пористость %	CCS МПа	Термостойкость Раз(вода-смены)	Температура начала размягчения °C
ПШПЦ-Fe	≥85	4,0-6,0	3,5-6,0	2,92-2,96	≤17	≥70	≥100	≥1700
ПХЦ	≥75	–	–	≥3,0	≤18	≥50	≥100	≥1650

 

Почему традиционные периклазохромитовые кирпичи постепенно выходят из эксплуатации в цементных печах?

Токсичность шестивалентного хрома – В условиях высоких температур и сильного воздействия щелочей трехвалентный хром (Cr³⁺) превращается в шестивалентный (Cr⁶⁺), который является высокотоксичным и растворимым в воде, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Опасные отходы – Магнезиально-хромитовые кирпичи классифицируются как опасные отходы и требуют специальной утилизации.

Эти факторы делают их менее экологичными по сравнению с современными альтернативами, такими как периклазошпинельных кирпичах с содержанием Fe ПШПЦ-Fe.

Желоб для выпуска чугуна доменной печи является каналом, соединяющим доменную печь с ковшом для жидкого чугуна. Его рабочая среда крайне агрессивна: постоянное воздействие высоких температур, эрозии жидким чугуном и химической коррозии. Поэтому требования к огнеупорным материалам очень строгие. Они должны обладать высокой термостойкостью, износостойкостью и шлакоустойчивостью, а также достаточной механической прочностью и стабильностью.

В процессе эксплуатации желоб подвергается воздействию:

• Эрозии потоком жидкого чугуна,

• Химическому воздействию шлака,

• Окислению воздухом,

• Термическим напряжениям из-за колебаний температуры.

Основной желоб наиболее критичен, так как через него проходит быстрый поток чугуна с высокой температурой, а также совместное воздействие чугуна и шлака. Шлаковый желоб и чугунный желоб подвергаются меньшему воздействию, так как скорость потока ниже, температура меньше, и эрозия огнеупорной футеровки происходит медленнее.

В крупных доменных печах (обычно с 2–3 летками) в основном используют литые огнеупоры (бетоны), а в малых и средних печах (обычно с одной леткой) применяют трамбовочные массы или быстросохнущие литые смеси. Однако благодаря прогрессу в огнеупорных технологиях, даже некоторые малые печи теперь используют литые материалы. Независимо от типа (литые или трамбовочные), огнеупоры для желобов доменных печей в основном представляют собой Al₂O₃–SiC–C-смеси, то есть относятся к низкоцементным или сверхнизкоцементным литым огнеупорам, а также трамбовочным и ремонтным составам.

1. Al₂O₃–SiC–C-литые огнеупоры для желобов доменных печей

С развитием неформованных огнеупоров были разработаны различные связующие системы:

• Глиносвязующие,

• На основе алюминатного цемента,

• Кремнезольные,

• На основе ρ-Al₂O₃,

• На основе фосфата алюминия.

Также были созданы новые типы материалов:

• Беспрогревные литые смеси,

• Быстросохнущие,

• Самотечные,

• Экологически безопасные.

Однако все они остаются в категории Al₂O₃–SiC–C-материалов.

Для ускорения сушки в литые смеси добавляют быстросохнущие добавки или антивзрывные агенты, такие как:

• Алюминиевый порошок,

• Лактат алюминия,

• Полистирольные волокна,

• Углеродные волокна.

Классификация литых огнеупоров для желобов:

• Высококачественные (на основе электроплавленного корунда или табулярного глинозема) – для крупных и средних печей.

• Среднего качества (на основе коричневого электрокорунда) – для малых и средних печей.

• Низкокачественные (на основе высокоглиноземистого шамота).

Использование табулярного глинозема (вместо электроплавленного) в составе литых смесей для шлаковой линии основного желоба значительно снижает растрескивание и отслаивание, улучшает термостойкость и устраняет внутренние напряжения.

Для повышения термостойкости в состав вводят андалузит различной грануляции. С уменьшением размера зерен андалузита снижается пористость, а термостойкость улучшается.

2. Al₂O₃–SiC–C-трамбовочные массы и быстросохнущие литые смеси для малых и средних печей

2.1. Набивные массы

Поскольку малые и средние печи обычно имеют один леточный канал, интервалы между выпусками чугуна короткие, и нет времени на сушку и прогрев обычных литых смесей. Поэтому здесь применяют набивные массы, не требующие сушки.

Состав набивных масс для малых печей:

• Al₂O₃: 15–69%,

• SiC + C: 10–25%.

Состав для шлаковых желобов:

• Al₂O₃: 35–45%,

• SiC + C: 15–30%.

Требования к сырью:

• Низкое содержание примесей,

• Высокая степень спекания (водопоглощение <4,5%).

Гранулометрия:

• 8–2 мм: 40–60%,

• 2–0,074 мм: 30–40%,

• Карбид кремния (<100 меш).

В качестве связующего используют каменноугольную смолу + битум (без воды), что позволяет сразу после трамбовки запускать чугун.

2.2. Быстросохнущие бетонные смеси

Для чугуновозных желобов применяют составы на основе:

• Электрокорунда,

• Коричневого электрокорунда,

• Карбида кремния,

• Микрокремнезема,

• Глиноземистого цемента.

С добавлением комплексных антивзрывных добавок такие смеси выдерживают до 3 месяцев непрерывной работы (например, на печи 580 м³ с пропуском >180 тыс. т чугуна).

3. Ремонтные составы для желобов доменных печей

3.1. Торкрет-массы

Используются для быстрого горячего ремонта (температура 100–1450°C). Al₂O₃–SiC–C-составы на фосфате алюминия показывают высокую эффективность. В качестве отвердителя добавляют магнезит (1–2%).

3.2. Саморастекающиеся ремонтные массы

Используют те же материалы, что и для основных желобов, но с комбинированным связующим (смола + битум). Благодаря оптимальной рецептуре и пластификаторам, такие смеси обладают высокой текучестью и удобны в нанесении. Срок службы после ремонта увеличивается на 10–20%.

3.3. Саморастекающиеся бетонные смеси

Для ремонта передней части основного желоба (наиболее подверженной эрозии) применяют самотечные составы. Их гранулометрия должна быть:

• Крупная фракция: 20%,

• Средняя: 45%,

• Мелкая: 35%.

При соотношении ультратонкого порошка к мелкому 0,35–0,5 достигается оптимальная текучесть. На печи 2000 м³ такие смеси позволяют продлить срок службы желоба до >100 тыс. т пропущенного чугуна.

Коксовые печи работают в условиях высоких температур, химической коррозии и механического износа, поэтому при выборе огнеупоров необходимо учитывать:

• Термостойкость

• Устойчивость к коррозии

• Абразивную стойкость

---

Основные виды огнеупорных материалов для коксовых печей

1. Высокоглиноземистый кирпич

• Состав: 50-80% Al₂O₃ (на основе боксита)

• Применение: Стены, свод и под печи

• Преимущества:
  ✔ Высокая огнеупорность (до 1800°C)
  ✔ Устойчивость к кислотам и термоударам

2. Магнезитовый кирпич

• Состав: MgO ≥ 90%

• Применение: Под печи и зоны контакта со шлаком

• Преимущества:
  ✔ Стойкость к щелочным шлакам
  ✔ Низкая ползучесть при высоких температурах

3. Углеродистые материалы (графитовые огнеупоры)

• Состав: Графит или карбонизированные материалы

• Применение: Свод, газоходы

• Преимущества:
  ✔ Термостойкость до 2000°C
  ✔ Устойчивость к сернистым газам

4. Шамотный кирпич

• Состав: Глина + алюмосиликаты

• Применение: Двери печей, зоны с умеренными температурами

• Преимущества:
  ✔ Низкая стоимость
  ✔ Хорошая термостойкость (до 1300°C)

5. Композитные огнеупоры

• Состав: Комбинация Al₂O₃-MgO или Al₂O₃-SiC

• Применение: Зоны с комбинированными нагрузками

• Преимущества:
  ✔ Сбалансированная стойкость к температуре/коррозии

6. Огнеупорный бетон

• Состав: Огнеупорный заполнитель + связующее

• Применение: Сложные формы (под, газоходы)

• Преимущества:
  ✔ Монолитная заливка без швов
  ✔ Быстрый монтаж

---

Критерии выбора

1. Температурный режим: Для зон >1500°C — магнезитовые или графитовые материалы.

2. Химическая среда: В зонах с кислыми шлаками — высокоглиноземистые, с щелочными — магнезитовые.

3. Механические нагрузки: В зонах истирания — композиты с SiC.

Магниево-хромитовые кирпичи — это основные огнеупорные изделия, содержащие 55-80% MgO и 8-20% Cr₂O₃, состоящие из периклаза, сложных шпинелей и небольшого количества силикатных фаз. Комплексные шпинели включают твердые растворы MgAl₂O₄, MgFe₂O₄, MgCr₂O₄ и FeAl₂O₄.

После 1960-х годов развитие магниево-хромитовых кирпичей ускорилось благодаря повышению чистоты сырья и температуры обжига. В настоящее время они классифицируются по методу производства на:

(1) Обычные магниево-хромитовые кирпичи

• Состав: Хромит в качестве крупных частиц, магнезит — мелкодисперсный наполнитель

• Технология: Температура обжига 1550-1600°C

• Микроструктура:

  • Слабая прямая связь между частицами хромита и периклаза

  • Преобладание силикатного связующего (CMS)

  • Минимальные фазы выделения в периклазе

• Недостатки: Низкая механическая прочность, слабая стойкость к шлакам

(2) Кирпичи с прямой связью

• Улучшения:

  • Более чистое сырье (SiO₂ < 1-2.5%)

  • Температура обжига >1700°C

• Микроструктура:

  • Прямой контакт между хромитом и периклазом

  • Силикаты вытеснены в углы кристаллической решетки

• Преимущества:

  • Высокая прочность при температурах до 1800°C

  • Улучшенная стойкость к шлакам, эрозии и термоударам

  • Отличная объемная стабильность

(3) Совместно-спеченные кирпичи

• Технология: Совместный обжиг тонкоизмельченных смесей магнезита и хромита

• Особенности:

  • Образование вторичных шпинелей

  • Более однородная микроструктура vs кирпичи с прямой связью

  • Повышенное содержание фаз выделения

• Разновидности:

  • Полностью совместно-спеченные (все фракции)

  • Частично совместно-спеченные (только крупные фракции)

(4) Ребонд-кирпичи (вторично-связанные)

• Производство:

  1. Плавление шихты в электродуговой печи

  2. Дробление закристаллизованного расплава

  3. Формование и повторный обжиг

• Характеристики:

  • Высокая степень прямой связи

  • Обилие шпинелевых фаз выделения

  • Пониженный коэффициент теплового расширения

  • Лучшая термостойкость vs литые кирпичи

(5) Литые магниево-хромитовые кирпичи

• Технология: Полное плавление шихты с последующей отливкой в формы

• Микроструктура:

  • Плотная кристаллическая структура

  • Максимальная прямая связь

  • Высокое содержание шпинелевых фаз

• Преимущества: Лучшая стойкость к шлакам

• Недостатки: Низкая термостойкость

Ключевые отличия по свойствам:

Все современные виды магниево-хромитовых кирпичей находят применение в:

• Сталеплавильных печах

• Вращающихся цементных печах

• Медно-никелевых агрегатах

• Стекловаренных печах (зоны высоких температур)