Карбидокремниево-муллитовый кирпич (высокоглинозёмистый с SiC) для ДП и печей

Карбидокремниево-муллитовый кирпич — он же высокоглинозёмистый карбидокремниевый кирпич — отвечает на конкретный экономический вопрос: как получить большую часть стойкости карбида кремния к истиранию на большой площади футеровки, не оплачивая корпус целиком из карбида кремния?

Экономический аргумент

Карбид кремния дорог. На участке футеровки с умеренными условиями службы дополнительная стойкость, которую он даёт, часто стоит дороже, чем экономит. Но обычный высокоглинозёмистый кирпич может не обладать достаточной стойкостью к истиранию. Карбидокремниево-муллитовый кирпич занимает промежуточное положение: добавки карбида кремния повышают твёрдость поверхности и износостойкость, а глинозёмо-муллитовая матрица удерживает стоимость материала на доле от стоимости корпуса из карбида кремния на нитридной связке.

На большой площади шахты или в протяжённой переходной зоне печи эта разница на тонну суммируется в значительную величину — поэтому эту марку задают в спецификации гораздо чаще, чем можно предположить по её скромному паспорту.

Что он делает и чего не делает

Он даёт стойкость к истиранию, приемлемую огнеупорность под нагрузкой (до 1650 °C у XZK-GM1650) и разумное поведение при термоциклировании (10–12 циклов при закалке в воде с 1100 °C). Он не даёт теплопроводности корпуса из карбида кремния и не даёт щелочной стойкости нитридного уровня. За эти свойства платят тогда, когда зона действительно в них нуждается.

Ясность в отношении этой границы и есть суть: завышение марки на большой площади — один из самых частых способов израсходовать бюджет на огнеупоры впустую, а занижение марки для заплечиков — один из самых частых способов сократить кампанию. Различать одно и другое и есть работа по спецификации.

Выбор марки

• XZK-GM1650 — 65% Al₂O₃, огнеупорность под нагрузкой 1650 °C, плотность 2,65 г/см³. Самые горячие пояса.
• XZK-GM1600 — 63% Al₂O₃, огнеупорность под нагрузкой 1600 °C, предел прочности при сжатии ≥90 МПа. Общие условия службы.
• XZK-GM1550 — 60% Al₂O₃, огнеупорность под нагрузкой 1550 °C, термоциклирование 12 циклов. Более холодные зоны или зоны с более интенсивным термоциклированием.

Отметим, что GM1550 имеет наивысшую оценку по термоциклированию, несмотря на самую низкую огнеупорность под нагрузкой — там, где преобладает циклирование, а не пиковая температура, это часто правильный выбор.

Поставка и документация

Минимальный заказ 10 метрических тонн для стандартных форм (7–14 дней) и 20 метрических тонн для нестандартных форм (20–35 дней). Кажущаяся плотность и пористость по ASTM C830, предел прочности при сжатии по ASTM C133, огнеупорность под нагрузкой по ISO 1893, циклы термоциклирования и химический состав контролируются по каждой партии, а на каждую отгрузку прилагается сертификат анализа. Поставляется соответствующий мертель, чтобы шов не стал слабым местом.

Место этой марки в системе футеровки

Марки карбида кремния и углеродистые марки выбирают по тому, что они делают с теплом, а не по тому, чему они сопротивляются. Теплопроводность решает, увидит ли система охлаждения нагрузку вообще, а система связки решает, как долго материал противостоит щелочной атаке и окислению после этого.

XZK поставляет карбидокремниево-муллитовый кирпич как одну зону зонного комплекта, а не как отдельную позицию: марки, которые обычно зонируются рядом с ним, — среди них карбидокремниевый кирпич на нитридокремниевой связке — описаны на странице карбидокремниевые и углеродистые огнеупоры, а архитектура агрегата — где начинается и заканчивается каждая зона и какой механизм фактически ограничивает кампанию — изложена на странице доменная печь.

В проектном описании программа ДП №10 и 375-т ковша ММК (Магнитогорск) задокументировано, как материал этого класса показал себя в полной службе, с измеренными показателями кампании, а не паспортными величинами.