Периклазоуглеродистый кирпич для конвертера — зонные марки футеровки

Один сосуд, несколько разных механизмов разрушения

Кислородный конвертер футеруется не одним огнеупором. Он футеруется пятью или шестью зонами, которые разрушаются по разным механизмам, с разной скоростью и почти никогда одновременно. Конус принимает удары скрапа и механическое истирание. Загрузочная подушка испытывает то же самое плюс термический удар от холодного скрапа. Шлаковая линия растворяется шлаком, богатым FeO. Днище несёт эрозию от донной продувки и проникновение стали. Узел лётки должен удерживать стабильность размеров, пока через него при каждом выпуске течёт жидкая сталь.

Если все эти зоны получают один и тот же кирпич, одна из них становится зоной, ограничивающей кампанию, а остальной сосуд выбрасывается, пока в нём ещё есть ресурс. Поэтому XZK поставляет зонную матрицу марок, а не единую «марку для конвертера»: семнадцать распределённых марок от 4 % до 19 % углерода, каждая назначена на позицию, где именно её баланс шлакоустойчивости, горячей прочности и стойкости к окислению является правильным.

Как читать матрицу марок

Углерод делает в периклазоуглеродистом кирпиче три вещи. Он не смачивается основным шлаком, поэтому замедляет проникновение. Он отводит тепло от горячей поверхности, что удерживает кирпич ниже температуры размягчения. И он придаёт футеровке достаточную податливость, чтобы поглощать термоциклирование без скалывания.

Что углерод отнимает — так это горячую прочность и стойкость к окислению. Вокруг этого компромисса и построена матрица:

• 19 % C, 72 % MgO — максимальная шлакоустойчивость, наименьшая открытая пористость (≤ 2,0 %), для службы на шлаковой линии и в зоне металла, где преобладает растворение.
• 15–17 % C, 74–77 % MgO — рабочий компромисс для боковой стенки и днища, где механическая нагрузка и термоциклирование важны так же, как шлак.
• 13 % C, 79 % MgO — гнездо лётки и стаканы, где стабильность размеров и стойкость к окислению важнее шлакоустойчивости.
• 4 % C, 89 % MgO — защитная футеровка. Намеренно низкий углерод, потому что теплопроводная высокоуглеродистая резервная футеровка повышает температуру кожуха и заставляет рабочую футеровку работать горячее.

Почему антиоксиданты — это не «чем больше, тем лучше»

Алюминий, кремний, карбид кремния и карбид бора все замедляют обезуглероживание, но работают в разных температурных диапазонах и оставляют разные остатки. Передозируйте металлический антиоксидант — и вы получите стойкость к окислению ценой низкотемпературной прочности и, в некоторых случаях, той самой горячей прочности, которую защищали. Недодозируйте — и обезуглероженный слой утолщается, пока шлак не проникнет и структура не скалывается.

Мы подбираем комплекс по позиции и по кислородному потенциалу, а не применяем фиксированный рецепт по всему сосуду. Если вы сообщите нам FeO вашего шлака и время от выпуска до выпуска, мы обычно можем предсказать, какой состав выдержит, а какой выработает ресурс рано.

Изготовление и однородность партий

Основные огнеупоры XZK прессуются на гидравлических прессах с ЧПУ класса от 630 до 2 000 т из автоматически взвешенных шихт, затем выдерживаются в контролируемой атмосфере. Каждая партия проходит химический анализ и испытания на кажущуюся плотность, открытую пористость, предел прочности при сжатии и предел прочности при изгибе в горячем состоянии и отгружается с сертификатом анализа.

На формах, которые должны замыкать кольцо — особенно на гнезде лётки и стаканах, — мы шлифуем алмазом посадочные поверхности и сухо примеряем сборку до её выхода с завода. Резка на площадке — это там, где чаще всего срываются графики перефутеровки, и почти всегда дешевле убрать эту операцию на заводе, чем на рабочей площадке печи.

Что нам нужно для корректного расчёта

Ёмкость сосуда, зональный чертёж или обследование изношенной футеровки, кампания по зонам, время от выпуска до выпуска, химия шлака, если она есть, и целевое число плавок. С этим мы возвращаем зональное предложение с марками и количествами примерно за 48 часов.

Если чертежа нет, пришлите нам запись кампаний и описание того, где футеровка выходит из строя первой. Уже этого часто достаточно, чтобы определить, какая зона лимитирует и какая смена марки её сдвинет.

Место этой марки в системе футеровки

Основные марки на углеродной связке никогда не задаются изолированно. Уровень углерода, комплекс антиоксидантов и кажущаяся плотность — всё определяется зоной, а карта зон определяется сосудом, — поэтому марка, хорошо работающая в одной позиции, может рано выйти из строя в следующей.

XZK поставляет периклазоуглеродистый кирпич для конвертера как одну зону зонального комплекта, а не как отдельную позицию: марки, которые обычно зонуются вместе с ним — среди них периклазоуглеродистый кирпич, — описаны на странице периклазоуглеродистые и основные огнеупоры, а архитектура сосуда — где начинается и заканчивается каждая зона и какой механизм фактически ограничивает кампанию — изложена на странице кислородный конвертер.

В проектном референсе программа футеровки кислородного конвертера 300 т ArcelorMittal Кривой Рог описано, как этот класс материала работал в полной службе, с измеренными показателями кампании, а не паспортными значениями.