ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В футеровке конвертера для набивки стыка между съемным и стационарным днищами применяются набивные массы. При эксплуатации конвертера интенсивно изнашивается узел стыка, в результате чего происходит уход металла в шов между стационарным и съемным днищами.

Для набивки узла стыка предлагается периклазоуглеродистая масса, химический состав и физико-химические свойства которой представлены в таблице 1.

Химический состав и физико-химические показатели массы

Таблица 1

Физико-химические показатели				Химический состав, %
С остаточ. %	Фракци-онный состав, мм	Вид связки	Температ. примене-ния, 0С	mgo	cao	sio 2	fe 2o 3
7,15-7,65	0-6	органи-ческо-керами-ческая	1750	94,5-95,5	2,4	1,7	0,9

Обжиг массы производят в восстановительной среде по специально разработанному технологическому режиму, представленному в таблице 2.

Режим разогрева конвертера

Таблица 2

Температурный интервал, 0С	Продолжительность нагрева, мин	Скорость нагрева, 0С /мин
0-300	25	12
300-800	170	3
800-1200	42	8,3
1200	30 (выдержка при постоянной температуре)

Восстановительная среда создается за счет сгорания кокса в токе кислорода. Во время обжига в восстановительной среде происходит коксование органической составляющей массы, в результате чего образуется органическо-керамическая связка, которая придает изделию прочность.

Для изучения поведения массы при нагревании в окислительной и восстановительной средах исследовали ее свойства. Нагревание проводили с помощью дифференциально-термического анализа на приборе дериватограф ОД-103 (фирмы МОМ, Венгрия) в атмосфере аргона и воздуха. Скорость подачи аргона в печь составляла 0,4 л/мин. Скорость и продолжительность нагрева проб соответствовала проектному режиму разогрева (см. табл. 2).

На рисунке 1 представлена дериватограмма набивной периклазоуглеродистой массы, полученной в атмосфере воздуха. На кривой нагревания ДТА наблюдаются три экзотермических пика с максимумами при температурах 350, 450 и 620 ⁰С, которые соответствуют сгоранию (окислению) органической составляющей пробы. Убыль в массе по кривой ТГ начинается при 140 ⁰С и продолжается до 700 ⁰С. Изменение массы в интервале температур 140-700 ⁰С составила 7,7%, что совпадает с данными по содержанию остаточного углерода (7,6%), представленным в табл. 1, и дает основание предполагать, что органическая связка полностью выгорает в присутствии кислорода воздуха, поэтому наличие окислительной среды при обжиге набивной массы недопустимо.

Рис. 1 Дериватограмма периклазоуглеродистой массы в среде воздуха

На рис. 2 представлена дериватограмма набивной массы, нагретой до 1200 ⁰С в среде аргона. На кривой нагревания ДТА присутствует 5 эндотермических пиков при температурах 380, 500, 780, 920 и 1200 ⁰С. Пики при 380, 500, 780 и 920 ⁰С соответствуют деструкции (разложению) органической составляющей массы, ведущей к образованию коксового остатка, который связывает частицы и приводит к уплотнению массы.

Рис. 2 Дериватограмма периклазоуглеродистой массы в среде аргона

(кривая Т - температура нагрева печи дериватографа

Пик при 1200 ⁰С соответствует спеканию массы. По данным кривой нагревания (ДТА) (рис. 2) выбраны температурные интервалы выделения летучих:20-400 ⁰С; 20-500 ⁰С; 20-680 ⁰С;20-750 ⁰С; 20-920 ⁰С. По кривой убыли массы (ТГ) в приведенных температурных интервалахопределено содержание летучих (табл. 3).

Содержание летучих в массе

Таблица 3

Температурный интервал, 0С	Количество летучих, %
20-400 20-500 20-680 20-780 20-920	1,77 2,08 2,54 3,70 3,97

Из данных таблицы 3 следует, что в процессе нагрева массы в интервале температур (20-920) происходит выделение летучих в количестве 3,97%. Принимая во внимание, что общее количество углерода в массе 7,6%, следует считать, что около 3,6% углерода участвует в образовании керамическо-органической связки. Результаты исследования показали, что образование керамическо-органической связки происходит при обжиге массы в восстановительной среде, наличие незначительного количества кислорода приводит к ее выгоранию.