ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

Огнеупоры для установок внепечного вакуумирования стали

В последние годы эффективным методом повышения качества стали является внепечное вакуумирование. На­ибольшее развитие получили установки порционного и циркуляционного вакууми - рования, вакуумирования в ковше и струе (рис. Х.5).

Огнеупоры, предназна­ченные для футеровки агре­гатов вакуумирования ста­ли, должны быть устойчи­выми к испарению в ваку­уме, иметь постоянный объ­ем при температурах служ­бы, обладать высокой тер­мостойкостью к химическо­му и эрозионному воздейст­вию расплавленных метал­лов, шлака и углеродсо - держащих газов, образую­щихся при раскислении.

Условия службы огнеупо­ров установок циркуляцион­ного и порционного вакуумирования стали практически аналогичны. По условиям службы различаются три уча­стка футеровки установок: нижняя часть вакуумных ка­мер, заполняемая сталью и шлаком; верхняя, включаю­щая свод, крышку и трубы для ввода легирующих; вса­сывающие и сливные патрубки.

Наиболее стойкими в футеровке вакуум-камеры яв­ляются огнеупоры системы MgO—Сг20з—А120з. Оксид магния входит в состав огнеупоров для вакуумирования стали как наиболее устойчивый по отношению к окси­дам железа и основным шлакам. Оксид хрома увеличи­
вает термостойкость. Роль оксида алюминия заключает­ся в следующем. Жидкие шлаки в условиях вакуума глубоко проникают в поры огнеупора и образуют форсте­рит и монтичеллит. Образование форстерита и его кристаллизация сопровождаются значительным увели­чением объема твердой фазы по сравнению с исходным шлаковым расплавом, что приводит к появлению трещин и сколов. В системе MgO—СаО—А1203(Сг203)—Si02 при содержании А1203 или Сг203 около 20% область кристал­лизации форстерита сокращается. Учитывая идентич­ность поведения А1203 и Сг203 в реакции образования форстерита, огнеупоры для вакуумирования стали мо­гут лежать в системе MgO—Сг203.

Нижнюю часть футеровки вакуум-камеры рекоменду­ется выполнять из плавленолитых магнезитохромитовых огнеупоров. На заводе «Магнезит» выпускают спечен­ные изделия из плавленого периклазохромита. Пери - клазохромит плавят в электропечах; состав смеси: 85— 80% спеченного магнезита и 15—20% хромита.

Химический состав периклазохромита, %: 0,7—1,5 Si02l; 3,4—4,5 Fe203; 0,9—1,8 А1203; 4,5—10,2 Сг203; 0,9— 1,3 СаО; 82,0—90,1 MgO.

Технология производства изделий следующая: плав­леный периклазохромит применяют в зерне4—1 мм, связ­кой (25% в составе шихты) служит смесь из 75% хроми­та и 25% спеченного магнезита. Изделия прессуют под давлением 170 МПа и обжигают при 1770° С.

Изделия собирают на стенде, их подгоняют друг к другу, шлифуя алмазным инструментом, маркируют, разбирают стенд, упаковывают и отправляют потреби­телям.

Свойства изделий: предел прочности при сжатии 35— 70 МПа, открытая пористость 10—15%, канальная по­ристость 4,6—6,8%, температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа 1640—1750° С, термостойкость 3— 12 теплосмен, дополнительная усадка при 1650° С 0,0— 0,2%, термический коэффициент линейного расширения 12,7-Ю-6 К-1, газопроницаемость 12,5—13,5 иПм, хими­ческий состав, %: 1,5—2,0 Si02,; 5,5—5,9 Fe203; 2,1—2,7 А1203; 1,2—1,7 СаО; 74—81 MgO и 10—15 Cr203; мине­ральный состав: 88—90% периклаза с включениями вто­ричного шпинелида сложного состава, 4—8% остаточ­ного шпинелида примерного состава (Mg, Fe2+) (Cr, Fe3+, A1)204, 3—5% силикатов в виде монтцчеллита, фор­
стерита и (3-2Ca0-Si02. Изделия характеризуются пря­мыми связями: периклаз—шпинелид—периклаз и пери - клаз—периклаз.

Наиболее изнашиваемым элементом вакуум-устано­вок являются всасывающие патрубки, которые с внутрен­ней стороны размываются сталью, а с наружной — шла­ком. В этих условиях наиболее устойчивыми оказались корундовые изделия и корундовый бетон. Стойкость фу­теровки патрубков по лучшим американским результа­там составляет 50—80 плавок. Футеровка всасывающего патрубка на ММК из периклазохромитовых изделий за­вода «Магнезит» имеет такую же стойкость (0,54— 0,78 мм за плавку).