ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ НА СТОЙКОСТЬ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Одним из направлений повышения эффективности сталеплавильного производства является увеличение срока службы огнеупорной футеровки. Стойкость футеровки определяется составом и свойствами огнеупоров, условиями ее выполнения и последующей эксплуатацией. Изучено влияние параметров выплавки стали на стойкость огнеупорной футеровки гибких модульных печей (ГМП), эксплуатируемых в условиях электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) АО «Уральская Сталь» с 2019 г. Особенностью ГМП является возможность работы как в режиме дуговой сталеплавильной печи (ДСП), так и в режиме без использования электрической энергии, то есть по технологии конвертерной плавки с повышенной долей чугуна. Стойкость футеровки ГМП за исследуемые кампании изменялась в широких пределах от 270 до 450 плавок при среднем значении в 328 плавок. Приведены результаты исследования влияния основных технологических параметров выплавки стали в гибкой модульной печи на стойкость футеровки стен и подины. Показано, что основными технологическими факторами, определяющими стойкость футеровки и длительность кампании ГМП, являются продолжительность простоев (межплавочных периодов), окисленность шлака и содержание в нем оксида MgO. Получены количественные зависимости влияния исследуемых технологических параметров плавки на стойкость огнеупорной футеровки. Разработаны технологические рекомендации, позволяющие продлить срок службы огнеупорной футеровки: снижение продолжительность межплавочных периодов, уменьшение переокисления металла и шлака в результате остановки продувки при заданном содержании углерода (в соответствии с выплавляемой маркой стали), повышение содержания оксида MgO в шлаке до 8 ‒ 10 %. Выполнение технологических рекомендаций позволит увеличить стойкость огнеупорной футеровки минимум на 25 % с соответствующим снижением расходов на огнеупоры и ремонты.

Об авторах

Евгений Вячеславович Женин

Новотроицкий филиал НИТУ «МИСИС»

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhenin.ev@misis.ru
Россия

Алексей Николаевич Шаповалов

Новотроицкий филиал НИТУ «МИСИС»

Email: alshapo@misis.ru
ORCID iD: 0000-0003-0888-814X

Список литературы

  1. Briggs J. The Refractories Industry – A Review. Materials Technology. 2005;20(4):225–232. https://doi.org/10.1080/10667857.2005.11753145
  2. Вислогузова Э.А., Кащеев И.Д., Земляной К.Г. Анализ влияния качества периклазоуглеродистых огнеупоров на стойкость футеровки конвертеров. Новые огнеупоры. 2013;3:127–133. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2013-3-127-133
  3. Серова Л.В., Чудинова Е.В., Хороших М.А. Разработка критериев оценки качества периклазоуглеродистых огнеупоров и их влияние на повышение стойкости футеровок конвертеров. Черные металлы. 2015;5(1001):21–23.
  4. Roy I., Halder D., Mishra B. Development of Improved Quality Magnesia Carbon Brick by Incorporation of Industrial Grade Functionalised Multi-Walled Carbon Nanotube. Interceram – International Ceramic Review. 2017;66:58–62. https://doi.org/10.1007/BF03401231
  5. Манашев И.Р. Возможности повышения стойкости футеровок металлургических агрегатов путем применения в производстве огнеупоров новых композиционных СВС-материалов. Теория и технология металлургического производства. 2022;2(41):4–11.
  6. Шевченко Е.А., Шаповалов А.Н., Дёма Р.Р., Колдин А.В. Влияние технологических параметров плавки на стойкость футеровки дуговой сталеплавильной печи в условиях АО «Уральская Сталь». Новые огнеупоры. 2019;7:3–7. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-3-7
  7. Sadri A., Cornett H., Mosnier M., Ying W.L., Ferrer B. Furnace Refractory Lining Barrier Monitoring Tools and Techniques. In: Metallurgy and Materials Society of CIM (eds) Proceedings of the 63rd Conference of Metallurgists, COM 2024. Springer, Cham. 2025:793–802. https://doi.org/10.1007/978-3-031-67398-6_135
  8. Nath D., Maji S., Singh A.K. Modeling of Arcing, Scrap Melting, and Temperature Evolution in the Refractory of a Lab-Scale Direct Current-Electric Arc Furnace. Steel research international. 2025;2300696.
  9. https://doi.org/10.1002/srin.202300696
  10. Кузнецов М.С., Гареев Р.Р., Михеев А.Е. Пути повышения стойкости футеровки рабочего слоя металлургических агрегатов электросталеплавильного производства АО «Уральская Сталь». Теория и технология металлургического производства. 2021;2(37):7–10.
  11. Искаков И.Ф., Валиахметов А.Х., Кузнецов М.С., Проскуровский Д.А., Шепелев Д.А. Особенности технологии выплавки стали в 120-тонных гибких модульных печах АО «Уральская Сталь». Теория и технология металлургического производства. 2021;2(37):19–23.
  12. Бигеев A.M., Бигеев В.А. Металлургия стали. Теория и технология плавки стали. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова. 2000:544.
  13. Кудрин В.А. Теория и технология произ-водства стали. Москва: Мир; ООО «Изда-тельство АСТ». 2003:528.
  14. Гудим Ю.А., Зинуров И.Ю., Киселев А.Д. Производство стали в дуговых печах. Конструкции, технология, материалы. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010:547.
  15. Dai Y., Li J., Yan W. and Shi C. Corrosion mechanism and protection of BOF refractory for high silicon hot metal steelmaking process. Journal of Materials Research and Technology. 2020;9(3):4292–4308.
  16. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.02.055
  17. Shapovalov A.N., Dema R.R., Nefed'ev S.P. Improving the Efficiency of Steel De-Oxidation at the Ural Steel. Materials Science Forum. 2020;989:400–405.
  18. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.989.400
  19. Шаповалов А.Н., Голубцов В.А., Бакин И.В., Рябчиков И.В. Применение комплексных модификаторов для снижения загрязненности стали коррозионно-активными неметал-лическими включениями. Черные металлы. 2020;6(1062):4–10.
  20. Куницын Г.А., Кузнецов М.С., Шаповалов А.Н., Бакин И.В. Применение комплексных мо-дификаторов при производстве стали с повышенными требованиями по неметалли-ческим включениям. Черные металлы. 2022;5(1085):9–15. https://doi.org/10.17580/chm.2022.05.02
  21. Кащеев И.Д. Рабочие свойства и примене-ние огнеупоров в промышленных печах. Новые огнеупоры. 2008;2:3–5.
  22. Schacht C. ed. Refractory Linings: Thermomechanical Design and Applications: CRC Press, Boca Raton. 2019:504.
  23. https://doi.org/10.1201/9780203741078
  24. Oliveira R.L.G., Rodrigues J.P.C., Pereira J.M., Lourenço P.B., Marschall H.U. Thermomechanical behaviour of refractory dry-stacked masonry walls under uniaxial compression, Engineering Structures. 2021;240:112361. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112361
  25. Григорьев А.С., Данильченко С.В., Заболотский А.В., Мигашкин А.О., Турчин М.Ю., Хадыев В.Т. Особенности разрушения футеровки в оборудовании разного размера. Новые огнеупоры. 2022;1(12):3–11.
  26. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-12-3-11
  27. Lee W.E., Zhang S. Melt corrosion of oxide and oxide–carbon refractories. International Materials Reviews. 1999;44(3):77–104. https://doi.org/10.1179/095066099101528234
  28. Qin J., Qi, J. L. Analysis on the Refractory Erosion of the Electric Arc Furnace and Study on the Measures of Protecting the Furnace Lining. Advanced Materials Research. Trans Tech Publications Ltd. 2012; 602–604:2082–2086. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.602-604.2082
  29. Biswas S., Sarkar D. Refractory Practice in Electric Arc Furnace. In: Introduction to Re-fractories for Iron- and Steelmaking. Springer, Cham.2020:249–267. https://doi.org/10.1007/978-3-030-43807-4_5
  30. Pang Z., Zuo H. Corrosion Behavior of MgO ‒ C Refractory in the Electric Arc Furnace that Entirely Uses Direct Reduced Iron as Raw Materials. In: Advances in Pyrometallurgy (TMS 2024). The Minerals, Metals & Materials Series. Springer, Cham. 2024.157–170. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50176-0_12
  31. Кушнарёв А.В., Вислогузова Э.А., Устенко А.С., Ремиго С.А. Опыт использования MgO-содержащих материалов для повышения стойкости футеровок конвертеров. Новые огнеупоры. 2007;4:3–5.
  32. Шевченко Е.А., Шаповалов А.Н., Братковский Е.В. Повышение стойкости футеровки дуговых сталеплавильных печей путем совершенствования шлакового режима с применением магнийсодержащих материалов. Черные металлы. 2018;9:16–21.
  33. Бабенко А.А., Смирнов Л.А., Протопопов Е.В., Михайлова Л.Ю. Теоретические основы и технология выплавки стального полупродукта в конвертерах и ДСП под магнезиальными шлаками. Известия вузов. Черная Металлургия. 2020;63(7):491–498.
  34. Кащеев И.Д., Терентьев Е.А., Демидов К.Н., Борисова Т.В., Марясев И.Г. Свойства и структура магнезиальных модификаторов конвертерных шлаков. Новые огнеупоры. 2007;2:27–32.
  35. Сметанников А.В., Шуклин А.В., Захарова Т.П., Фейлер С.В., Неунывахина Д.Т. Примене-ние перспективных флюсообразующих материалов для повышения стойкости футеровки дуговой сталеплавильной печи. Сталь. 2019;7:28–30.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета»

Свидетельство о регистрации: ПИ № ФС77-77872 от 03.03.2020 г.

Журнал имеет международный стандартный номер сериального издания ISSN 2304-4497 (Print) и подписной индекс в каталоге «Урал-Пресс» – 41270

Учредитель:

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Адрес редакции:

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, Центральный район, ул. Кирова, зд. 42, Сибирский государственный индустриальный университет, каб. 483гт, тел. 8-950-270-44-88

Ответственный за выпуски: Запольская Е.М. 

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, Россия

Исключительные авторские права на статьи принадлежат авторам ©

Обработка персональных данных

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).