Разработка ученых НИТУ МИСИС продлит срок службы огнеупорных изделий на 20-30%

     Специалисты Университета МИСИС нашли способ продлить на 20-30% срок службы огнеупорных изделий, которые играют вспомогательную роль в металлургической отрасли при производстве чугуна и стали. Для улучшения качества и рентабельности продукции в состав огнеупорного бетона необходимо ввести добавку наноразмерного диоксида кремния (SiO). Энергоэффективную установку, которая гомогенно распределяет добавку и воздействует на структуру материала, а также саму технологию модифицирования разработали учёные НИТУ МИСИС совместно с НПП "Интор" (г.Новочеркасск).
     
     Огнеупорные бетоны состоят из смеси высокотемпературных заполнителей: муллита, корунда, боксита, андалузита, различных форм глинозема, мелкодисперсных компонентов и специальных добавок. В составе также обязательно присутствует важная часть - огнеупорное вяжущее (гидратационное, силикатное, фосфатное или органическое), чаще всего это глиноземистые цементы на основе алюминатов кальция. Муллитокорундовые, корундовые и другие высокоглиноземистые огнеупорные бетоны широко применяются в металлургической, цементной и нефтехимической промышленности. Они используются в условиях повторяющихся механических и температурных нагрузок свыше 1580°С, а также при воздействии расплавов чугуна, стали и шлаков. В связи с этим показатели стойкости у некоторых изделий низкие, например срок службы огнеупорной фурмы для продувки аргоном установки печь-ковш составляет всего 130 минут, а опорные блоки телег листопрокатного цеха выходят из строя за 60-70 дней.
     
     Чтобы улучшить эксплуатационные и физико-механические характеристики огнеупорных материалов и снизить их удельный расход, в их состав можно вводить различные добавки, в том числе наночастицы оксидов кремния, алюминия и др. Важно подобрать тип и точную концентрацию добавки, а также добиться высокой степени однородности распределения наночастиц в объеме вяжущего материала.
     
     "В качестве добавки в состав огнеупорного бетона мы ввели наноразмерный диоксид кремния. Он обладает гидрофильными свойствами, производится в больших количествах и является коммерчески доступным сырьем. Наноразмерный SiO связывает частицы глиноземистого цемента, а также заполняет поры и свободное пространство между частицами, за счет чего происходит образование более плотной и прочной структуры огнеупорного материала. Результаты испытаний показали, что введение в состав смеси 1% наноразмерной добавки SiO увеличивает прочность, плотность, шлакоустойчивость и стойкость контрольных изделий огнеупорных бетонов на 20-23%", - отметил автор исследования, научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Дмитрий Суворов.
     
     По результатам опытных испытаний, добавка наноразмерного SiO к бетонной композиции увеличила срок службы огнеупорного блока телеги листопрокатного цеха на 25%, т.е. с 67 дней до 84. Средний срок службы огнеупорной фурмы с добавлением диоксида кремния вырос на 35%, составив 175 мин против стандартных 130 мин. Использование этой технологии поможет сэкономить расход изделий с 30-50 штук в месяц, до 20-30. Апробация технологии и промышленные испытания огнеупорных изделий проходили на базе ПАО "Северсталь" с привлечением соисполнителя - ООО "Функциональные наноматериалы". Подробно исследование описано в научном журнале Refractories and Industrial Ceramics.
     

     Результаты исследования ученых НИТУ МИСИС позволят сократить расход огнеупорных изделий и повысить рентабельность их производства.
     
     
     Источник:
     https://www.metalinfo.ru