Шарандін К.М. Розробка і впровадження ресурсозберігаючої технології підвищення стійкості футерівки конвертера з використанням магнезіальних матеріалів на основі вітчизняної сировини
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.02 – «Металургія чорних і кольорових металів та спеціальних сплавів». Інститут промислових та бізнес технологій українського державного університету науки і технологій, Дніпро, 2024.
Дисертаційна робота присвячена вивченню і розвитку наукових уявлень про особливості ведення конвертерної плавки за умови періодичного нанесення гарнісажу на робочий шар футерівки, динаміки формування робочого шлаку на основі магнезитових відходів, а також періодичного гарячого ремонту методом підварювання саморозтічними магнезіальними масами.
Робота є комплексним дослідженням, що ґрунтується на використанні розроблених унікальних методів фізичного моделювання та сучасних методик математичного моделювання. Адекватність створених моделей підтверджується співвідношенням результатів математичного, фізичного моделювання та теоретичних досліджень з промисловими експериментами нанесення гарнісажу і підварювання місць локального зносу футерівки конвертера.
Встановлено, що з підвищенням кількості диспергованої твердої (нерозчиненої) фази у шлаку його в'язкість зростає. При досягненні концентрації 7-9% «зернової» фази шлак має «задовільну» в'язкість для виконання операції набризкування. А зі збільшенням кількості «зерен» до 10% і більше спостерігається різке підвищення в'язкості пов'язане з інтенсивною гетерогенізації розплаву.
Вперше сформульовано концептуальний підхід до хіміко-гранулометричних параметрів модифікаторів, що дозволяють забезпечити цілеспрямоване управління фізико-хімічними властивостями кінцевого конвертерного шлаку. Наявність у магнезіальному брикеті важкорозчинних компонентів у кількості 60 - 65% (мас.), з яких щонайменше 80%, мають фракцію 2-6 мм, забезпечують необхідний обсяг «зернового» наповнювача і формування арматурного «скелета» в охолодженому гарнісажі. При цьому легкорозчинний, дрібнодисперсний, магнезійний компонент, взятий у кількості 40 - 45% (мас.) насичує шлак оксидом магнію до рівня 7-8%, вже в перші секунди процесу роздування.
Практичне значення мають запропоновані та впроваджені в технологічний процес рекомендації щодо вибору флюсів для формування гарнісажу для нанесення на робочу поверхню футерівки конвертера і параметрів нанесення гарнісажу, а також вибору компонентів флюсу, в тому числі з відходів магнезіальних виробів.
Застосування розроблених флюсів дозволяє підвищити стійкість футерівки конвертера, мінімізувати питомі витрати імпортних вогнетривів на основі магнезиту, а також підвищити продуктивність конвертера.
Розроблені технологічні рекомендації забезпечують підвищення стійкості робочого шару футерівки конвертера і, відповідно, зменшують питому витрату вогнетривів у середньому на 1,2 - 3,5 кг/т сталі.
Практичне значення мають запропоновані та впроваджені в технологічний процес рекомендації щодо вибору магнезіальних, саморозтічних, підварювальних мас для гарячого ремонту зон випереджаючого (локального) зносу футерівки конвертера.
Застосування розроблених вітчизняних саморозтічних мас дозволяє практично повністю мінімізувати залежність підприємств від імпортних аналогів, підвищити стійкість футерівки агрегатів і їх продуктивність, а також знизити питомі витрати вогнетривів на 0,003 - 0,01 кг/т сталі.
Ключові слова: конвертер, футерівка, випереджаючий знос, гарячий ремонт, набризкування шлаку, магнезіальні флюси модифікатори, підварювання, саморозтічна маса, питомі витрати.
