Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
В цветной металлургии применяют хромомагнезитовые и магнезитохромитовые огнеупоры. Хромитовых огнеупоров в России не производят, а за рубежом их используют для отделения в кладке основных огнеупоров от кислых; применению этих огнеупоров в большом количестве препятствует поглощение хромитовыми зернами окислов металлов, увеличивающее безвозвратные потери цветных металлов.
В России разработана технология двух типов магнезитохромитового огнеупора, обладающих наибольшей стойкостью в условиях воздействия окислов железа и высоких температур: высокоплотный высокообожженный, по технологии проф. А.С. Френкеля, и периклазошпинелидный, по технологии А.П. Панарина (табл. 6).
Производство последнего освоено на заводе «Магнезит», Запорожском огнеупорном заводе и в огнеупорном цехе металлургического завода им. Петровского.
Износ обычных магнезитохромитовых огнеупоров при воздействии шлаков или печной атмосферы приводит к образованию зональной структуры огнеупора. Легкоплавкие силикатные расплавы, получающиеся в результате взаимодействия жидких и газообразных окислов с рабочей поверхностью кирпича, мигрируют в холодные зоны кирпича, а окислы металлов концентрируются преимущественно в зоне, обращенной к рабочему пространству. В результате образуются переходная спеченная и рабочая зоны с различными коэффициентами термического расширения, обусловливающими возникновение напряжений на границах зон. Одновременно в рабочей зоне, в результате насыщения окислами железа, происходит спекание магнезитовой и разбухание хромитовой составляющих, что обусловливает объемные изменения рабочей зоны; эти изменения и напряжения на границах зон приводят сначала к трещинам, а затем и к cколам кирпича. Интенсивность износа определяется размером скалывающихся участков рабочей зоны и частотой сколов.
В периклазошпинелидном кирпиче образование зон происходит значительно медленнее, чем в обычном сводовом магнезитохромитовом; это обусловлено высокой плотностью периклазошпинелидного кирпича, препятствующей капиллярному всасыванию расплавов, а также малым содержанием примесей (СаО, SiO2). Присутствие последних вызывает образование низкоплавких силикатных расплавов, которые мигрируют в холодные зоны и тем самым создают новые капилляры, по которым происходит дальнейшее поглощение железистых расплавов.
Износ высокоплотного высокообоженного кирпича происходит принципиально иначе, чем у других видов магнезитохромитового кирпича. Кирпич во время службы в своде не скалывается, а изнашивается вследствие оплавления рабочей поверхности. Это, очевидно, следует объяснить отсутствием больших напряжений в кирпиче, обязанным относительно высокой однородности его структуры.
При испытании в своде мартеновской печи периклазошпинелидный кирпич показал интенсивность износа в 1,5 раза меньшую, по сравнению с обычным сводовым магнезитохромитовым, а высокоплотный высокообожженный кирпич — в 2,2 раза меньшую по сравнению с периклазошпинелидным.
Интересно отметить, что в сводах отражательных печей цветной металлургии США применяют безобжиговый магнезитохромитовый кирпич с 20% хромита (хромитовой руды), т. е. с таким, примерно, содержанием хромита, какое имеется в высокоплотном высокообожженном сводовом кирпиче, показавшем наивысшую стойкость в своде мартеновской печи. В последнее время в литературе появилось указание, что специальный кирпич «Chromex В», очевидно хромомагнезитовый, весьма стоек в фурменном поясе конвертеров при выплавке черновой меди.
В США, Англии, Австрии и ФРГ особенно широкое распространение нашли магнезитохромитовые и хромомагнезитовые кирпичи как обожженные, так и безобжиговые на химической связке в обоймах. При этом металлические пластины находятся с двух, трех или четырех сторон, а также и внутри кирпича. При рабочих температурах наружные металлические пластины окисляются, соединяются с огнеупором и связывают в монолит примыкающие друг к другу кирпичи. При внутренних пластинах изделие состоит из нескольких частей, обычно трех. Благодаря небольшой площади сечения каждой из частей, образующих изделие, термостойкость его высокая.
Безобжиговые магнезитохромитовые кирпичи в обоймах, наряду с магнезитовыми в обоймах, широко приц1еняются для устройства сводов отражательных печей и отличаются высокой стойкостью.