Розробка енергозберігаючої технології виробництва вогнетривів для сифонного розливання сталі - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі хімічної технології кераміки та вогнетривів Національної металургійної академії України Міністерства освіти і науки України Науковий керівник:кандидат технічних наук, доцент Пилипчатін Леонід Дмитрович, Національна металургійна академія України (м. Дніпропетровськ), завідувач кафедри хімічної технології кераміки та вогнетривів Захист відбудеться "27" червня 2001 р. о__1400__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.078.02 при Українському державному хіміко-технологічному університеті за адресою: 49005, м.Доцільність виготовлення вогнетривів по такій технології визначається також можливістю скорочення тривалості технологічного циклу виробництва, автоматизацією і механізацією трудомістких виробничих процесів, рішенням ряду екологічних проблем вогнетривкої галузі. У теперішній час технологія виробництва алюмосилікатних виробів для сифонного розливання сталі передбачає високотемпературний випал при температурі 1350 - 1420 0С, що потребує значних паливно-енергетичних витрат і обумовлює утворення газоподібних продуктів згорання палива, які забруднюють навколишнє середовище. Вогнетриви для сифонного розливання сталі, що виготовляються випалювальним способом, за термічною стійкістю не задовольняють умовам служби, і це спричиняє аварійні розливання і значні втрати сталі. Враховуючи сучасну проблему гострого дефіциту паливно-енергетичних ресурсів в Україні, а також необхідність поліпшення термоміцностних властивостей виробів сифонного припасу, розробка енергозберігаючої технології виробництва термостійких вогнетривів для сифонного розливання сталі є надзвичайно актуальною. Методи дослідження - Дослідження фазового і хімічного складу, структури безвипалювальних зразків і виробів проводили з використанням диференційно-термічного, рентгенофазового, хімічного, петрографічного, рентгеноспектрального електроннозондового аналізів та методу інфрачервоної спектроскопії; фізико-керамічні властивості зразків визначали згідно з вимогами ГОСТІВ.Особливу увагу приділено хімічним звязкам, які вживають для виготовлення безвипалювальних алюмосилікатних виробів, і визначено перспективність використання фосфатних звязок, що забезпечують вогнетривам високу механічну міцність, термостійкість, опірність впливу розплавленого металу. Недостатня вивченість реологічних властивостей фосфатних звязок, неоднозначність даних про використання термічної і екстракційної ортофосфорної кислоти та результатів визначення фазового складу алюмосилікатних композицій, що вміщують кислоту, а також обмежена інформація впливу технологічних параметрів виготовлення вогнетривів на рівень їх якості визначили необхідність проведення досліджень у цій області. Встановлено, що введення в шамотно-глинисту масу ортофосфорної кислоти в кількості 3,0 - 5,0 % забезпечує зразкам механічну міцність і водостійкість в межах 31,7 - 55,4 МПА і 10,6 - 18,0 МПА відповідно. Дослідження впливу температури і тривалості нагріву комплексної звязки на змінювання її адгезійних і змочуючих властивостей внаслідок фізико-хімічних процесів взаємодії глинистого компоненту з ортофосфорною кислотою з утворенням алюмофосфорної кислоти надало можливість здійснити спрямоване регулювання показників властивостей комплексної звязки і дозволило оптимізувати параметри її приготування, які забезпечують отримання сирцю з механічною міцністю понад 2,6 МПА і термооброблених зразків з міцністю 39,21 - 40,00 МПА. Вивчені термоміцностні властивості безвипалювальних зразків і встановлено вплив тиску пресування в межах 20 - 60 МПА на змінювання термостійкості безвипалювальних зразків на комплексній звязці і зразків, що виготовлені за випалювальним способом.З використанням методу математичного планування експерименту були отримані рівняння регресії, які дозволили встановити ступінь впливу різних технологічних факторів та їх взаємний вплив на показники властивостей безвипалювальних зразків. На підставі аналізу графічної інтерпретації отриманих рівнянь регресії було визначено оптимальний склад шихти для виготовлення безвипалювальних вогнетривів: шамот 55 - 65 %, суміш глини і каоліну 35 - 45 %, комплексна звязка 6 - 9 (понад 100 %) та здійснено вибір параметрів термообробки, які відповідають максимальній температурі - 500 0С, тривалості витримки - 3 год. Розроблено апаратурно-технологічну схему приготування комплексної звязки і запропоновано для низькотемпературної термообробки безвипалювальних виробів використання реконструйованої тунельної печі або печі конвейєрного типу, які дозволяють знизити тривалість технологічного циклу сушіння і термообробки виробів (у порівнянні з тривалістю випалу) в 1,5 і 4 рази відповідно, повністю механізувати і автоматизувати процеси садки і вивантаження виробів.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ