Наука Казахстана

Разработка и производство нового класса огнеупоров

08.01.2024

1194



Исследователи Института проблем горения работают над созданием научных и практических основ использования промежуточных продуктов и некондиционных отходов металлургии для производства нового класса огнеупоров, получаемых в режиме твердофазного горения. 

Казахстанскими учёными разработана технология получения углеродсодержащих огнеупоров из минерального сырья РК, основанная на СВС, известном также как синтез горением.

Для Казахстана, располагающего мощной металлургической промышленностью, разработка и производство нового класса огнеупоров является актуальной проблемой, ввиду отсутствия сколько-нибудь значимой собственной огнеупорной промышленности.

В стране накоплены сотни миллионов тонн техногенных отходов металлургии, которые не только лежат бесполезным грузом, но и оказывают сильное негативное влияние на окружающую среду.

 Например, на Актюбинском заводе ферросплавов на складах временного хранения и в отвалах хранятся десятки миллионов тонн хромсодержащих пылей рукавных и циклонных фильтров, которые содержат 30-40% оксида хрома. Они практически не поддаются обогащению, а возвращать их в оборот ферросплавного производства малоэффективно.

Также накоплено значительное количество огнеупорного лома и графита в виде отработанных электродов, боя, и т.д. а также металлургических шлаков, содержащих до 60% оксида магния, которые активно подвергаются воздушной и водной эрозии, загрязняя атмосферу и почву, хотя и могут стать доступной сырьевой основой для создания и производства углеродсодержащих огнеупоров, получаемых методом СВС. 

Создание научно-технических и технологических основ производства новых огнеупорных материалов, в том числе и углеродсодержащих, методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза или твердопламенного горения является актуальной научно-прикладной задачей. 

В ходе реализации научного проекта исследованы шлаки высокоуглеродистого феррохрома (ВУФХ) и кеки ферросплавного производства в качестве сырья для получения огнеупорных углеродсодержащих СВС-материалов.

 Показано, что СВС-технология позволяет увеличивать в составе масс количество огнеупорных фаз с уменьшением легкоплавких силикатных составляющих в результате их распада при термохимической реакции. 

Разработаны и оптимизированы углеродсодержащие составы шихт состава А (шлак и кек) и состава В (кек) с добавками алюминия, кремния, фракционного состава и определены их технические свойства, а также фазово-минеральный состав. 

Рассчитаны температурные напряжения и удельные тепловые потоки при скорости нагрева рабочей поверхности от 4,3 до 55 о С/мин с изотермической выдержкой изделий при 1300 о С, установлена термическая стойкость. 

По температурным градиентам в промежуточных гипотетических слоях СВС-изделий составов А и В установлены коэффициенты критериальной термической стойкости по отношению прочности к температурному напряжению, которые показали, что термостойкость не является постоянной величиной и она может повышаться или снижаться в зависимости от состава, температуры или структуры огнеупора.

Научный проект: АР08857429 «Разработка технологии получения огнеупорных материалов в режиме твердофазного горения и реакционного спекания из отходов металлургических производств»

Научный руководитель Фоменко С.М., ведущий научный сотрудник, кандидат химических наук

«« | »»
Последние новости