Промышленные новости В условиях глобального перехода промышленности к повышению эффективности и экологичности технология гомогенизированных материалов становится важным технологическим прорывом в таких высокотемпературных отраслях, как черная и цветная металлургия, а также производство цемента. Эта технология, основанная на тщательном отборе сырья, научном подходе к его смешиванию и передовым технологическим процессам, значительно улучшает характеристики и срок службы огнеупорных материалов.

Технологические инновации ведут к преобразованиям в отрасли

Гомогенизированные материалы (Homogenized Material) производятся по передовой технологии, сочетающей мокрый способ производства и обжиг в высокотемпературных туннельных печах; в некоторых продуктах используется технология создания композитных пор, обеспечивающая контроль над микропористой структурой наноуровня. По сравнению с традиционным методом, заключающимся в непосредственном дроблении и обжиге природных минералов, гомогенизированные материалы обладают существенными преимуществами: более однородным химическим составом, более стабильной кристаллической структурой и меньшим содержанием примесей.

Компания Hubei Zhongnai New Material Technology Co., Ltd. выпустила гомогенизированные материалы GM-168 (микропористый легковесный муллитовый материал) и GM-166 (материал для заливки), которые благодаря нанопористой структуре и технологии гомогенного спекания обладают превосходными характеристиками: коэффициент теплопроводности ≤0,8 Вт/(м·К), прочность на сжатие при нормальной температуре ≥50 МПа. Они подходят для футеровки различных установок, работающих в экстремально высоких температурах.

Значительные результаты применения в черной металлургии

В черной металлургии огнеупорные изделия из гомогенизированных материалов показали отличные результаты в конвертерах, электропечах, сталеразливочных ковшах, промежуточных ковшах и воздухонагревателях.

Опыт применения в России Крышки сталеразливочных и промежуточных ковшов, изготовленные из заливочных масс на основе гомогенизированного материала GM-168, выдерживают воздействие прямого пламени при температурах выше 1500 °C, обладают прочностью на сжатие более 45 МПа и образуют «изолирующий слой» со шлаком, эффективно предотвращая проникновение и коррозию шлака.

Применение аналогичных технологий за рубежом Компания Nippon Steel и другие японские компании широко используют гомогенизированные высокоглиноземистые заполнители для повышения однородности и стойкости к термоударам футеровки. Некоторые металлургические заводы в Европе и США также используют гомогенизированный глинозем вместо корунда в рабочих слоях сталеразливочных ковшов и желобах выпуска чугуна из доменных печей, что позволяет снизить затраты и обеспечить требуемые характеристики [ссылка 2].

Производство цемента: технологическое обновление

В производстве цемента, особенно в системах новых вращающихся печей сухого способа, технология гомогенизированных материалов демонстрирует значительные преимущества.

Применение технологии в России Гомогенизированный материал GM-168 показал отличные результаты в подогревателях, воздуховодах и теплоизоляционных слоях вращающихся печей. Изготовленные из него легкие кирпичи имеют коэффициент теплопроводности всего 0,2-0,6 Вт/(м·К) и прочность на сжатие 5-80 МПа. Некоторые цементные заводы уже частично заменили тяжелые заполнители этим материалом без замены оборудования, создавая высокопрочные и низкотеплопроводные высококачественные легкие кирпичи.

Опыт применения аналогичных технологий за рубежом Цементный завод LafargeHolcim в Калужской области (Россия) использовал специально разработанный низкоцементный огнеупорный бетон на основе андалузита при ремонте вращающейся печи, продемонстрировав отличную термомеханическую прочность и щелочестойкость [ссылка 4]. Кроме того, исследования показали, что при совместном использовании гомогенизированных материалов с высокочистыми материалами, такими как кианит, можно получить характеристики, близкие или даже превосходящие характеристики кианита, при этом значительно снизив стоимость сырья [ссылка 3].

Широкие перспективы применения в цветной металлургии

В процессе плавки цветных металлов, таких как алюминий, медь и цинк, технология гомогенизированных материалов демонстрирует огромный потенциал для решения проблем сильной коррозии.

Применение российских материалов Муллитовый заполнитель GM-168 благодаря своей нанопористой структуре и высокой плотности демонстрирует отличную стойкость к проникновению расплавленного алюминия в электролитических ваннах для производства алюминия.

Применение аналогичных технологий за рубежом Канада, являющаяся четвертым по величине производителем первичного алюминия в мире, использует высокоглиноземистые огнеупорные материалы на своих девяти действующих заводах. Компания Alcoa в Австралии также широко использует аналогичные технологии в своей интегрированной системе добычи бокситов, рафинирования глинозема и производства алюминия [ссылка 5]. Эти примеры демонстрируют важное значение технологии гомогенизированных материалов в цветной металлургии.

Исследования показывают, что использование заливочных масс на основе гомогенизированных материалов во футеровке быстроходных и электропечей на предприятиях по плавке меди превосходит по показателям коррозионной стойкости, износостойкости и стабильности структуры при высоких температурах традиционные материалы, что позволяет увеличить интервалы между ремонтами и снизить затраты на техническое обслуживание.

Активное внедрение международными компаниями

Ведущие мировые производители огнеупорных материалов уделяют большое внимание технологии гомогенизации. Компания RHI Magnesita использует гомогенизацию на всех этапах производства, от собственных карьеров до вращающихся печей, широко применяя ее в черной и цветной металлургии, а также в производстве стекла [ссылка 6]. Компания HarbisonWalker International, контролируя сырье и гомогенизируя состав, обеспечивает стабильную работу своих заливочных масс и формованных изделий на американских металлургических заводах [ссылка 7]. Компания Vesuvius использует материалы, содержащие синтетический муллит и гомогенизированный глинозем, в своих изделиях для сталеразливочных ковшов и водоохлаждаемых леток, а также способствует гомогенизации и повторному использованию отработанных огнеупорных материалов, повышая эффективность замкнутого цикла [ссылка 8].

По мнению экспертов отрасли, в условиях перехода промышленности к экологичности и повышению эффективности гомогенизированные материалы станут важной опорой для устойчивого развития высокотемпературного оборудования. Российские продукты, такие как серия GM от компании «ХУБЭЙ ЧЖУННАЙ», являются лидерами в области инноваций, а опыт международных компаний, таких как RHI Magnesita и Vesuvius, подтверждает их глобальную ценность.

Ссылки и источники

1 Ren B., et al. Повышенная стойкость к воздействию щелочных паров боксито-кремниевых огнеупоров для рабочей футеровки вращающихся цементных печей за счет добавления андалузита. Ceramics International. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S027288421832412X

2 Бразильский огнеупорный боксит: новая альтернатива для производителей и потребителей огнеупоров. SciELO Brazil. https://www.scielo.br/j/ce/a/fjDRcXqGbNcLPHh6kdgpSmG/?lang=en

3 Технологические свойства высокоглиноземистых огнеупоров с различным содержанием фосфорной кислоты. Бюллетень Национального исследовательского центра. https://bnrc.springeropen.com/articles/10.1186/s42269-018-0030-5

4 Монтаж Refracon - Ремонт вращающейся печи на цементном заводе LafargeHolcim. https://refraconinstallations.com/en/rotary-kiln-repair-at-lafargeholcim-cement-plant/

5 Alcoa Australia - Интегрированная добыча бокситов, рафинирование глинозема и производство алюминия. https://www.alcoa.com/australia/en/

6 RHI Magnesita. Сырье — движущая сила огнеупорной промышленности. https://www.rhimagnesita.com/

7 HarbisonWalker International. О компании HWI. https://www.thinkhwi.com/

8 Vesuvius Group. Портфель продукции. https://www.vesuvius.com/