Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів
In recent decades, domestic and foreign metallurgy has been developing progressive new areas of out-of-furnace processing of steel in ladles (ladle metallurgy) and continuous casting of machines for continuous casting of billets, which provides a high level of steel quality. Bucket metallurgy includ...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/70 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471925136326656 |
|---|---|
| author | Плохіх, Петро Вожол, М. А. Хавалиць, Ю. В. Плохіх, П. А. |
| author_facet | Плохіх, Петро Вожол, М. А. Хавалиць, Ю. В. Плохіх, П. А. |
| author_sort | Плохіх, Петро |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-05-27T06:18:37Z |
| description | In recent decades, domestic and foreign metallurgy has been developing progressive new areas of out-of-furnace processing of steel in ladles (ladle metallurgy) and continuous casting of machines for continuous casting of billets, which provides a high level of steel quality. Bucket metallurgy includes methods of purging steel with inert gases, powders, vacuuming, degassing, desulfurization, carbon removal, dephosphorization, deoxidation, and alloying. In addition, the processes of vacuum-oxygen refining, nitric-oxygen decarburization, vacuum-arc remelting, electroslag remelting, circulating vacuum are widely used. All these operations are carried out in special units of complex steel processing.
The introduction of ladle metallurgy turns steel ladles into reactors that serve not only for transporting and casting steel, but also for the development of new technologies, including refining, alloying, deoxidation, degassing and production of high
 
quality steels with specified special properties. In reactor ladles, the service conditions of refractory lining change, the duration of metal in the ladle increases taking into account the time of its secondary out-of-furnace processing, there is a need to increase the steel temperature during release from the steelmaking unit or by heating in the ladle. All this, of course affects the wear of the lining and reduces the stability, so the requirements for the composition, quality of bucket refractories are growing. Taking into account the chemical composition of steels, methods of secondary processing choose refractories and types of linings.
The choice of ladle refractories is dominated by general trends in the use of basic, neutral, oxygen-free and composite materials. More stable periclase, high-alumina refractories and their modifications are especially widely used.
The use of periclase-limestone, limestone-periclase (dolomite) refractories allows to reduce economic costs while increasing wear resistance by 1.5 times. The use of periclase-carbon products in ladles for machines of continuous casting of blanks allows to increase the stability of the lining to 50–100 pours and reduce the specific consumption of refractories to 4–5 kg/t of steel.
The refractories of the new generation include synthesis systems based on oxides, oxide-oxygen-free and oxygen-free materials.
Refractory systems MgO-CaO-ZrO2-Al2O3-C include periclase (MgO), periclase-limestone (MgO-CaO), limestone-periclase (CaO-MgO), periclase-lime-zirconium (MgO-CaO-ZrO2), limestone (CaO), spinel (74 % Al2O3, 23 % СаО), periclase-spinel (MgO-Al2O3), spinelcorundum (Al2O3-MgO-C) with the addition of carbon alloying or without carbon (graphite), periclasecarbon (MgO-C), periclase-spinel-carbon (MgO-Al2O3-C) et al.
In ladle metallurgy, their use is expanding, but given the relatively high cost so far, these refractories are used as additives, bonds in individual structural elements, coatings, coatings, impregnations.
In accordance with the conditions of service to ladle refractories have high requirements for thermophysical properties. Refractories for the working layer of the lining must have high fire resistance temperatures, softening under load, have sufficient strength characteristics at high temperatures. They have to be dense, heat-resistant, slag-retaining, to have the maximum shrinkage, consistency of volume, accuracy of the sizes. Due to the different conditions of service and the many requirements for the choice of bucket supplies are differentiated taking into account the properties of refractories, design features and purpose of the bucket.
Taking into account all the above, a number of measures have been developed in the converter shop of PJSC MK Azovstal, which allowed to increase the performance and stability of steel bucket linings, reduce the cost of refractory materials by 7.7 % and get a significant economic effect. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:16Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-70 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:16Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-702023-05-27T06:18:37Z Service conditions of steel-pouring ladle lining and conditions for refractory materials Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів Плохіх, Петро Вожол, М. А. Хавалиць, Ю. В. Плохіх, П. А. refractory ladle treatment steel bucket stability casting вогнетрив позапічна обробка сталерозливний ківш стійкість розливання In recent decades, domestic and foreign metallurgy has been developing progressive new areas of out-of-furnace processing of steel in ladles (ladle metallurgy) and continuous casting of machines for continuous casting of billets, which provides a high level of steel quality. Bucket metallurgy includes methods of purging steel with inert gases, powders, vacuuming, degassing, desulfurization, carbon removal, dephosphorization, deoxidation, and alloying. In addition, the processes of vacuum-oxygen refining, nitric-oxygen decarburization, vacuum-arc remelting, electroslag remelting, circulating vacuum are widely used. All these operations are carried out in special units of complex steel processing. The introduction of ladle metallurgy turns steel ladles into reactors that serve not only for transporting and casting steel, but also for the development of new technologies, including refining, alloying, deoxidation, degassing and production of high   quality steels with specified special properties. In reactor ladles, the service conditions of refractory lining change, the duration of metal in the ladle increases taking into account the time of its secondary out-of-furnace processing, there is a need to increase the steel temperature during release from the steelmaking unit or by heating in the ladle. All this, of course affects the wear of the lining and reduces the stability, so the requirements for the composition, quality of bucket refractories are growing. Taking into account the chemical composition of steels, methods of secondary processing choose refractories and types of linings. The choice of ladle refractories is dominated by general trends in the use of basic, neutral, oxygen-free and composite materials. More stable periclase, high-alumina refractories and their modifications are especially widely used. The use of periclase-limestone, limestone-periclase (dolomite) refractories allows to reduce economic costs while increasing wear resistance by 1.5 times. The use of periclase-carbon products in ladles for machines of continuous casting of blanks allows to increase the stability of the lining to 50–100 pours and reduce the specific consumption of refractories to 4–5 kg/t of steel. The refractories of the new generation include synthesis systems based on oxides, oxide-oxygen-free and oxygen-free materials. Refractory systems MgO-CaO-ZrO2-Al2O3-C include periclase (MgO), periclase-limestone (MgO-CaO), limestone-periclase (CaO-MgO), periclase-lime-zirconium (MgO-CaO-ZrO2), limestone (CaO), spinel (74 % Al2O3, 23 % СаО), periclase-spinel (MgO-Al2O3), spinelcorundum (Al2O3-MgO-C) with the addition of carbon alloying or without carbon (graphite), periclasecarbon (MgO-C), periclase-spinel-carbon (MgO-Al2O3-C) et al. In ladle metallurgy, their use is expanding, but given the relatively high cost so far, these refractories are used as additives, bonds in individual structural elements, coatings, coatings, impregnations. In accordance with the conditions of service to ladle refractories have high requirements for thermophysical properties. Refractories for the working layer of the lining must have high fire resistance temperatures, softening under load, have sufficient strength characteristics at high temperatures. They have to be dense, heat-resistant, slag-retaining, to have the maximum shrinkage, consistency of volume, accuracy of the sizes. Due to the different conditions of service and the many requirements for the choice of bucket supplies are differentiated taking into account the properties of refractories, design features and purpose of the bucket. Taking into account all the above, a number of measures have been developed in the converter shop of PJSC MK Azovstal, which allowed to increase the performance and stability of steel bucket linings, reduce the cost of refractory materials by 7.7 % and get a significant economic effect. В останні десятиріччя у вітчизняній та закордонній металургії розвиваються прогресивні нові напрями позапічної обробки сталі в ковшах (ковшова металургія) та безперервне розливання на машинах безперервного лиття заготовок, що забезпечує високий рівень якості сталі. Ковшова металургія включає способи продувки сталі інертними газами, порошками, вакуумування, дегазації, десульфурації, видалення вуглецю, дефосфорацію, розкислення, а також легування. Крім того, широко використовують процеси вакуумно-кисневого рафінування, азотно-кисневого зневуглецювання, вакуумно-дугового переплаву, електрошлакового переплаву, циркуляційного вакуумування. Всі ці операції проводять в спеціальних агрегатах комплексної обробки сталі. Впровадження ковшової металургії перетворює сталерозливні ковші в реактори, які служать не тільки для транспортування та розливання сталі, але і для освоєння нових технологій, включаючи рафінування, легування, розкислення, дегазацію і отримання високоякісних сталей з заданими спеціальними властивостями. В ковшах-реакторах змінюються умови  служби вогнетривкої футеровки, збільшується тривалість перебування металу в ковші з урахуванням часу його вторинної позапічної обробки, виникає необхідність підвищення температури сталі під час випуску із сталеплавильного агрегата або за рахунок підігріву в ковші. Все це, безумовно, впливає на знос футеровки та сприяє зниженню стійкості, тому вимоги до складу, якості ковшових вогнетривів зростають. З урахуванням хімічного складу сталей, способів вторинної обробки вибирають вогнетриви та види футеровки. У виборі ковшових вогнетривів переважають загальні тенденції використання основних, нейтральних, безкисневих та композиційних матеріалів. Особливо широко використовують більш стійкі периклазові, високоглиноземисті вогнетриви та їх модифікації. Застосування периклазовапняних, вапняковопериклазових (доломітових) вогнетривів дозволяє знизити економічні витрати при підвищенні зносостійкості в 1,5 рази. Використання периклазовуглецевих виробів в ковшах для машин безперервного лиття заготовок дозволяє підвищити стійкість футеровки до 50–100 наливів та знизити питомі витрати вогнетривів до 4–5 кг/т сталі. До вогнетривів нового покоління відносять синтез-системи на базі оксидів, оксидно-безкисневих та безкисневих матеріалів. Вогнетривкі системи MgO-CaO-ZrO2-Al2O3-C включають периклазні (MgO), периклазовапнякові (MgO-CaO), вапняковопериклазні (CaO-MgO), периклазовапняковоцирконієві (MgO-CaO-ZrO2), вапняні (СаО), шпінельні (74 % Al2O3, 23 % СаО), периклазошпінельні (MgO-Al2O3), шпінель-корундові (Al2O3-MgO-С) з добавками легуючого вуглецю або без вуглецю (графіту), периклазовуглецеві (MgO-С), периклазошпінельвуглецеві (MgO-Al2O3-С) та ін. В ковшовій металургії їх застосування розширюється, але з урахуванням порівняно високої вартості поки що вказані вогнетриви використовують в якості добавок, як зв'язок в окремих елементах конструкції, покриттях, обмазках, пропитках. Відповідно до умов служби до ковшових вогнетривів пред'являють високі вимоги за теплофізичними властивостями. Вогнетриви для робочого шару футеровки повинні володіти високими температурами вогнетривкості, розм’якшення під навантаженням, мати достатньо міцнісні характеристики при високій температурі. Бути щільними, термостійкими, шлакоутримуючими, володіти максимальною усадкою, постійністю об’єму, точністю розмірів. В зв’язку з різноманітними умовами служби та багатьма вимогами до вибору ковшового припасу підходять диференційовано з урахуванням властивостей вогнетривів, особливостей конструкції та призначення ковша. З урахуванням всього вищесказаного, в конвертерному цеху ПрАТ «МК «Азовсталь» розроблено ряд заходів, які дозволили підвищити експлуатаційні характеристики та стійкість футеровки сталерозливних ковшів, знизити витрати на вогнетривкі матеріали на 7,7 % та отримати значний економічний ефект. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-05-27 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/70 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 29 No. 3 (2021): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 29 № 3 (2021): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/70/70 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | вогнетрив позапічна обробка сталерозливний ківш стійкість розливання Плохіх, Петро Вожол, М. А. Хавалиць, Ю. В. Плохіх, П. А. Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| title | Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| title_alt | Service conditions of steel-pouring ladle lining and conditions for refractory materials |
| title_full | Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| title_fullStr | Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| title_full_unstemmed | Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| title_short | Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| title_sort | умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів |
| topic | вогнетрив позапічна обробка сталерозливний ківш стійкість розливання |
| topic_facet | refractory ladle treatment steel bucket stability casting вогнетрив позапічна обробка сталерозливний ківш стійкість розливання |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/70 |
| work_keys_str_mv | AT plohíhpetro serviceconditionsofsteelpouringladleliningandconditionsforrefractorymaterials AT vožolma serviceconditionsofsteelpouringladleliningandconditionsforrefractorymaterials AT havalicʹûv serviceconditionsofsteelpouringladleliningandconditionsforrefractorymaterials AT plohíhpa serviceconditionsofsteelpouringladleliningandconditionsforrefractorymaterials AT plohíhpetro umovislužbifuterovkistalerozlivnihkovšívívimogiproponovanídovognetrivkihmateríalív AT vožolma umovislužbifuterovkistalerozlivnihkovšívívimogiproponovanídovognetrivkihmateríalív AT havalicʹûv umovislužbifuterovkistalerozlivnihkovšívívimogiproponovanídovognetrivkihmateríalív AT plohíhpa umovislužbifuterovkistalerozlivnihkovšívívimogiproponovanídovognetrivkihmateríalív |