Огнеупорные решения для производства базальтового волокна: от плавки до выработки

Фото: © Сергей Огарышев, 2020.

Введение

Зачем строить базальтовую печь из материалов, которые априори не подходят для данных целей? По каким причинам мы так часто видим э/п АЦС в контакте с базальтовым расплавом, если все знают, что это не работает? Стоит внимательно присмотреться к рынку базальтового волокна, и становится ясно, что список подобных вопросов будет длинным, тут действительно много необъяснимого.

В этой статье СЕФПРО предлагает вместе подумать над некоторыми крайне важными вопросами:

– Как нам сделать кампании базальтовых печей максимально продолжительными и безопасными?

– За счет чего мы можем значительно сократить количество обрывов непрерывной нити?

– ДЭП в базальтовых печах: действительно ли существуют хромоксидные огнеупорные решения для электродных блоков?

– Почему очевидные решения для верхнего строения не приносят должного результата?

Итак

Когда речь идет о продолжительности кампании печи, то фактор выбора подходящих материалов для контакта с расплавом ничем не уступает по значимости качеству проекта, сборки, выводки, эксплуатации. Стоит промахнуться в чем-то одном – и это конец.

Опыт успешных проектов однозначно говорит, что применение хромоксидных огнеупоров в контакте с базальтовым расплавом – это очевидная необходимость. И тут давайте подумаем, какое решение подойдет Вашему проекту:

1. Применение изопрессованных хромоксидных огнеупоров типа C1215Z (рис. 1). Данное решение имеет очевидное преимущество в плане коррозионной стойкости, обеспеченное высоким содержанием оксида хрома и плотной структурой С1215Z благодаря использованию изостатического прессования. Также присутствие небольшого количества оксида циркония в составе С1215Z позволило повысить термостойкость данного материала.

Рис. 1. Типовой химический состав C1215Z

Второй немаловажный нюанс в пользу С1215Z– это тонкодисперсность исходного сырья, дающая возможность производителю непрерывного волокна лимитировать обрывность нити, что напрямую отражается на эффективности производства.

В случае с С1215Z не стоит забывать о широкой географии поставок, а именно – с заводов СЕФПРО в США и Китае. Тут и строгие стандарты качества, и применение новейших принципов работы в соответствии с Industry 4.0, спец. программы «Сен-Гобен», например, WCM, нацеленные на оптимизацию и непрерывное совершенствование рабочего процесса и технологии, – действительно есть, чем гордиться.

2. Вибролитые и прессованные материалы гамм WOOL и ZIRCHROM. Среди преимуществ WOOL (рис. 2 и 3) и ZIRCHROM – достаточный уровень коррозионной стойкости, высокое удельное эл. сопротивление, термостойкость, а также ценовой фактор.

Рис. 2. Типовой химический состав WOOL 30

Рис. 3. Типовой химический состав WOOL 50

Опираясь на опыт наших клиентов, можно смело говорить о том, что коррозионная стойкость данных материалов вполне достаточна для применения в контакте с базальтовыми расплавами. В свою очередь лабораторные исследования свидетельствуют об оптимизированном профиле коррозии материалов данной гаммы, что положительно сказывается как на сроке службы, так и на снижении частоты обрывности непрерывного волокна.

Рис. 4. Профиль коррозии WOOL 30 / 50 и сопоставление коррозионной стойкости WOOL vs. э/п АЦС

Немаловажным фактором в пользу WOOL/ZIRCHROM является то, что ZIRCHROM модификации Эйч-И-Ар (HER), можно использовать для электродных блоков в случае газоэлектрических ванных печей (рис. 5 и 6). Это решение придется по вкусу тем, кто применяет в своих печах ДЭП, памятуя о склонности базальта к кристаллизации. Более того, силами нашего исследовательского центра SGR PROVENCE мы по запросам наших партнеров сопоставляем удельные электрические сопротивления ZIRCHROM HER и конкретного базальта. Это обеспечивает дополнительную уверенность при выборе материала для зоны ДЭП.

Рис. 5. Типовой химический состав ZIRCHROM HER

Рис. 6. Типовые физические свойства ZIRCHROM HER

В случае WOOL/ZIRCHROM можно рассчитывать и на альтернативы в плане географии поставок, будь то заводы SEFPRO во Франции или в США, что гарантирует гибкость по срокам и независимость от колебаний евро/доллар.

Что же касается стен пламенного пространства, то альтернатив тут не так много, как кажется, ведь применение муллитовых, силлиманитовых, цирконмуллитовых и магнезитовых материалов давно перестало оправдывать ожидания производителей базальтового волокна, гонящихся за продолжительными кампаниями печей. Принимая во внимание жесткие условия эксплуатации, обусловленные высокими температурами и агрессивной средой, включая значительное абразивное воздействие сырьевых компонентов в зонах загрузки шихты, можно говорить о том, что эффективно работающих решений лишь два – это, в первую очередь, э/п АЦС, а также использование на ограниченных участках пламенного пространства вибролитых и прессованных хромоксидных материалов.

P.S.

При работе над данной статьей нашей целью было проиллюстрировать решения от СЕФПРО, поделиться нашим видением и опытом, порассуждать на наиболее острые темы. Конечный выбор остается за Вами, оба автора – в Вашем полном распоряжении, а продолжение следует.

Андрей Кубанцев, менеджер по продажам в России и странах СНГ, SEFPRO, Россия.

Сириль Жорри, менеджер рынка непрерывного волокна, SEFPRO, Франция.

https://www.sefpro.com/ru/sefpro

sefpro.cis@saint-gobain.com