Шамотные огнеупоры 

по низкой цене!!!

Подробнее

Изделия огнеупорные шамотные барьерные марки БШИ, БШИ-2

Применение: для футеровки электролизеров алюминиевой промышленности и других тепловых агрегатов.

Физико - химические показатели БШИ, БШИ-2 Изделия огнеупорные шамотные барьерные для футеровки алюминиевых электролизеров соответствуют:

БШИ-1 ТУ 1549-058-05802299-2006

БШИ-2 ТУ 1549-066-05802299-2008

Технические характеристики

Изготовление изделий возможно по чертежам заказчика.

Форма и размеры изделий соответствуют ГОСТ 8691.

Предельные отклонения размеров изделий в мм

До настоящего времени производство огнеупоров в России было ориентированно на потребности черной металлургии. Предполагается, что жесткие условия службы огнеупоров в черной металлургии смогут удовлетворить требования, предъявляемые к службе огнеупоров в цветной металлургии, где режим температур и агрессивность сред ниже. Однако, в большинстве случаев потенциальные возможности этих огнеупоров в печах предприятий цветной металлургии не реализуются.

Главным потребителем огнеупоров в цветной металлургии является алюминиевая промышленность. Наибольший объем огнеупорных материалов приходится на производство первичного алюминия, в частности, на футеровку катодной части электролизера и на футеровку вращающихся печей глиноземного производства.

Причиной раннего выхода ванн электролизеров из строя часто заключается в проникновении агрессивных компонентов электролита или расплава металла в изоляцию подины, поэтому при попытках затруднить проникновение или снизить скорость данного процесса применяют различные типы барьерных материалов. Любое проникновение фторидов алюминия в изоляционные материалы является вредным и приводит к избыточным тепловым потерям или уменьшения срока службы ванны.

Преимущества применения огнеупоров в изоляции алюминиевых электролизеров:
Снижение тепловых потерь в окружающую среду, что позволит использовать более низкое рабочее напряжение в ванне теплового агрегата.
Поддержание оптимального температурного режима процесса электролиза.
Компенсация температурных деформаций, возникающих при разогреве электролизеров, без нарушения целостности футеровки.
Защита стального кожуха электролизеров от локальных перегревов при создании физического или химического барьера, препятствующего выходу паров натрия и фтора.
Повышение срока службы электролизеров.

Обычно огнеупорные изделия используются непосредственно под катодными блоками для защиты изоляции, также они могут использоваться в качестве барьера против фильтрации, поскольку они во время реакции с компонентами электролита образуют твердые или высоковязкие монолитные барьеры, которые останавливают и сильно ограничивают дальнейшее впитывание расплавов.

На сегодняшний день технология производства барьерных шамотных изделий освоена на Богдановичском ОАО «Огнеупоры» с выпуском изделий не менее шести типоразмеров. На Уральском алюминиевом заводе цоколь электролизера был смонтирован из этих изделий, и при исследовании электролизера после службы были зафиксированы положительные показатели его работы. Одним из основных свойств огнеупоров, определяющих их поведение в конструкции электролизера, является температурный коэффициент линейного расширения. Изделия марки БШИ выпускаются с очень низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКРЛ), что позволяет снизить аварийность катодных блоков при розжиге до 15%. В настоящее время работает 7 опытных электролизеров, электролизер №704 на 330КА.

Технические показатели барьерных шамотных изделий марки БШИ (в соответствии с ТУ 1549-058-05802299-2006)

Разработка комплексной футеровки для цоколя катодной части электролизера.
Проведение лабораторных испытаний образцов барьерных материалов.
Освоение методов испытаний, например, «методом чаши» для исследования степени проникновения электролита в изделия.
Выпуск опытно-промышленной партии, подготовка производства к выпуску изделий марки БШИ, разработка и утверждение нормативной документации.
Разработка новых видов огнеупоров для электролизера проводилась по трем направлениям:
Выпуск компактных барьерных изделий разных типоразмеров с ужесточенными допусками по геометрическим размерам, более низкой пористостью, высокой механической прочностью, высокой стойкости к расплаву криолита.
Выпуск сухой барьерной смеси.
Производство барьерного мертеля, который может использоваться в сухом виде и в виде раствора для кладки барьерных изделий.

Главной задачей при разработке новых изделий являлось снижение проникновения расплава электролита в сравнении с шамотными изделиями.

Комплектация цоколя электролизера огнеупорными материалами и их подбор с требуемыми свойствами играет важную роль в долговечности и поддержании стабильности теплового равновесия футеровки в целом. Основными показателями, по которым отечественные огнеупоры ранее уступали зарубежным изделиям известных торговых марок (АТ-21, ВВ-20 Cilgard, Alubar-1100), являются отклонения по геометрическим размерам, более высокая пористость, меньшая механическая прочность, низкая стойкость к криолиту.

В зависимости от функций и положения в катоде неугольная часть обычной подины может быть подразделена на следующие три типа материала:
мягкие материалы, являющиеся подстилкой для катодных блоков и обеспечивающих их выравнивание (слой сухой барьерной смеси).
плотные огнеупорные материалы, действующие как основа, на которой размещаются блоки. Эти огнеупоры составляют основной фронт сопротивления для фторидов и позволяют уменьшить температуру в изоляционных материалах, расположенных ниже.
материалы с низкой теплопроводностью, уменьшающие теплопотери из электролизера.

Барьеры, применяемые в электролизерах, могут быть физическими, химическими и комбинированными из указанных. Физические барьеры работают только по принципу герметичности, т.е. они не взаимодействуют с фильтрующими материалами и непроницаемы для них. Большинство физических барьеров замедляют проникновение или останавливают его на определенный промежуток времени. Если такой барьер разрушен, то в дальнейшем его функции ограничены. Химические барьеры производятся из специальных огнеупорных материалов, которые замедляют дальнейшее проникновение за счет реакций с внедряемой жидкостью таким образом, что образуется либо твердое вещество, либо очень вязкая жидкость.

Катодную ячейку электролизера можно представить как химический реактор со сложным набором физико-химических процессов, многие из которых до конца не изучены.

Первичной реакцией разрушения футеровки катода является образование паров натрия:

Al (расплав) + 6NaF (в криолите) = 3 Na + Na 3 AlF6 (расплав)
В дальнейшем химические процессы в огнеупоре протекают по-разному.
В огнеупорных материалах с высоким содержанием SiO2 протекает следующая реакция:
4Na + 13 SiO2 (в огнеупоре) + 2Al2O3 (в огнеупоре) = 4NaAlSi3O8 (альбит) + Si (ж)

Вязкий расплав с высоким содержанием Si резко снижает скорость диффузионных процессов и, следовательно, скорость износа футеровки. Согласно последним исследованиям, содержание кремнезема в исходном огнеупоре не должно быть менее 53%.

В огнеупорных материалах с высоким содержанием Al2O3 протекает следующая реакция:

4Na + 5SiO2 (в огнеупоре) + 2Al2O3 (в огнеупоре) = 4NaAlSiO4 (нефелин) + Si (ж)

Огнеупор взаимодействует не только с парами натрия, но и с фтористым натрием с образованием альбита, нефелина и β-глинозема:

6NaF + 9SiO2 + 2Al2 O3 = 3NaAlSi3O8 (альбит) + Na3AlF6 (↑ содержанием SiO2)
6NaF + 3SiO2 + 2Al2 O3 = 3NaAlSiO4 (нефелин) + Na3AlF6 (↑ содержанием Al2O3)
12NaF + 34Al2O3 = 3(Na2O * 11Al2O3) (β-глинозем) + 2Na3AlF6 (↑ содержанием SiO2)

Однако, любая кладка из барьерных изделий имеет швы, через которые расплав паров натрия и фтора проникает очень быстро, даже если не образовались большие отверстия в угольной подине. В этом случае огнеупор не имеет времени для реакции образования «естественного» барьерного слоя. Использование кладки с применением барьерного мертеля будет улучшать ситуацию, но швы все равно останутся слабым местом, т.к. некоторые из них могут раскрываться (особенно во время операций обжига и пуска).

При исследовании характера повреждения катодных блоков стало очевидным, что до 4-х трещин, пересекающие катодные блоки подины, проходят через одну точку. Также, были проведены сравнения по показателю ТКРЛ огнеупорных изделий марок ШБ и БШИ. Изделия марки БШИ имеют стабильный показатель термического коэффициента линейного расширения (ТКРЛ), который составляет 0,5; изделия марки ШБ - в пределах 1,5-7. Специалисты ООО «РусКерамика» предполагают, что эти факторы являются одной из причин аварийного выхода из строя катодных блоков, при устранении которой будет увеличиваться срок службы электролизеров.

В процессе исследований, а также по наблюдениям при сухой выбойке цоколей было отмечено, что большинство методов испытания огнеупоров на стойкость к расплаву электролита не дают достоверной оценки барьерных изделий.

ООО «РусКурамика» разработало новые методики по испытаниям стойкости к расплаву электролита сухих барьерных смесей и компактных барьерных блоков, которые были рассмотрены и одобрены ведущими специалистами ОАО «СибВАМИ» и признаны правильными и достоверными.