Розробка рецептури вогнетривких футерувань та теплоізоляції печей електродного виробництва

Розроблена нова рецептура вуглецевих сипучих матеріалів для футерування і теплоізоляції високотемпературного обладнання електродної промисловості. Обґрунтовано необхідність заміни багатокомпонентної теплоізоляційної шихти на однокомпонентну на основі кам’яновугільного коксу. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень виявлено кількісний вплив матеріального і гранулометричного складу, вологості матеріалу, умов монтажу футерування і теплоізоляції на такі властивості матеріалів, як теплопровідність, електропровідність в інтервалі температур від 300 К до 1300 К, що дало змогу сформулювати основні вимоги до фізичних властивостей футерувальних і теплоізоляційних матеріалів електродного виробництва. Отримано експериментальні дані з температурної залежності коефіцієнта теплопровідності сумішей сирого та графітованого коксового дріб’язку з різними відсотковими співвідношеннями та гранулометричним складом. Одержано залежності коефіцієнта теплопровідності та питомого електричного опору сирого коксу різного фракційного складу при тиску до 54 кПа та температурі до 1300 К. Визначено кореляційні співвідношення між теплопровідністю і електропровідністю в залежності від температури та фракційного складу коксу. За допомогою числового аналізу теплоелектричного стану печей Ачесона з використанням шихти різного фракційного та структурного складу розроблено нову рецептуру вуглецевих сипучих матеріалів для футерування і теплоізоляції. Проаналізовано вплив розроблених матеріалів на викиди оксиду вуглецю, на якість електродної продукції, продуктивність та питомої витрати електроенергії графітувальних печей. Проведено перевірку розробленої рецептури теплоізоляційної шихти із застосуванням експериментальних даних та даних числового моделювання, в результаті якої встановлено збільшення максимуму мінімальної температури керна на 3 % та зменшення максимальної неоднорідності температурного поля по заготовках за час кампанії більш ніж у 2 рази. Результати роботи впроваджено у виробництво.