Строительство и ремонт

Разработка ученых НИТУ МИСИС продлит срок службы огнеупорных изделий на 20-30 %

Специалисты Университета МИСИС нашли способ продлить на 20-30% срок службы огнеупорных изделий, которые играют вспомогательную роль в металлургической отрасли при производстве чугуна и стали. Для улучшения качества и рентабельности продукции, в состав огнеупорного бетона необходимо ввести добавку наноразмерного диоксида кремния (SiO₂). Энергоэффективную установку, которая гомогенно распределяет добавку и воздействует на структуру материала, а также саму технологию модифицирования разработали учёные НИТУ МИСИС совместно с НПП «Интор» (г. Новочеркасск).

Огнеупорные бетоны состоят из смеси высокотемпературных заполнителей: муллита, корунда, боксита, андалузита, различных форм глинозема, мелкодисперсных компонентов и специальных добавок. В составе также обязательно присутствует важная часть - огнеупорное вяжущее (гидратационное, силикатное, фосфатное или органическое), чаще всего это глиноземистые цементы на основе алюминатов кальция. Муллитокорундовые, корундовые и другие высокоглиноземистые огнеупорные бетоны широко применяются в металлургической, цементной и нефтехимической промышленности. Они используются в условиях повторяющихся механических и температурных нагрузок свыше 1580°С, а также при воздействии расплавов чугуна, стали и шлаков. В связи с этим показатели стойкости у некоторых изделий низкие, например, срок службы огнеупорной фурмы для продувки аргоном установки печь-ковш составляет всего 130 минут, а опорные блоки телег листопрокатного цеха выходят из строя за 60-70 дней.

Чтобы улучшить эксплуатационные и физико-механические характеристики огнеупорных материалов и снизить их удельный расход, в их состав можно вводить различные добавки, в том числе наночастицы оксидов кремния, алюминия и др. Важно подобрать тип и точную концентрацию добавки, а также добиться высокой степени однородности распределения наночастиц в объеме вяжущего материала.

«В качестве добавки в состав огнеупорного бетона, мы ввели наноразмерный диоксид кремния. Он обладает гидрофильными свойствами, производится в больших количествах и является коммерчески доступным сырьем. Наноразмерный SiO₂ связывает частицы глиноземистого цемента, а также заполняет поры и свободное пространство между частицами, за счет чего происходит образование более плотной и прочной структуры огнеупорного материала. Результаты испытаний показали, что введение в состав смеси 1% наноразмерной добавки SiO₂ увеличивает прочность, плотность, шлакоустойчивость и стойкость контрольных изделий огнеупорный бетонов на 20-23%», - отметил автор исследования, научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Дмитрий Суворов.

По результатам опытных испытаний, добавка наноразмерного SiO₂ к бетонной композиции увеличила срок службы огнеупорного блока телеги листопрокатного цеха на 25%, т.е. с 67 дней до 84. Средний срок службы огнеупорной фурмы с добавлением диоксида кремния вырос на 35%, составив 175 мин против стандартных 130 мин. Использование этой технологии поможет сэкономить расход изделий с 30–50 штук в месяц, до 20–30. Апробация технологии и промышленные испытания огнеупорных изделий проходили на базе ПАО «Северсталь» с привлечением соисполнителя - ООО «Функциональные наноматериалы». Подробно исследование описано в научном журнале Refractories and Industrial Ceramics.

Результаты исследования ученых НИТУ МИСИС позволят сократить расход огнеупорных изделий и повысить рентабельность их производства. 

Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз страны в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Опираясь на вековые традиции признанных в России и мире научных школ, современные образовательные технологии, университет ставит перед собой задачу внести максимальный вклад в развитие экономики за счет прорывных разработок и качественной подготовки специалистов. В научно-исследовательской деятельности Университет МИСИС концентрируется на таких приоритетных направлениях, как металлургия, горное дело, материаловедение, квантовые технологии, биоматериалы и биоинженерия, альтернативная энергетика, аддитивные и информационные технологии.

В вузе действует порядка 45 научно-исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. В состав университета входит 7 институтов и 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В вузе более 23 000 обучающихся, 25% студентов – граждане 86 стран. Университет МИСИС сотрудничает более чем с 1600 крупнейшими компаниями России и мира – лидерами в своих отраслях. Официальный сайт вуза – https://misis.ru/.

Прочтите также:

• Самая аварийная улица Москвы в 2023 г. – Ленинский проспект
• Каждый третий екатеринбуржец возьмет отпуск за свой счет для отдыха в майские праздники
• Нижегородцы не верят в удачу и лотереи
• Собаки, кошки и лошади приносят наибольший вред жителям Краснодара
• Больше трети россиян воспользуются отпуском за свой счет для отдыха в майские

Это интересно:

• Какие возможности открывает данный конкурс в плане поступления в Университет МИСИС?
• Какую роль играет программа профессиональной навигации в рамках Университета МИСИС?
• Он регулярно участвует в конференциях и семинарах по разработке пространства и строительству лунных баз.?
• Какое количество студентов, обучающихся в ниту??