В современном металлургическом производстве обработка стали вне сталеплавильного агрегата является ключевым этапом повышения качества металла. Продувка аргоном в сталеразливочном ковше — одна из важнейших операций в этом процессе. Её эффективность во многом зависит от надёжности и долговечности пористых пробок, выполняющих роль функциональных огнеупоров. На практике часто возникает проблема из-за прямого контакта материалов: стакан (обечайка) пробки обычно изготавливается из корунда, а блоки подины — из углеродсодержащих огнеупоров. Значительная разница в их коэффициентах теплового расширения создаёт при высоких температурах высокие напряжения сдвига. Это приводит к растрескиванию, отслаиванию и разрушению стакана пробки в процессе циклической эксплуатации ковша. В результате сердечник пробки остаётся без защиты, подвергается интенсивной эрозии и инфильтрации жидкой сталью, что снижает процент успешных продувок и сокращает срок службы узла. Для решения этой проблемы эффективным техническим решением является использование корундовой набивной массы МКН в качестве буферного слоя при монтаже.

1. Технология монтажа на объекте
Качественная укладка корундовой набивной массы МКН — залог её эффективности. Процесс включает несколько последовательных этапов:

1. Подготовка и позиционирование. После точной установки пористой пробки в проектное положение, в процессе выкладки подины между стаканом пробки и окружающими блоками оставляют зазор шириной 60–80 мм.

2. Приготовление рабочей смеси. Готовую сухую массу загружают в смеситель, добавляют чистую воду и тщательно перемешивают. Оптимальное количество воды определяется практическим путём: правильно приготовленная смесь не должна формировать шарики, а при сжатии в ладони — образовывать плотный, не рассыпающийся комок. Время перемешивания — около 5 минут до достижения полной однородности.

3. Послойная набивка и уплотнение. Очищенный зазор заполняют массой послойно:

   • Первый слой заполняют на 1/3 высоты и тщательно уплотняют пневматической трамбовкой, двигаясь по кругу для равномерности.

   • Затем добавляют материал до половины высоты и снова уплотняют.

   • Процесс повторяют, выполняя набивку минимум 4-х слоёв до полного заполнения зазора и формирования плотной, ровной поверхности.

   • Важное условие: Для обеспечения монолитности перед нанесением каждого нового слоя на поверхности предыдущего делают насечки глубиной 10–20 мм (например, крестообразно).

   • Всю операцию по одной пробке рекомендуется проводить непрерывно, в течение примерно 10 минут.

4. Завершение работ. После набивки формируют плавный переход (скос) от стакана пробки к подине. Огнеупорную футеровку затем сушат и прогревают по стандартному для ковша режиму перед вводом в эксплуатацию.

2. Результаты промышленного применения и механизм действия
Внедрение корундовой набивной массы МКН было апробировано на 180-тонном сталеразливочном ковше. Сравнительный анализ (см. Таблицу 1) десяти ковшей показал существенное улучшение ключевых показателей.

Таблица 1. Сравнительные результаты применения
 

Принцип работы буферного слоя: Основная функция массы МКН — ликвидация разрушающих напряжений, вызванных разным тепловым расширением материалов. Пористая пробка имеет минимальный коэффициент расширения (<0.05%) для стабильности газового потока, в то время как блоки подины расширяются значительно (1–2%) для уплотнения швов и повышения монолитности конструкции. При прямом контакте расширяющаяся подина «давит» на стакан пробки. Корундовая набивная масса, обладая определенной пластичностью и прочностью, воспринимает эти нагрузки, выступая в роли демпфирующей прокладки, и защищает хрупкий узел пробки от разрушения.

Дополнительные эксплуатационные преимущества:

• Упрощение ремонтов: При замене отработанной пробки набивную массу легко удалить, не повреждая целостность подины. Это ускоряет техническое обслуживание и снижает трудозатраты.

• Повышение безопасности: Надёжная изоляция узла пробки уменьшает риски прорыва металла и газа, повышая общую безопасность процесса.

Использование корундовой набивной массы МКН при футеровке пористых пробок сталеразливочных ковшей доказало свою высокую технико-экономическую эффективность. Данная технология напрямую способствует повышению стабильности процесса внепечной обработки стали за счёт резкого увеличения процента успешных продувок (до 99%) и значительного продления срока службы дорогостоящих пробок. Упрощение ремонтных операций и повышение безопасности являются дополнительными весомыми аргументами для её широкого внедрения на металлургических предприятиях. Корундовая набивная масса МКН представляет собой надёжное и экономически выгодное решение для оптимизации работы сталеразливочных ковшей.