Технический университет УГМК, Верхняя Пышма, Россия:

П. А. Козлов, заместитель директора по науке, докт.техн.наук, эл. почта: p.kozlov@tu-ugmk.com

ПАО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия:
Ю. В. Решетников, заместитель технического директора — начальник производственного отдела,
О. В. Гизатулин, начальник строящихся объектов вельц-цеха, Управление капитального строительства
С. П. Майоров, заместитель начальника вельц-цеха (по производству)

Рассмотрены механизм разрушения футеровок вращающихся печей при вельцевании цинк-, свинец-содержащих материалов, а также требования к их огнеупорам. Изложены результаты исследований и испытаний, направленных на повышение срока службы огнеупорной футеровки. Рассмотрены основные факторы, влияющие на износ футеровки вращающихся печей, приведены меры для повышения срока службы огнеупоров. Для вельц-печей ЧЦЗ используют периклазохромитовые изделия, срок службы которых при использовании известняка в качестве флюсующей добавки повышается с 5 до 8 мес. Показано, что оптимальным способом защиты периклазохромитовой футеровки для вельц-печей цинкового производства является использование в составе шихты добавок, содержащих MgO, которые:
– увеличивают на 150–200 ^oC температуру плавления образующихся шлаков, предупреждая образование в печи расплава, наиболее агрессивно влияющего на футеровку;
– образуют при взаимодействии с оксидами железа тугоплавкий (1600–1700 ^oC) магнезиоферрит, формирующий защитный слой гарнисажа и препятствующий дальнейшему проникновению расплава в поры огнеупорного слоя.
Такой добавкой природного происхождения является доломит, оптимальная добавка которого должна увеличить силикатный модуль шихты до 1,5–1,7. Использование доломита испытано и освоено в вельц-цехе ЧЦЗ.
В результате лабораторных исследований, промышленных испытаний и в ходе последующей практики использования доломита установлено:
– использование в качестве флюса доломита вместо известняка увеличивает температуру плавления шихты на 200 ^oC и позволяет формировать тугоплавкий гарнисаж;
– срок службы наиболее изнашиваемой части футеровки увеличивается на 40–80 % (до 9–11 мес.);
– расход периклазохромитовых огнеупоров за счет увеличения срока службы футеровки снизился с 10,5 до 6,2 кг/т переработанных цинксодержащих материалов (на 59 % (отн.));
– расход флюса составляет 80–90 кг/т шихты.

1. Паньшин А. М., Шакирзянов Р. И., Избрехт П. А., Затонский А. Р. Основные направления совершенствования производства цинка на ОАО «Челябинский цинковый завод» // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 19–21.
2. Адильбаев М. К., Хорошавин Л. Б., Перепелицын В. А., Королев Д. С. и др. Огнеупорная футеровка вельц-печей. — Алма-Ата : Наука КазССР, 1982. — 96 с.
3. Аксельрод Л. М., Ярушина Т. В., Марясев И. Г., Привалов И. В. и др. Износ хромитопериклазовых огнеупоров в реакционной зоне вельц-печи цинкового производства // Новые огнеупоры. 2016. № 11. С. 5–11.
4. Словиковский В. В., Гуляева А. В. Безаварийная конструкция футеровки повышенной стойкости вельц-печей большого диаметра // Новые огнеупоры. 2017. № 4. С. 3–6.
5. Takashi Yoshida. The Advance of Zinc Industry in Japan // Erzmetall. 2015. No. 3. P. 171–180.
6. Кащеев И. Д. Огнеупорная футеровка печей цветной металлургии // Цветные металлы. 2004. № 10. С. 69–71.
7. Deutshe Gcsellshaft Feurfest und schorsternbau e.v.: Refractory Engineering / Materials-Design-Construction. — 2nd English Edition. — Essen/Germany : Vulkan-Verlag, 2005.
8. Kozlov P. A. The Waelz Process. — Moscow : «Ore and Metals» Publishing house, 2003. — 160 p.
9. Давидсон А. М., Полквой П. А., Рашин Г. А. Химизм разрушения хромомагнезитовых огнеупоров в процессе
их службы в вельц-печах // Огнеупоры. 1957. № 9. С. 417–425.
10. Карякин Л. И., Пятикоп П. Д. Петрографическое исследование воздействия окислов железа на хром шпинелиды при нагревании // Огнеупоры. 1956. № 4. С. 166–169.
11. Пат. 2496895 РФ. Способ вельцевания цинковых кеков / Козлов П. А., Паньшин А. М., Затонский А. В., Решетников Ю. В. и др. ; опубл. 07.06.2013.
12. Козлов П. А. Настылеобразование в вельц-печах при переработке различных видов окисленного сырья // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 27–30.
13. Роучка Г., Bymnay X. Огнеупорные материалы. Справочник. — М. : Интермет-инжиниринг, 2010.
14. ГОСТ Р 54238–2010 (ИСО 540:2008). Топливо твердое минеральное. Определение плавкости золы. — Введ. 01.07.2012.
15. Пат. 2659513 РФ. Шихта для вельцевания цинксодержащих материалов / Козлов П. А., Якорнов С. А., Паньшин А. М., Избрехт П. А. и др. ; опубл. 02.07.2018.