Главная
страница
Сведения об авторах
CKAPM - ТЕХНОЛОГИЯ КОНТЕЙНЕРОВ ИЗ ОГНЕННО-ЖИДКИХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ РАДИОАКТИВНЫХ И ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ
Неведомский В. А.,
ОАО «Никопольский завод
ферросплавов», Никополь,
Днепропетровская область, Украина
Тимофеев А. Ю., НПФ «Пифагор»,
Днепропетровск, Украина
Михайленко Н. С., ООО «Техно-Скарм»,
Никополь, Днепропетровская
область, Украина
В основе масштабных
экономических преобразований,
необходимых Украине, должна лежать
глубоко продуманная программа, в
которой значительное место
отводится охране окружающей среды,
развитию энерго- и
ресурсосберегающих технологий.
Решение указанных задач требует
интеграции науки и производства.
ОАО «Никопольский завод
ферросплавов» (ОАО «НЗФ») совместно
с другими организациями изучены
закономерности образования
силикатных расплавов в мощной
электрической печи кристаллизации
и отжига изделий. На основе
полученных результатов
разработаны новые технологические
процессы, внедрение которых начато
в 1991 г. в цехе шлакового литья ОАО
«НЗФ» производительностью 50 тыс.
т/год, построенном по проекту
института «Гипросталь» и
рассчитанном в перспективе на
производительность 170 тыс. т/год.
Результаты исследований
закономерности и механизма
процесса кристаллизации шлаков
силикомарганца послужили основой
для разработки рациональных
режимов кристаллизации различного
вида изделий и цельнолитых
футеровок оборудования, условий
сохранения высокой
кристаллизационной способности
расплава огненно-жидкого шлака, а
также позволили объяснить причины
некоторых видов брака изделий и
устранить их.
Согласно разработанным
технологическим регламентам для
различных видов изделий,
технологической инструкции завода,
огненно-жидкий шлак, поступающий из
рудотермической печи типа РПЗ,
переливается в ковши объемом 8 м3,
которые транспортируются
разливочным краном
непосредственно на формирование
изделий или в миксер, из которого
затем производится формирование
изделий. Миксер при помощи
электромостового крана ежесуточно
заполняют расплавом до 260—300 т.
После заполнения свежими порциями
расплав выдерживается в миксере 1—2
ч при температуре 1300—1350°С с целью
дегазации и гомогенизации,
осаждения корольков сплава Si-Mn.
Неснижаемый запас расплава в
миксере равен максимальной
суточной производительности
участка 45—50 т. Один раз в сутки из
миксера отбирается проба расплава
и отравляется в ЦЗЛ для определения
химического состава
рентгеноспектральным методом по
элементам: Mn, P, Si, Ca, Mg, Al, Fe, S.
Методом литья изготавливают плиты
перекрытий, плитки для футеровки
поверхностей с целью защиты от
абразивного износа, декоративные
плиты, утяжелители для нефте- и
газопродуктов, а также защитные
гарнисажные футеровки,
предназначенные для работы в
условиях газоабразивного износа, в
агрессивных средах, мелющие тела
для механической обработки
различных видов материалов,
тюбинги.
Крупногабаритные изделия
обязательно армируются
металлическим каркасом. В
промышленных условиях в процессе
охлаждения и кристаллизации
изделий, формируемых из расплава
традиционным способом по
технологии шлакового и каменного
литья, в центральной части изделий
(особенно крупногабаритных)
образовывалась усадочная раковина,
наблюдалась общая и особенно
поверхностная пористость,
обусловленная, вероятно,
газообразованием из расплава
вследствие изменения
окислительно-восстановительного
потенциала атмосферы над расплавом
при формировании.
С целью отработки технологических
параметров в период формирования в
открытые формы проведено
исследование температурных полей в
объеме формируемых изделий,
структуры и фазового состава
образующегося
стеклокристаллического материала.
Для стандартных изделий 2000 х 2000 х 200
мм были определены технологические
параметры: температура заливки и
кристаллизации, распределение
температурных полей по сечению
плит. Плиточные изделия размером от
500 х 500 х 50 мм до 4600 х 2400 х 250 мм
отливались на поде выкатной
тележки с установлением
металлической арматуры. Во
избежание растрескивания нижней
поверхности материала форма
нагревалась до 500°С в течение 2 ч,
после чего заполнялась шлаковым
расплавом с температурой 1320—1250°С.
Кристаллизация расплава
обеспечивалась его выдержкой при
температуре максимального
выделения пироксенов 1000—900°С.
Продолжительность кристаллизации
обусловлена габаритами изделий и
теплофизическими свойствами
расплава. Высокая скорость
кристаллизации расплава шлака
приводила к формированию более
плотной кристаллической структуры.
На основании исследований,
проведенных для установления
параметров процесса изготовления
плоских видов изделий, формируемых
в закрытые формы, ограничивающие
окисление расплава, выбран режим
кристаллизации с выдержкой в
интервале начала кристаллизации
1150— 1100°С и интенсивного
пироксенообразования — 1000—950°С.
Выдержки при 750 и 500°С предусмотрены
для снятия напряжений в остаточной
стеклофазе.
В процессе «гарнисажной наплавки»
расплава на внутреннюю поверхность
металлоконструкций при
формировании слоя охлаждение
расплава осуществлялось со
скоростью 100°С/мин до температуры
1000—900°С, что соответствует
интервалу выделения основных
кристаллических фаз — минералов
группы пироксенов. В интервале
1350—1200°С происходил ликвационный
процесс и начало выделения
основных кристаллических фаз.
Закаленный слой шлака приобретал
вид глушеного материала. С учетом
полученных данных термообработку
внутренней поверхности необходимо
проводить при температуре 950°С в
течение 1,5 ч. Заданный режим
достигался путем введения во
внутреннюю полость изделия
специальной инжекционной горелки.
Контроль отжига футеровочного слоя
в процессе его формирования,
последующего отжига осуществлялся
термопарой, помещенной на
внутреннюю поверхность
стеклокристаллического слоя.
Впервые освоено производство
цельнолитых бесшовных гарнисажных
футеровок из огненно-жидких шлаков
металлических деталей,
предназначенных для защиты
внутренних поверхностей машин и
агрегатов, работающих в условиях
высоких температур (до 400°С) и
агрессивных сред. Материал
наносится на внутреннюю
поверхность любых конфигураций.
Преимущество цельнолитых
футеровок по сравнению с
футеровками из каменного литья,
резины, пластмасс заключается в
увеличении их срока службы в 8—10
раз и значительно меньшей
стоимости, а также возможности
замены легированных сталей
обычными (причем меньшей толщины)
при сооружении газоочистных и
агломерационных аппаратов,
емкостей, конструкций. Изделия,
получаемые в цехе шлакового литья
ОАО «НЗФ», имеют сертификат
качества, разрешающий применение
их во всех видах строительства без
ограничений.
Материал изделий характеризуется
мелкозернистой структурой и
обладает следующими показателями:
— объемная масса — 3000 кг/м3
— предел прочности при сжатии —
500—600 МПа
— предел прочности при изгибе —
50—70 МПа
— истираемость — 0,01—0,02 г/см2
— термостойкость — 1100°С
— коэффициент терморасширения —
6,3—6,8 • 10~6 град-1
— кислотостойкость — 98%
— щелочностойкость — 96%.
Уникальные физические свойства
огненно-жидких шлаков
силикомарганца, разработанная
технология литья деталей различных
геометрических форм позволяют
решать задачи производства
контейнеров различных типов.
НПФ «Пифагор» совместно с ОАО «НЗФ»
разработана конструкция и
опробована СКАРМ-технология
изготовления универсальных
контейнеров нового типа для
безопасного хранения,
транспортировки и захоронения
токсичных и радиоактивных отходов.
Функциональные отличия нового
контейнера от известных
конструкций — химическая и
радиационная устойчивость, прочная
монолитная конструкция,
долговечность, универсальность
применения. Потенциальными
потребителями новой продукции
могут быть предприятия,
использующие в производстве
радиоактивные или высокотоксичные
вещества, спецпредприятие «РАДОН»,
подразделения МЧС, а также
сельхозпредприятия, имеющие склады
ядохимикатов.
Nevedomskiy V. A., JSC «Nikopol
Ferroalloys Plant», Nikopol, Dnepropetrovsk Region, Ukraine
Timofeev A. Yu., SPF «Pythagoras», Dnepropetrovsk, Ukraine
Mihaylenko N. S., LLC «Techno-Skarm», Nikopol, Dnepropetrovsk
Region, Ukraine
The «Pythagoras» Industrial and
Commercial Enterprise in cooperation with the Nikopol Ferroalloy
Plant have designed and tested the new-type multi-purpose
containers for safe storage, transportation and long-term burial
of radioactive and toxic waste. The functional difference of
SKARM — container from other well-known constructions is its
high chemical and radiation resistance, rigid monolith
construction, durability and multi-purpose application. Potential
buyers of the SKARM products are the works and plants which use
radioactive or toxic substances in production process, nuclear
power plants, «Radon» enterprises, emergency services, works
processing propellants and chemical weapons, agriculture
enterprises which have unused pesticide storage sites within
their boundaries.
Неведомский Владимир Алексеевич, к. т. н., нач. цеха шлакового литья, ОАО «Никопольский завод ферросплавов», ул. Электрометаллургов, 310, Никополь, Днепропетровская обл., 53200, Украина. Тел. (05662) 5-83-47. E-mail: nevedomskydognikopol.net
Тимофеев Александр Юрьевич, директор, НПФ «Пифагор», Днепропетровск, Украина. Тел. (056) 744-48-06. E-mail: YTSKdoga-teleport.com
Михайленко Николай Степанович, директор ООО «Техно-Скарм», просп. Трубников, 33, Никополь, Днепропетровская обл., Украина. Тел./факс (05662) 2-21-16
© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 06.05.07