Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия

М. Ю. Кузьмина, доцент кафедры металлургии цветных металлов, канд. хим. наук, доцент, e-mail: kuzmina.my@yandex.ru
М. П. Кузьмин, доцент кафедры металлургии цветных металлов, канд. техн. наук, доцент, e-mail: mike12008@yandex.ru

В работе представлены результаты исследования по улучшению эксплуатационных характеристик алюмосиликатных огнеупоров, применяемых в качестве литейной оснастки в производстве алюминия. Основной задачей являлось снижение пористости и проницаемости огнеупорных материалов для расплава алюминия путем введения антисмачивающих добавок (АД) капиллярного действия. Экспериментально изучено влияние внесения 2,0; 4,0 и 6,0 % (мас.) этих добавок на основные физико-технические свойства огнеупоров: кажущуюся пористость, водопоглощение, объемную массу, термостойкость, теплоемкость, твердость и постоянство объема при высоких температурах. Установлено, что оптимальное содержание АД составляет 4,0 % (мас.), что позволяет снизить открытую пористость на 10,4 % и повысить термостойкость. Проведенный технико-экономический анализ подтвердил эффективность применения модифицированных огнеупоров, срок окупаемости инвестиций в которые составляет 0,83 года при рентабельности 120 %. Результаты работы рекомендованы к внедрению на предприятиях алюминиевой промышленности для повышения стойкости литейной оснастки.

1. Галевский Г. В., Минцис М. Я., Сиразутдинов Г. А. Металлургия алюминия : справ. – М. : Теплотехник, 2013. – 234 с.
2. Галевский Г. В., Кулагин Н. М., Минцис М. Я., Сиразутдинов Г. А. Металлургия алюминия. Технология, электроснабжение, автоматизация : учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Теплотехник, 2007. – 529 с.
3. Kuz’min M. P., Larionov L. M., Kuz’mina M. Yu., Chu P. K. et al. Obtaining of Al–Si foundry alloys using amorphous microsilica – сrystalline silicon production waste // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol. 806. P. 806–813.
4. Гущин С. Н., Телегин А. С., Лобанов В. И., Корюков В. Н. Теплотехника и теплоэнергетика металлургического производства : учеб. для вузов. – М. : Металлургия, 1993. – 366 с.
5. Кривандин В. А. и др. Теплотехника металлургического производства : учеб. пособие для вузов : в 2 т. ; Т. 2. Конструкция и работа печей. – М. : МИСИС, 2002. –733 с.
6. Клёц В. Э., Немчинова Н. В., Кокорин В. С. Основы пирометаллургических производств : учеб. пособие для вузов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009. – 144 с.
7. Кузьмина М. Ю. Основы металлургической теплотехники : учеб. пособие. – Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2016. – 162 с.
8. Краткий справочник физико-химических величин / сост. Н. М. Барон и др. ; под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. – 12-е изд. – М. : ООО «ТИД АРИС», 2010. – 237 с.
9. Темлянцев М. В. Огнеупоры и футеровки плавильных и литейных агрегатов алюминиевого производства : учеб. пособие для вузов. – М. : Теплотехник, 2008. – 192 с.

10. ГОСТ 24468–80. Изделия огнеупорные. Метод определения кажущейся плотности и общей пористости теплоизоляционных изделий. – Введ. 01.01.81.
11. Матвеенко И. Д., Кузьмина М. Ю. Разработка методики определения основных свойств огнеупорных изделий, используемых при производстве алюминия // Молодежный вестник ИрГТУ. 2020. Т. 10, № 2. С. 49–55.
12. Матвеенко И. Д., Кузьмина М. Ю. Совершенствование огнеупорных материалов для футеровки литейных агрегатов алюминиевого производства // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов : материалы X Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, апр. 2020 г. – Иркутск, 2020. С. 56–59.
13. ГОСТ 2409–2014. Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения. – Введ. 01.09.2015.
14. ГОСТ 7875.0–2018. Изделия огнеупорные. Общие требования к методам определения термической стойкости. – Введ. 01.04.2019.
15. ГОСТ 23250–78. Материалы строительные. Метод определения удельной теплоемкости. – Введ. 01.01.1979.
16. ГОСТ 5402–81. Изделия огнеупорные. Методы определения дополнительной линейной усадки или роста. – Введ. 01.01.1983.
17. ГОСТ Р 53406–2009. Изделия огнеупорные шамотные и полукислые общего назначения. – Введ. 01.05.2010.
18. Линецкий Ю. Л. Поведение огнеупоров в контакте с расплавами цветных металлов // Огнеупоры и техническая керамика. 2016. № 8. С. 32–38.
19. Шевченко С. В., Симонов К. В. Огнеупоры для алюминиевой промышленности // Новые огнеупоры. 2019. № 5. С. 45–50.
20. Поливанов А. А. Направления совершенствования огнеупоров для футеровок литейных агрегатов в производстве алюминия // Цветные металлы. 2020. № 4. С. 89–94.
21. ГОСТ 28874–2004. Огнеупоры. Классификация. – Введ. 01.01.2006.
22. Кухлинг Х. Справочник по физике ; пер. с нем. Е. М. Лейкина. – М. : Мир, 1982. – 520 с.