МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАРНИСАЖА И ФУТЕРОВКИ В ГОРНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
Образование гарнисажа (франц. garnissage) – твердого защитного слоя, появляющегося в результате кристаллизации продуктов плавки на внутренней (рабочей) поверхности футеровки обусловлено конструкцией доменных печей, обеспечивающей высокоэффективный теплоотвод с помощью медных холодильников и применения в футеровке углеродистых блоков с высокой теплопроводностью. Задачей исследования являлось изучение вещественного состава футеровок и гарнисажа горнов доменных печей ряда металлургических заводов, специализирующихся на выплавке ферромарганца, нодулярного и передельного чугунов, для оценки влияния новообразований на стойкость футеровки доменных печей (ДП). При исследовании проб футеровки и гарнисажа применялись следующие методы и приборы: - аналитический комплекс ARL 9900 Workstation IP3600 для рентгенофазового и рентгенофлуоресцентного анализов; - газовый анализатор LECO SC144DR для определения содержания углерода и летучих компонентов; - поляризационный микроскоп NIKON ECLIPSE LV100- POL и оптический стереомикроскоп SMZ-1500 для оптических минералогических исследований; - сканирующий электронный микроскоп FEI Quanta 650 с системой рентгеноспектрального микроанализа EDAX Genesis для определения химического состава минеральных фаз. Исследования состава гарнисажа на футеровке горна ДП проводились после ее выдувки на капитальный ремонт. Пробы для исследования отбирались при последовательной разборке горна ДП из определенных точек: проба А - над леткой; проба В - на уровне летки; проба С - с противоположного края на уровне чугунной летки; проба D - образцы гарниссажа, «налипшего» на углеродистых блоках (2-ой уровень блоков); проба F - на границе гарнисажа и ферромарганца; G - перерожденный углеродистый блок футеровки. Элементный анализ проб гарнисажа и футеровки не позволяет однозначно определить фазовый состав новообразований, который может быть получен только после применения комплекса методов технологической минералогии. Диагностика минеральных фаз проводилась микрозондовым анализом в аншлифах брикетах, изготовленных из участков штуфных образцов с характерными для данной пробы структурно-текстурными особенностями. Рентгеноструктурным анализом установлены фазы железа (α – железо; карбид железа, ферромарганец, троилит), углерод в виде графита, фазы марганца (помимо ферромарганца также манганозит, тефроит), некоторые оксидные и силикатные фазы (цинкит, окерманит, геленит, лейцит, глаухроит, перовскит и др.) и их соотношение в пробах. Электронномикроскопическими исследованиями с применением локального рентгеноспектрального анализа подтверждено присутствие в пробах вышеперечисленных минеральных фаз и уточнен их химический состав, установлены фазы переменного состава, определены минералы, встречающиеся в незначительном количестве (нитриды и оксикарбонинитриды титана, виллемит, алабандин и др.). Общим в фазовом составе всех проб является присутствие фаз железа в виде чугуна и/или α-железа, углерода в виде графита а также минералов шлака. Физические свойства образцов гарнисажа в различных точках отбора проб обусловлены текстурно-структурными особенностями, которые устанавливаются микроскопическими методами.
Подробнее в журнале «Золотодобывающая промышленность» №1(91) февральь 2019 г.
