Substantiation of refractory lining influence on the electric furnace efficiency for the production of ferronickel

Abstract

Purpose. The purpose of the research is to substantiate the possibility of replacing existing MgO bricks with the MgO-C bricks due to their resistance to the slag aggressiveness of the electric furnace and the Si content in the resulting metal, which can have a positive effect on reducing the consumption of refractory materials. Methods. This research will be presented as the results of theoretical and experimental data determining the dependence of the electric furnace on the type of refractory material, walls construction, operating parameters and the electric furnace lining, that are expected to have a major impact on the cost output of production process. Findings. Based on the presented results, it has been revealed that MgO-C bricks are more effective in terms of preventing the furnace damage depending on refractory materials. Therefore, to optimize the production process, it is recommended to improve the composition of melted metal and slag, as well as to strengthen the control of the process parameters. Originality. Laboratory analyses are conducted in specialized laboratories, and the presented data have been obtained through the use of devices and equipment required for experimental research. Practical implications. The refractory materials are one of the main indicators of technical performance and production costs at NewCo Ferronickel in Kosovo. Therefore, the higher performance of the refractory lining will have a positive effect on the furnace durability and the quality of the final product.

Мета. Обґрунтування можливості заміни існуючої цегли MgO цеглою MgO-C через її стійкість до жорсткого впливу шлаків електричної печі та вмісту Si в отриманому металі, що може позитивно вплинути на зменшення витрат вогнетривких матеріалів. Методика. Дослідження представлене як результати теоретичних та експериментальних даних, що визначають залежність електричної печі від типу вогнетривкого матеріалу, конструкції стін, експлуатаційних параметрів та футеровки електропечі, які, як очікується, матимуть значний вплив на вартість виробничого процесу. Для визначення терміну служби/довговічності вогнетривкого покриття були вивчені робочі параметри (хімічні, термічні та технологічні), а також якість/властивості та вміст вогнетривких матеріалів на заводах. Лабораторні аналізи проводилися у спеціалізованих лабораторіях. Результати. Виявлено на основі проведених досліджень, що цегла MgO-C є більш ефективною з точки зору запобігання пошкодженню печі. Рекомендовано для оптимізації виробничого процесу поліпшити склад розплавленого металу та шлаку, а також посилити контроль над основними параметрами процесу. Запропоновано регулярний огляд огнеупору печі, який надає інформацію щодо поточної ситуації і, крім того, показує ступінь зносу та критичні точки зносу пошкодженої футеровки печі. Наукова новизна. Вперше встановлено, що FeNi-електрична піч працює під впливом шлаку з високим вмістом SiO2, металу з низьким вмістом C і високим вмістом Si, високих температур і дуже високої окисної атмосфери. Практична значимість. Вогнетривкий матеріал є одним із основних технічних засобів, що впливає на показники витрат нового підприємства феронікелю у Косово. Більш висока продуктивність вогнетривкої футеровки позитивно вплине на довговічність печі та якість кінцевого продукту.

Цель. Обоснование возможности замены существующего кирпича MgO кирпичом MgO-C из-за его устойчивости к жесткому воздействию шлаков электрической печи и содержания Si в полученном металле, что может положительно повлиять на уменьшение затрат огнеупорных материалов. Методика. Исследование показывает результаты теоретических и экспериментальных данных, определяющих зависимость электрической печи от типа огнеупорного материала, конструкции стен, эксплуатационных параметров и футеровки электропечи, которые, как ожидается, будут иметь значительное влияние на стоимость производственного процесса. Для определения срока службы/долговечности огнеупорного покрытия были изучены рабочие параметры (химические, термические и технологические), а также качество/свойства и содержание огнеупорных материалов на заводах. Лабораторные анализы проводились в специализированных лабораториях. Результаты. Выявлено на основе проведенных исследований, что кирпич MgO-C более эффективный с точки зрения предотвращения повреждения печи. Рекомендовано для оптимизации производственного процесса улучшить состав расплавленного металла и шлака, и усилить контроль над основными параметрами процесса. Предложен регулярный осмотр огнеупора печи, который дает информацию о текущей ситуации и, кроме того, показывает степень износа и критические точки износа поврежденной футеровки печи. Научная новизна. Впервые установлено, что FeNi-электрическая печь работает под влиянием шлака с высоким содержанием SiO2, металла с низким содержанием C и высоким содержанием Si, высоких температур и очень высокой окислительной атмосферы. Практическая значимость. Огнеупорный материал является одним из основных технических средств, который влияет на показатели расходов нового предприятия ферроникеля в Косово. Высокая производительность огнеупорной футеровки положительно повлияет на долговечность печи и качество конечного продукта.