Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

обеспечивает перевод жидких ВАО в стеклообразное состояние для последующего безопасного длительного хранения. В настоящее время промышленные установки по остекловыванию ВАО работают в России, США, Франции, Великобритании, Германии и Японии. Функционируют они с применением двух технологий остекловывани-я - в электропечах прямого электрического нагрева и в индукционных печах. Наиболее распространенной, отработанной и производительной является первая технология. Согласно разработанной концепции нового комплекса остекловывания в его составе предполагается и спользовани е эвакуируем о го м ало габаритно го плавителя прямого электрическо го н агрева с производительностью по упаренному раствору ВАО около 20 л/ч [1]. Плавитель предназначен для варки боросиликатного стекла, характеризующегося (по сравнению с алюмофосфатным стеклом) рядом преимуществ: значительно большей емкостью по отношению к продуктам деления, химической и радиационной стойкостью, устойчивостью к раскристаллизации [2]. В то же время боросиликатное стекло отличается более высокой тем пературой варки (от 1100 до 1200 °С). Срок службы печей, как правило, лимитируется не общим неудовлетворительным состоянием всей огнеупорной кладки, а разрушением (часто аварийным) ограниченного числа конструктивных элементов варочного бассейна и газового пространства в зонах варки и максимальных температур. Например, скорость коррозии огнеупоров на уровне стекломассы может быть от двух до пяти раз больше, чем на всей площади огнеупорной кладки ниже зеркала стекломассы [3]. К таким элементам, применительно к печам остекловывания ВАО, прежде всего относится верхний участок стен варочного бассейна. Существенный вклад также дает межшовная коррозия, возникающая вследствие превышения нормативных зазоров в кладке. Цель настоящей работы состояла в поиске наиболее устойчивых в расплавах боросиликатных стекол огнеупорных материалов отечественного производства применительно к условиям отверждения ВАО. Для этого были проведены испытания образцов ряда современных материалов с несколькими стеклообразующими составами, включающими различное содержание коррозионно­ активных компонентов, а также осуществлено сравнение испытанных образцов по показателям коррозионной стойкости (скорость, характер и степень коррозии) и сделан предварительный выбор огнеупоров с наилучшими показателями, перспективных для создания плавителей нового поколения. М етоди ка проведения исследований Для проведения исследований коррозионных и эрозионных показателей были отобраны четыре различные марки огнеупорных материалов отечественного производства (АО «Подольские огнеупоры» и ООО НТЦ «Бакор»). Перечень образцов и их характеристики приведены в табл. 1. Предоставленные материалы исследовались в виде брусков квадратного сечения со стороной от 10 до 15 мм, длиной от 50 до 120 мм. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 220-225. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 220-225. Таблица 1 Перечень исследуемых образцов огнеупоров и их характеристики Марка образца Тип материала Производитель Химический состав БК-41 Плавленолитой бадделеитокорундовый огнеупор АО «Подольские отеупоры» AhO3- - 43,5 %; ZrO2— 41,0 %; SiO2— 13,0 %; Na2O— 1,2 % ХСМВУ Хромоксидный виброналивной керамический огнеупор ООО«НТЦ«Бакор» Cr2O3, не менее 92,5 % ХЛВУ Хромоксидный литой керамический огнеупор Cr2O3, не менее 92,5 % ХКТ-30 Керамические хромалюмоцирконовые огнеупоры Cr2O3, не менее 27,0 % Для проведения испытаний огнеупорных материалов в качестве коррозионно-активных сред были выбраны два различных вида стекол, массовые составы которых в пересчете на оксиды представлены в табл. 2. Различие в температурах испытаний существенно и может оказать заметное влияние на скорость коррозии, которая находится в экспоненциальной зависимости от температуры в соответствии с уравнением Аррениуса [4]. Условия коррозионных испытаний приведены в табл. 3. © Шайдуллин С. М., Козлов П. В., Ремизов М. Б., 2023 221