Совершенствование технологии непрерывной разливки стали идет по пути уменьшения трудовых затрат, повышения производительности машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) и качества разливаемой стали. Большое влияние на стабильность непрерывной разливки, следовательно, и на качество заготовок оказывает стойкость огнеупорных изделий.Служба и применение огнеупорных изделий на МНЛЗ имеют свои особенности: к ним предъявляются повышенные требования в отношении стойкости в тяжелых условиях при длительной службе. При непрерывной разливке стали необходима устойчивая работа дозирующих устройств промежуточного ковша. От стойкости этого узла зависит стабильность разливки стали и качество слитка. Огнеупорные материалы, применяемые для дозирующих устройств, не обеспечивают длительную разливку больших количеств металла, что не позволяет в полном объеме реализовать преимущества непрерывной разливки на МНЛЗ.
Проведенные испытания в качестве огнеупорного материала для стаканов-дозаторов показали: применение шамотных и глинисто-графитовых стаканов нецелесообразно из-за интенсивного разрушения огнеупоров, приводящего к увеличению диаметра канала; огнеупоры на основе муллита и корунда сильно зарастают, так как происходит значительная аккумуляция и передача тепла через стенки дозатора; магнезитовые и хромомагнезитовые дозаторы оказались непригодными также вследствие их большой склонности к затягиванию, что объясняется повышенной теплопроводностью данных материалов; цирконографитовые стаканы из-за содержания в их структуре углерода подвергаются разъеданию расплавленной сталью.
Несмотря на данный недостаток, в последнее время именно цирконовые стаканы нашли широкое применение. Эти дозаторы обеспечивают надежную разливку стали без размывания и значительного затягивания канала. Данное преимущество достигается за счет того, что циркон, как огнеупорный материал, в меньшей степени смачивается металлом и вступает в реакцию с неметаллическими включениями, находящимися в стали, по сравнению с другими огнеупорными материалами.
Однако и цирконовые стаканы далеко не в полной мере обеспечивают возросшие требования к огнеупорам, работающим при непрерывной разливке стали. Интенсификация этого процесса требует увеличения стойкости и надежности огнеупорных частей МНЛЗ. В частности, частыми причинами замены стаканов (а это связано с прекращением разливки и остановкой МНЛЗ) являются растрескивание и отколы нижней части стакана, что приводит к разбрызгиванию струи металла и ухудшению качества слитка. Это связано с недостаточной термической стойкостью цирконовых стаканов. На износ рабочего канала значительное влияние оказывает также пористость материала стакана.
Таким образом, в условиях интенсификации процесса разливки стали недостаточная износо- и термическая стойкость цирконовых стаканов не позволяет увеличить срок их службы.
В последние годы наметился перспективный путь дальнейшего улучшения качества огнеупоров за счет использования при их производстве композиционных материалов с заданными свойствами. В композиционных материалах сочетаются лучшие свойства составляющих фаз – прочность, пластичность, износостойкость и др. Актуальность данной темы породила широкие исследования во многих ведущих странах мира.
