Специалисты Томского государственного архитектурно-строительного университета и Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) разрабатывают инновационное решение для российской металлургической промышленности. Они создают материал по схеме «композит в композите», который будет применяться при создании керамических огнеупоров для футеровки внутренний части сталеплавильных ковшей, печей для производства цемента. Технология позволит продлить срок эксплуатации изделия и увеличить межремонтный интервал.
«Мы в ТГАСУ на основе принципа “композит в композите” создаем само изделие заданной формы и конструкции, одновременно решая вопросы по получению и использованию компонентов, применяемых в материале», — рассказал проректор по научной работе ТГАСУ, доктор технических наук Олег Волокитин.
Межремонтный интервал на российских сталелитейных заводах в среднем составляет от года до трех лет и связан с базовой проблемой — заменой изношенной и поврежденной керамической футеровки. Это защитная конструкция из огнеупорного материала на внутренней поверхности печи для защиты от высоких температур, химических воздействий, износа. Томские ученые предложили особый подход к формированию внутренней структуры материала огнеупора, увеличивающий его стойкость к зарождению и развитию трещин, катастрофически снижающих остаточную прочность изделия.
«Огнеупорные керамические материалы хрупкие, трещины в них развиваются стремительно, приводя к полной потере прочности и разрушению. Наши исследования направлены на формирование сложной многоуровневой структуры композиционного керамического огнеупорного материала. Управляя составом, внутренними напряжениями, возможно добиться того, что материал сам будет сопротивляться развитию зарождающихся в нем трещин, сохраняя до 60% исходной прочности», — отметил научный сотрудник лаборатории физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля ИФПМ СО РАН, кандидат физико-математических наук Алесь Буяков.
Процесс исследования разбит на несколько этапов. Сначала ученые подбирали состав смеси для изготовления огнеупорного материала. В процесс активно включились исследователи из стратегического технологического проекта «Химия и инжиниринг новых строительных материалов», реализуемого в рамках программы «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»). Силами ученых университета подбирается состав порошковых материалов, подходов и режимов получения композитов и образцов изделий на их основе.
Новая технология ждет промышленных испытаний и уже сейчас имеет огромный потенциал для применения в российской металлургии.
