Когда слышишь 'Огнеупорный материал 7', первое, что приходит в голову — очередная маркировка с накрученными характеристиками. Но за этим номером скрывается конкретный состав на основе карбида бора, с которым мы работали на объектах ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив. В 2018 году их инженеры привезли нам образцы — сероватый порошок с странной текучестью, который при прессовании давал неожиданно высокую плотность. Тогда мы ошибочно считали, что главное в огнеупорах — стойкость к температуре, но практика показала: важнее совокупность параметров — от теплопроводности до сопротивления термоудару.
На первом этапе тестов в печах при 1600°C материал показал себя стабильно, но при циклическом нагреве до 1100°C с резким охлаждением водой начались проблемы. Через 15 циклов на поверхности появлялись микротрещины — классическая история с карбид-борсодержащими составами, где важно соблюдение гранулометрии. Мы тогда недооценили фракционный состав порошка от Шимань Босэн — их линия глубокой переработки как раз давала нужную однородность, но мы по старой привычке добавили связующее, что снизило термическую стойкость.
Интересно, что при тестах в вакуумных печах поведение Огнеупорный материал 7 кардинально менялось — выдерживал до 1850°C без деформации, но в окислительной среде уже при 1200°C начиналось поверхностное окисление. Это навело на мысль о необходимости защитных покрытий, хотя изначально материал позиционировался как самодостаточный. Кстати, на сайте https://www.cn-boroncarbide.ru есть данные по их марке 'Хуангэн' — там как раз акцент на чистоту карбида бора, что критично для таких случаев.
Самым показательным был инцидент на сталелитейном заводе в Челябинске — мы заложили Огнеупорный материал 7 в футеровку ковша, но не учли химическое воздействие шлаков. Через 12 плавок материал начал активно разрушаться в зоне контакта с известково-глиноземистыми включениями. Позже выяснилось, что нужно было модифицировать состав именно для конкретных типов стали — об этом редко пишут в спецификациях, но практики понимают: универсальных решений не бывает.
Когда мы посещали производство в промышленном парке Чжума, обратили внимание на два момента: контроль температуры синтеза карбида бора и систему просеивания. Их линия на 2000 тонн глубокой переработки давала фракцию 3-5 мкм с минимальным разбросом — это как раз то, что нужно для Огнеупорный материал 7, но в России такие параметры часто пытаются достичь кустарными методами, отсюда и нестабильность.
Запомнился разговор с технологом Ли — он показывал, как меняется структура материала при разном давлении прессования. Оказалось, что при 150 МПа мы получаем оптимальную пористость 8-12%, но многие предприятия экономят и снижают давление до 100 МПа, получая в итоге 18-20% пор — а потом удивляются, почему материал 'дышит' при термоциклировании.
Еще один момент — сушка. Мы в свое время пробовали ускорять процесс, поднимая температуру до 200°C, но это приводило к капиллярным напряжениям. Китайские коллеги использовали ступенчатую сушку с выдержкой при 80°C — дольше, но надежнее. Кстати, их уставной капитал в 15 миллионов юаней как раз позволял не экономить на таких 'мелочах', в отличие от многих российских производств.
В алюминиевых цехах Огнеупорный материал 7 показал себя неоднозначно — с одной стороны, стойкость к расплавленному алюминию на высоте, с другой — проблемы с циклическим охлаждением. Мы ставили эксперимент на желобе для разлива: после 200 часов работы появлялась сетка трещин, хотя прямой контакт с металлом не вызывал коррозии. Позже поняли, что виной термические напряжения от периодических остановок производства.
Интересный опыт был в цементной промышленности — в зоне кальцинатора материал работал лучше ожидаемого, выдерживая абразивный износ плюс температуру 1400°C. Но там важную роль сыграла именно глубокая переработка карбида бора от Шимань Босэн — более грубые фракции, которые предлагали другие поставщики, не давали такой стойкости к истиранию.
Запомнился случай на заводе по переработке отходов — в печи для сжигания при 900-1000°C с агрессивной газовой средой Огнеупорный материал 7 проработал 14 месяцев вместо планируемых 8. Но потом выяснилось, что решающую роль сыграла не столько формула материала, сколько правильная установка — швы заполняли специальным составом на основе того же карбида бора, что предотвратило проникновение газов.
Когда считаешь стоимость квадратного метра футеровки из Огнеупорный материал 7, сначала кажется дорого — почти втрое выше обычных шамотных огнеупоров. Но если учесть срок службы в 3-4 раза дольше плюс сокращение простоев на ремонт, экономика меняется. На том же сталелитейном производстве переход на этот материал дал экономию около 120 тысяч рублей в месяц на одном ковше — за счет сокращения времени на перефутеровку.
Пробовали заменять карбид бора на более дешевый карбид кремния — для температур до 1300°C работает неплохо, но выше начинается активное окисление. Хотя для многих процессов этого достаточно, поэтому сейчас часто делаем гибридные решения — в самых нагруженных зонах Огнеупорный материал 7, в остальных — более бюджетные варианты.
Инвестиции в основной капитал 50 миллионов юаней, о которых говорится в описании компании, как раз позволили им оптимизировать производство — их карбид бора стабильно имеет чистоту 94-96%, в то время как у многих конкурентов плавает от 89% до 93%. Эта стабильность критична, когда делаешь расчеты для ответственных объектов.
Сейчас смотрю на Огнеупорный материал 7 более трезво — не как на панацею, а как на инструмент для конкретных задач. Его сильные стороны: стабильность при высоких температурах в инертной среде, отличная стойкость к абразивному износу, предсказуемое поведение при длительном нагреве. Слабые: чувствительность к окислительным средам, высокая стоимость, требовательность к технологии монтажа.
Перспективы вижу в создании модификаций — например, с добавками для работы в конкретных химических средах. Технологии Шимань Босэн позволяют экспериментировать с составом, их производственная линия мощностью 3000 тонн карбида бора как раз дает такую возможность. Думаю, в ближайшие годы появятся специализированные версии этого материала для разных отраслей.
Главный урок, который мы извлекли: не бывает идеальных огнеупоров. Даже такой продвинутый материал как Огнеупорный материал 7 требует глубокого понимания технологии его применения. И как показывает практика, часто проблемы возникают не из-за самого материала, а из-за попыток сэкономить на сопутствующих компонентах или нарушении технологии монтажа. Но для сложных условий, где обычные огнеупоры не выдерживают, он действительно открывает новые возможности.
