Специалисты Томского государственного архитектурно-строительного университета создали мобильную установку – плазменный генератор, который значительно повышает прочность и долговечность огнеупорных материалов (кирпича и керамики). Устройство перемещается по заданной траектории, оплавляя поверхность изделия и создавая на ней защитный слой из прочного стеклокерамического покрытия.
Огнеупорные кирпичи используются для внутренней облицовки промышленных печей в металлургии, стекольной и цементной промышленности, где температура может достигать 1400–1600 °C и выше.
– В процессе работы с поверхностью кирпича контактируют расплавленный металл, агрессивные шлаки и едкие газы, – рассказывает младший научный сотрудник учебно-научной лаборатории «Наноматериалы и нанотехнологии» Марк Семеновых.
Из-за таких нагрузок на поверхности образуются трещины, начинается химическая коррозия и вымывание пор. Это приводит к быстрому разрушению материала, остановке печи на ремонт и значительным финансовым издержкам предприятия.
Инженеры ТГАСУ предложили обрабатывать поверхность огнеупоров плазмой, используя два возможных подхода:
– С использованием пасты. На поверхность предварительно наносится специальная смесь тугоплавких оксидов (например, алюминия, циркония). Плазма оплавляет пасту, которая сплавляется с основой, образуя монолитное покрытие.
– Без использования пасты. Плазма воздействует непосредственно на сам кирпич, изменяя структуру его поверхностного слоя.
– В любом случае финальное покрытие – это не краска или напыление, а прочнейшая корка, сплавленная с телом кирпича на молекулярном уровне, – добавил инженер ТГАСУ.
Полученный стекловидный слой принимает на себя самые тяжелые нагрузки, надежно защищая основную массу материала. В результате срок службы футеровки печи увеличивается, что снижает затраты на ремонты и простои производства.
обработка позволяет снизить себестоимость конечной продукции (тонны стали, стекла или цемента) за счет уменьшения времени простоя оборудования. Важно отметить, что технология реализуется на отечественном оборудовании и с использованием местного сырья.
Работа выполнена под руководством профессора Нелли Скрипниковой в рамках программы государственной поддержки университетов «Приоритет-2030».
В материале использованы фотографии коллектива учебно-научной лаборатории «Наноматериалы и нанотехнологии».
