Гарнисаж

Гарниса́ж (от фр. garnissage — футеровка) — в металлургии защитный слой из шихтовых материалов или шлака, образующийся за счёт разности температур на рабочей поверхности стенок рабочего пространства некоторых металлургических агрегатов в результате физико-химических взаимодействий шихты, материала футеровки и газов.

В отличие от настыли, образующейся в результате нарушений технологического процесса плавки, гарнисаж создаётся намеренно и используется в целях защиты конструкций печи.

Использование в металлургии

В доменной печи

Гарнисаж используется, как правило, для защиты футеровки печи от износа. Если состав шихтовых компонентов и футеровки печи способствует образованию гарнисажа, режим плавки подбирают в том числе с учётом необходимости поддержания гарнисажа в стабильном состоянии. Существует устоявшийся термин «срыв гарнисажа».

В литейном процессе

Для утепления верха слитка с целью уменьшения глубины усадочной раковины в изложницу вводят шлакообразующие смеси. Образующийся в процессе наполнения изложницы жидкий шлак образует между изложницей и поверхностью слитка гарнисажную прослойку, снижающую температурный градиент и напряжения в корочке слитка.

В плавильных печах

В ватержакетных печах гарнисаж может образовываться в виде корки на поверхности стенок кессонов из-за охлаждения циркулирующей водой размягчённой шихты или расплава.

Состав и особенности

Основой гарнисажа в доменной печи служат перемещающиеся вдоль стенки шихтовые материалы. В составе гарнисажа в нижней части шахты доменной печи на отдельных участках в трещинах шириной 30—50 мм обнаруживаются крупные кристаллы цинкита или минералов с высоким содержанием оксидов щелочных металлов. В местах примыкания гарнисажа к огнеупорной кладке присутствуют частицы шамотного кирпича, оторванные от его основной массы. Значительная часть отложений сажистого углерода располагалась между поверхностями холодильников и гарнисажа.

В периоды продолжительного устойчивого хода доменной печи образуются плотные металлизованные прослойки, которые служат границей опускающейся шихты. Позднее в гарнисаже и на его границе с холодильниками и футеровкой появляются отложения сажистого углерода, цинкита и оксидов щелочных металлов.

Влияние на доменный процесс

Опустившись вниз, крупные куски гарнисажа деформируют воздушные фурмы и каждый раз приносят в горн значительное количество не полностью восстановленного железа, серы, коксовой мелочи, оксидов щелочных металлов и цинка. В итоге горн охлаждается, затрудняется выпуск продуктов плавки, в шлаке резко возрастает содержание К₂O + Na₂O. После этого обычно следует период работы печи с уменьшенным выходом оксидов щелочных металлов со шлаком и их накоплением в новом гарнисаже.

Срыву гарнисажа способствуют принудительные осадки шихты во время расстройств хода и остановки печи как для смены воздушных фурм, так и по другим причинам.

См. также

• Доменная печь
• Доменный процесс
• Конвертерное производство

Литература

• Бабарыкин Н. Н. Теория и технология доменного процесса. — Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ", 2009. — 257 с.
• Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н. и др. Металлургия чугуна : Учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с. — 2000 экз. — ISBN 5-94628-120-8.
• Кудрин В. А. Металлургия стали: Учебник для вузов — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1989. — 560 с. — 7450 экз. — ISBN 5-229-00234-4
• Коллектив авторов. Энциклопедический словарь по металлургии : Справочное издание : в 2 т. / гл. ред. Н. П. Лякишев. — М. : «Интермет Инжиниринг», 2000. — Т. 1: А — О. — 412 с. — 500 экз. — ISBN 5-89594-037-4.