Способ изготовления огнеупорного керамического продукта, применение такого продукта и способ модифицирования расплава с помощью такого продукта

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО ПРОДУКТА, ПРИМЕНЕНИЕ ТАКОГО ПРОДУКТА И СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ РАСПЛАВА С ПОМОЩЬЮ ТАКОГО ПРОДУКТА(71)(73) Заявитель и патентовладелец: РИФРЕКТОРИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛ ПРОПЕРТИ ГМБХ УНД КО. КГ (AT) В изобретении описаны продукты, прежде всего массы и формованные изделия, которые при их применении по назначению обладают огнеупорными свойствами и которые используются главным образом в устройствах для расплавов, их обработки и/или пропускания. Подобные расплавы могут представлять собой расплавы стали (расплавы железа), расплавы цветных металлов (например, расплавы меди) или же расплавы стекла либо расплавы горных пород и обычно имеют температуру в интервале от 1000 до 2000C. Согласно изобретению состав расплава целенаправленно изменяют на основе его анализа путем дозированного выделения в расплав по меньшей мере одного вещества из огнеупорного продукта. 014981 Продукты, прежде всего массы и формованные изделия, которые при их применении по назначению обладают огнеупорными свойствами, используются главным образом в устройствах для расплавов,их обработки и/или пропускания. Подобные расплавы могут представлять собой расплавы стали (расплавы железа), расплавы цветных металлов (например, расплавы меди) или же расплавы стекла либо расплавы горных пород и обычно имеют температуру в интервале от 1000 до 2000C. Термин "огнеупорный" означает при этом наличие у указанных выше продуктов способности в течение технически релевантного периода времени противостоять в технически достаточной степени действию высокой температуры, которую имеет расплав. В соответствии с этим требования к огнеупорному материалу, которым футеруют соответствующие устройства (агрегаты), такие как ковши для расплава или плавильные ванны, сосредоточены на повышении его термостойкости, увеличении его срока службы, а также на улучшении его различных механических свойств, например, модуля упругости. Сказанное аналогичным образом относится и к огнеупорному материалу, используемому в качестве так называемых функциональных продуктов. Функциональные продукты представляют собой огнеупорные керамические продукты, которые не только обладают вышеуказанными свойствами, но и выполняют дополнительные функции. К подобного рода функциональным продуктам относятся, например, продукты или изделия для транспорта и пропускания расплава (в частности, трубы, желоба), продукты или изделия для регулирования потока расплава или управления им (в частности, шиберные плиты, пробки, перегородки в промежуточных ковшах), продукты или изделия для защиты от ударов (в частности, отражательные плиты, ударнозащитные стаканы) либо продукты или изделия для пропускания сред для технологической обработки металла (в частности, устройства для продувки жидкого металла газом). Важное значение часто имеет наличие у подобных продуктов таких свойств, как высокая коррозионная стойкость, высокая термоциклическая стойкость или высокая степень защиты от окисления. Стойкость огнеупорных продуктов к коррозионному воздействию технологических шлаков (прежде всего металлургических шлаков) можно повысить за счет использования углерода (C) в сочетании с огнеупорными оксидами (такими как MgO или Al2O3). Введение же в огнеупорный материал добавок, обладающих свойствами ингибиторов окисления (так называемых антиокислителей), позволяет уменьшить склонность углерода к окислению. При разработке новых огнеупорных материалов основные усилия направлены главным образом на увеличение срока службы соответствующих огнеупорных продуктов за счет, например, рассмотренного выше улучшения их поведения в коррозионной среде. Сказанное в одинаковой мере относится и к монолитным массам, и к формованным изделиям, а именно не только к тем продуктам, которые используют для футеровки стен, днищ или подов и сводов соответствующих плавильных сосудов, но и к указанным выше функциональным продуктам. При создании настоящего изобретения было решено не придерживаться рассмотренных выше устоявшихся принципов, которые на протяжении десятилетий не получают никакого развития. Основная идея изобретения состоит в придании огнеупорным продуктам указанного выше типа таких свойств, которые позволяли бы активно использовать их в том или ином технологическом процессе. В соответствии с этим огнеупорный материал становится составляющей соответствующей технологии. Иными словами,с помощью огнеупорного материала регулируют, соответственно оптимизируют качественные показатели и свойства расплава, а также качественные показатели и свойства изготавливаемой из расплава продукции. Плавильный агрегат или агрегат внепечного рафинирования (ниже называемый просто устройством) становится благодаря активной роли материала, из которого выполнен огнеупорный продукт,своего рода реактором, позволяющим регулировать свойства расплава и изготавливаемой из него продукции. Согласно изобретению огнеупорный продукт при соответствующем согласовании состава и свойств его материала можно, о чем более подробно сказано ниже, использовать для целенаправленного (требуемого) изменения состава и/или свойств конкретного расплава, например, в качестве источника легирующих металлов для их введения в расплавленный металл или в качестве реагента в стекольном расплаве. Хотя огнеупорный материал и должен сохранять свои прежние функции, например функцию футеровочного материала в соответствующих плавильных сосудах, однако наряду с такими функциями огнеупорный материал должен выполнять и абсолютно новые задачи. С этими задачами соответствующим образом согласуют состав и свойства огнеупорного материала,а именно уже в процессе его получения и с учетом технологических параметров его последующего применения. Сказанное поясняется ниже на примере. В сталеразливочном ковше, который должен быть футерован огнеупорными продуктами, необходимо провести металлургическую обработку расплава стали. Фактические результаты анализа находящегося в таком устройстве расплава стали отличаются от заданных параметров. Так, например, по результатам анализа выявленное содержание в расплаве таких легирующих элементов, как Co (кобальт), Mn (марганец) и/или Ce (церий), находится на слишком низком уровне. В соответствии с уровнем техники подобные легирующие металлы, присутствующие в расплаве в недостаточных количествах, вводят в расплав, например, с помощью так называемых легирующих про-1 014981 волок, описанных в DE 2948636 A1. Такие легирующие проволоки дороги в изготовлении. Подача проволок в расплав представляет собой дополнительную технологическую операцию. При использовании одной легирующей проволоки отсутствующие в расплаве легирующие добавки попадают в него только в некоторых конкретных местах. Соответственно последующее необходимое распределение легирующих добавок по всему объему расплава (объему ванны жидкого металла) сопряжено с определенными сложностями. Другой известный метод заключается во введении в расплав недостающих легирующих добавок в виде порошка, насыпаемого на поверхность ванны жидкого металла. При этом приходится сталкиваться с той проблемой, что большая часть порошка зависает в шлаке, находящемся на поверхности расплава. По этой причине равномерное дозирование и однородное распределение легирующих добавок по всему объему расплава невозможны. В соответствии же с настоящим изобретением отдельное вмешательство в текущий технологический процесс не предусмотрено. Недостающие легирующие элементы могут согласно изобретению поступать в расплав непосредственно из огнеупорного материала (который в любом случае необходимым и присутствует в соответствующем устройстве, в котором находится расплав) либо в результате реакции расплава с огнеупорным материалом. Вместе с тем за счет реакции огнеупорного материала с расплавом из него можно также удалять определенные, изначально присутствующие в нем компоненты. В обоих случаях происходит модифицирование изначального расплава. При этом имеются в виду прежде всего следующие изменяемые параметры расплава, которые в совокупности обозначаются ниже как "анализируемые параметры": химический состав расплава,характер химических связей между компонентами расплава (например, металлом, оксидом, карбидом, нитридом),распределение легирующих добавок и/или неметаллических твердых веществ в объеме расплавленного металла,морфология (например, размер и форма) неметаллических включений в расплавленном металле. Модифицирование расплава в результате его контакта с огнеупорным материалом или реакции с ним согласно изобретению можно обеспечить, например, путем целенаправленного изменения по меньшей мере одного из следующих параметров: температуры расплава,объема расплава,продолжительности обработки расплава,состава огнеупорного материала, из которого изготовлен огнеупорный продукт,структуры материала огнеупорного продукта,плотности материала огнеупорного продукта,площади поверхности контакта между огнеупорным продуктом и расплавом. При этом параметры огнеупорного материала, из которого изготавливают огнеупорный продукт,согласуют с особенностями его конкретного применения. Подобное "применение" может учитывать особенности конкретного отдельного расплава в определенном устройстве. Вместе с тем такое "применение" может также учитывать типичные граничные условия и свойства определенных расплавов при их нахождении в соответствующих устройствах. Соответственно параметры огнеупорного материала можно отрегулировать таким образом, чтобы полностью или частично учесть различия в содержании в расплаве тех или иных компонентов и в их количествах. В соответствии с этим в настоящем изобретении в наиболее общем варианте его осуществления предлагается способ изготовления керамического продукта, который при его применении по назначению в качестве футеровочного материала или функционального продукта в устройстве для расплава, его обработки и/или его пропускания обладает огнеупорностью, заключающийся в том, что из нескольких компонентов приготавливают исходную керамическую смесь,по меньшей мере один компонент смеси и его количество выбирают таким образом, чтобы после переработки смеси в керамический продукт и после предусмотренного применением контакта с ним расплава расхождения между фактическим и заданным значениями анализируемого параметра отбираемого из устройства расплава касательно по меньшей мере одного его компонента были меньше, чем у поданного в устройство или ранее подвергнутого обработке в устройстве расплава. При изготовлении огнеупорного продукта предлагаемым в изобретении способом учитывают, таким образом, свойства и состав расплава, с которым контактирует огнеупорный продукт при его применении. При изготовлении огнеупорного продукта можно, например, выполнять следующие стадии: в смесь целенаправленно добавляют компонент, который в готовом огнеупорном продукте образует компонент, который при применении продукта (при его контакте с расплавом) выделяется из продукта в расплав и относительное содержание которого в расплаве тем самым увеличивается,в смесь целенаправленно добавляют компонент, который в готовом огнеупорном продукте образует компонент, который при применении продукта (при его контакте с расплавом) служит реагентом, реагирующим с расплавом и соответственно изменяющим при этом его состав и/или свойства.-2 014981 Огнеупорный материал может при этом расходоваться частями. Для этого, например, характеристики износа керамического продукта задают с учетом особенностей его применения с таким расчетом,чтобы в ходе одной плавки в расплав из эродированного и/или корродированного огнеупорного материала попадало необходимое количество требуемого(ых) компонента(ов). Однако в другом варианте можно также обеспечить создание условий, при которых в результате протекающих в соответствии с описанными выше механизмами реакций между огнеупорным материалом, из которого изготовлен огнеупорный продукт, и расплавом происходило образование новых продуктов реакции, которые осаждаются на огнеупорном продукте, например, образуют на нем слой. В этом случае могут также изменяться и прежде всего улучшаться пассивные свойства огнеупорного продукта (такие как его износо- и термостойкость). В принципе возможно также добиться целенаправленного образования подобных слоев (отложений) на локальных участках, например в зоне контакта шлака с огнеупорным продуктом в металлургических устройствах. Изготовитель керамического (огнеупорного) продукта может получать конкретную информацию о заданных и фактических значениях анализируемых параметров по меньшей мере одного расплава, контактирующего с керамическим продуктом. Эта информация может поступить с предприятия, на котором используются подобные керамические продукты. Вместе с тем она может также предоставляться или анализироваться сторонней лабораторией. На основании такой информации изготовитель керамического продукта может подбирать рецептуру продукта с учетом особенностей конкретной плавки или же с таким расчетом, чтобы определенные основные компоненты, необходимые для нескольких сфер применения, присутствовали в керамическом продукте в определенном количестве и/или в определенной форме. Так, например, в исходную керамическую смесь можно в определенном количестве добавлять определенный легирующий металл, который обычно отсутствует в расплавах определенного типа или присутствует в них в слишком низкой концентрации. Такие легирующие элементы могут представлять собой,например, определенные благородные металлы или редкоземельные элементы. При изготовлении керамического продукта должно соблюдаться условие, согласно которому добавление в исходную керамическую смесь по меньшей мере одного вещества в определенной форме и в определенном количестве должно обеспечивать требуемое модифицирование расплава, с которым контактирует керамический продукт при его применении. Изменять состав расплава возможно не только за счет изменения характеристик износа огнеупорного материала, но и за счет поступления в расплав необходимых веществ из керамического продукта. Изменения, вносимые в керамический продукт при его изготовления могут, например, заключаться в следующем. Керамический продукт изготавливают с особой пористостью, прежде всего с открытой пористостью, и затем, например, путем пропитки продукта обеспечивают накопление в его порах определенных веществ. При последующем применении такого продукта можно варьировать температуру расплава (например, кратковременно повышать ее) для расплавления таким путем этих веществ, которые являются компонентами огнеупорного продукта, и их поступления в расплав. Равным образом повышением температуры расплава можно инициировать определенные требуемые реакции между огнеупорным материалом и расплавом с целью его модифицирования таким путем. Исходную смесь для изготовления огнеупорного продукта можно изменить таким образом, чтобы изготовленный из нее готовый продукт при его применении по меньшей мере частично вступал в химическую реакцию с расплавом. Таким путем из расплава можно удалять определенные нежелательные компоненты, например переводить неметаллические включения в шлаковый слой. Последние из рассмотренных выше вариантов обеспечивают возможность получения продуктов реакции, которые в последующем в качестве легирующих добавок непосредственно поглощаются расплавом. Важное преимущество предлагаемого в изобретении решения состоит в том, что огнеупорный материал часто контактирует с соответствующим расплавом по поверхности большой площади, благодаря чему, например, обеспечивается возможность равномерного переноса легирующих добавок в расплав даже в очень небольших количествах (концентрациях) и их гомогенизации в нем. С учетом этого изготавливаемые предлагаемым в изобретении способом керамические(огнеупорные) продукты целесообразно использовать для введения в расплав компонентов, массовая доля которых в расплаве не превышает 5%, а часто не превышает 1 или 0,1%. Корректирующее количество таких компонентов (для увеличения/уменьшения их концентрации) при этом преимущественно составляет гораздо менее 1 мас.%, обычно менее 0,5 или менее 0,1 мас.%, а часто менее 500 или даже менее 100 част./млн. Тем самым изобретение предоставляет эффективные возможности по изменению состава сплава путем введения в него соответствующих легирующих добавок в исключительно малых количествах (подобную технологию называют также микролегированием). Введение определенных веществ (или соединений) из огнеупорного материала в расплав может быть основано на исключительно физическом принципе за счет, например, выполнения огнеупорных формованных изделий с соответствующим депо. Такое депо может быть образовано полостью в керами-3 014981 ческом продукте, сообщающейся с расплавом по меньшей мере через один капилляр или канал. В подобном депо могут содержаться необходимые вещества. При установлении соответствующего перепада давлений находящиеся в депо вещества начинают мигрировать из него в расплав. Необходимый для этого перепад давлений может создаваться, например, в результате теплового расширения огнеупорного материала при определенных температурах или в результате целенаправленного газообразования в продукте. Огнеупорные продукты указанного выше типа часто должны обладать длительным сроком службы. При предусмотренном изобретением использовании огнеупорных продуктов в качестве донора (источника) определенных веществ, прежде всего веществ, которые должны поступать в расплав в малых количествах, или в качестве катализатора при введении таких веществ в расплав износ подобных огнеупорных продуктов в определенных случаях должен происходить со строго определенной скоростью или интенсивностью. Возможность регулирования поступления необходимых веществ в расплав за счет варьирования скорости износа огнеупорных продуктов продемонстрирована на следующих примерах. При необходимости поступления определенных веществ в расплав в повышенных количествах такие вещества можно включать в быстроизнашивающиеся огнеупорные продукты, например в монолитные массы, которые периодически наносят вновь при каждой загрузке. Иными словами, перед заполнением устройства расплавом на футеровку наносят монолитное огнеупорное покрытие, содержащее необходимые вещества. Такой слой после заполнения устройства расплавом расходуется полностью или частично. Массу огнеупорного покрытия, количество легирующих веществ, а также последующую скорость износа огнеупорного покрытия можно рассчитать и соответствующим образом согласовать заранее в зависимости от расхода расплава. Аналогичный эффект можно получить и при применении отражательных плит или ударнозащитных стаканов. Подобные функциональные продукты защищают огнеупорную футеровку от ударного воздействия струи жидкого металла и отклоняют расплав в сторону. Согласно изобретению материал таких отражательных элементов можно легировать определенными веществами и изготавливать сами эти отражательные элементы с определенной, согласованной с особенностями их применения скоростью износа. При последующем применении таких отражательных элементов они изнашиваются за определенный период времени и одновременно с износом выделяют требуемые вещества в расплав, в котором они равномерно распределяются благодаря эффекту перемешивания, создаваемому струей жидкого металла. В данном случае также очевидна новая функция огнеупорного материала, который служит донором или источником определенных компонентов, добавляемых в расплав. Сказанное аналогичным образом относится и к применению подобных огнеупорных материалов для изготовления шиберных плит, сливных носков, керамических фильтров и прочих изделий. У шиберных плит наиболее интенсивному износу подвержена та их часть, которая непосредственно окружает проходное отверстие (для расплава). Согласно уровню техники эту часть шиберных плит выполняют заменяемой и/или высокопрочной. Согласно изобретению предлагается изменять прежде всего именно эту часть шиберной плиты за счет ее выполнения из огнеупорного материала, который при контакте с ним расплава обеспечивает его необходимое модифицирование. Соответствующие вставные элементы, например, в виде колец или втулок, можно также устанавливать в проходной части погружных труб, сливных носков, разливочных стаканов, заливочных сопел или иных элементов, которые служат для управления потоком расплава или его регулирования. На одном продукте можно предусматривать и по несколько вставок. Таким путем можно одновременно изменять расплав по разным параметрам. Аналогичным образом огнеупорные керамические элементы любой необходимой геометрической формы можно располагать в том месте устройства указанного выше типа, с которым контактирует расплав, и таким путем использовать их в качестве доноров или источников определенных веществ, которые должны поступать в расплав, или в качестве реагентов, с которыми должен реагировать расплав. Целенаправленное модифицирование огнеупорного материала, из которого изготавливают огнеупорные продукты, позволяет не только изменять состав расплавов путем изменения содержания в них определенных компонентов, но и регулировать физические свойства расплава. Сказанное можно пояснить на следующем примере. В расплавах стали может содержаться оксид алюминия (Al2O3), присутствие которого в них нежелательно. Оксид алюминия образуется при раскислении жидкой стали металлическим алюминием. Присутствие Al2O3 в расплаве допустимо только в определенном количестве и только в виде частиц с определенным размером. Поэтому избыток Al2O3 известными методами внепечного рафинирования переводят в шлак. Согласно изобретению удалять Al2O3 из жидкой стали можно следующими различными путями. В огнеупорный материал огнеупорного продукта добавляют реагент, способный вступать во взаимодействие с отделяемым оксидом алюминия, например, CaO. В результате реакции CaO, выделяющегося из огнеупорного материала, с Al2O3, выделяющимся из расплава, образуются алюминаты кальция, которые можно легко отделить от расплава. В огнеупорный материал огнеупорного продукта добавляют высокодисперсные частицы Al2O3. При контакте с жидкой сталью они образуют центры кристаллизации для отделяемого оксида алюминия. Образовавшиеся таким путем более крупные частицы Al2O3 легче перевести в шлак.-4 014981 Аналогичным образом можно избежать непреднамеренного осаждения тех или иных компонентов расплава на огнеупорном продукте (закупорки проходных частей огнеупорных продуктов). Ниже на некоторых примерах поясняется, какие именно компоненты и для каких целей можно согласно изобретению включить в состав огнеупорного материала, что, однако, не исключает возможности включения в его состав и других компонентов при практической реализации изобретения. В состав огнеупорного материала огнеупорных продуктов, которые при их применении контактируют с расплавами стали или расплавами цветных металлов, можно включать такие металлы, как Al, Ti,Zr, Ni, Mn, Sc, Ce, Nb, V, или сплавы этих металлов между собой и с другими элементами, а также оксиды, бориды, нитриды, карбиды. Согласно изобретению легирующие элементы можно вводить в расплав металла посредством огнеупорного материала. Так, в частности, в жидкую сталь можно вводить такие оказывающие положительное влияние на ее прочность и ползучесть элементы, как Nb, Ti или V. Nb служит также для улучшения свойств сплавов, которые работают в корродирующей среде. В состав огнеупорного материала огнеупорных продуктов, которые при их применении контактируют со стекольными расплавами, можно включать оксиды, прежде всего оксиды металлов, такие какSiO2, Al2O3, B2O3, Nb2O5, Na2O, MgO, PbO, CeO2, La2O3. Настоящее изобретение позволяет влиять на качество стекла путем целенаправленного подбора состава и/или свойств огнеупорного материала. С его помощью соответственно модифицируют стекольный расплав.Nb2O5 позволяет улучшать качество оптического стекла. CeO2 служит для повышения прозрачности стекла. Добавки La2O3 улучшают термические свойства стекла. Объектом изобретения является также применение керамического продукта, который при его применении по назначению в качестве футеровочного материала или функционального продукта в устройстве для расплава, его обработки и/или его пропускания обладает огнеупорностью. Применение подобного продукта заключается в его использовании для целенаправленного модифицирования расплава, а именно: путем зависящего от особенностей применения продукта выделения из него в расплав в дозированных количествах по меньшей мере одного вещества и/или зависящей от особенностей применения продукта реакции по меньшей мере одного выделяющегося из него в расплав вещества по меньшей мере с одним компонентом расплава. Объектом изобретения является далее способ целенаправленного модифицирования расплава, находящегося в устройстве, в котором в зоне контакта с расплавом находится керамический продукт, который при его применении по назначению обладает огнеупорностью и который содержит по меньшей мере одно вещество, модифицирующее расплав по меньшей мере одним из следующих путей: при применении керамического продукта по назначению содержащееся в его огнеупорном материале вещество выделяется в расплав в дозированных количествах,вещество реагирует с по меньшей мере одним компонентом расплава. Состав керамического продукта всегда регулируют в процессе его изготовления в зависимости от необходимого результата модифицирования расплава. При этом каждый раз получают новый керамический продукт, который по своему составу и/или по своим физическим/механическим свойствам отличается от известного из уровня техники керамического продукта, который применяется/применялся в тех же целях. Подобный новый керамический продукт уже не только обладает пассивной защитной функцией, но и вступает в регулируемое/управляемое химическое/металлургическое взаимодействие с соответствующим расплавом. В этом отношении можно сослаться на приведенные выше пояснения. Обычно при проведении процесса плавки учитывают требуемое количество компонента(ов), выделяемого(ых) в расплав и/или поглощаемого(ых) расплавом в единицу времени и/или на единицу массы и/или на единицу объема расплава. При проведении процесса плавки в периодическом режиме указанное количество компонента(ов),выделяемого(ых) в расплав и/или поглощаемого(ых) расплавом, можно отнести к количеству расплава из расчета на одну загрузку печи. При проведении же процесса плавки в непрерывном режиме количества соответствующих компонентов можно помимо прочего отнести к расходу расплава в единицу времени. Настоящее изобретение в равной мере относится и к керамическим продуктам, которые приобретают огнеупорные свойства уже при их изготовлении, и к керамическим продуктам, которые приобретают огнеупорные свойства только при их применении по назначению. Изобретение относится, например, к керамическим продуктам следующих типов: магнезито-углеродистым кирпичам,массам и формованным изделиям на основе глинозема,продуктам из диоксида циркония,силикатным кирпичам,в каждом случае с добавками указанного выше типа.-5 014981 Пример А. В футерованной огнеупорными кирпичами ванне требуется подвергнуть обработке стекольный расплав. Обычно такая ванная работает в непрерывном, т.е. проточном, режиме. Однако для проведения приведенных ниже расчетов в целях упрощения исходят из проведения процесса в периодическом режиме. Ванна имеет в виде в плане прямоугольную форму (эффективный внутренний размер между огнеупорными стенками 56,67 м). Уровень заполнения ванны составляет 1,0 м. Отсюда следует, что эффективный объем ванны составляет 33,33 м 3. При принятой удельной массе расплава, равной 3000 кг/м 3,ванна способна вместить 100000 кг расплава. Расплав контактирует с поверхностями выполненных из огнеупорного материала стенки и днища(керамического продукта) ванны, площадь которых в целом составляет 56,66 м 2. Огнеупорная футеровка выполнена из обожженных цирконовых кирпичей. Предполагается, что в стекольный расплав требуется за счет износа огнеупорного продукта ввести вещество (в данном случае CeO2) в количестве 5 ч./млн. В пересчете на 100000 кг расплава этому количеству соответствует введение CeO2 в расплав в количестве, равном в общей сложности 0,5 кг. С учетом этой величины необходимо изготовить огнеупорный продукт, содержание в котором однородно распределенного в нем CeO2 должно составлять 1,0 мас.%. Отсюда следует, что при удельной массе огнеупорного материала, равной 4000 кг/м 3, огнеупорный материал для введения из него в расплав необходимого дополнительного количества CeO2 должен раствориться и перейти в расплав в количестве, равном 0,0125 м 3. Сказанное означает, что в пересчете на всю площадь поверхности контакта огнеупорного материала со стекольным расплавом, равную 56,67 м 2, с поверхности огнеупорного материала для поступленияCeO2 в 100000 кг расплава в количестве 5 ч./млн должен удалиться слой толщиной 0,00022 м (= 0,22 мм). Отсюда следует далее, что примерно после 450 плавок или загрузок (что соответствует общему количеству расплава, равному 45000000 кг) общий износ огнеупорной футеровки составил бы около 0,1 м (=100 мм). При увеличении концентрации добавки (CeO2) в огнеупорном продукте в десять раз величина необходимого износа огнеупорного продукта уменьшается также в десять раз до 0,02 мм из расчета на каждые 100000 кг расплава. Соответственно предполагаемый допустимый общий износ, составляющий около 100 мм (0,1 м), был бы достигнут только после порядка 4500 плавок или загрузок (450000000 кг расплава). Очевидно, что в огнеупорный материал, из которого изготавливают огнеупорный продукт, одновременно можно вводить и несколько добавок. При тех же относительных количествах таких добавок требуемая величина износа огнеупорного материала также остается неизменной. В другом варианте предусмотрено применение огнеупорных продуктов на основе оксида алюминия(Al2O3) с добавкой высокодисперсного оксида лантана (с размером частиц менее 100 мкм). Пример Б. В этом примере речь идет о футеровке вращающейся трубчатой печи для обжига цементного клинкера. Такая вращающаяся трубчатая печь должна иметь эффективную длину (на которой огнеупорный материал футеровки контактирует с цементным клинкером), равную 10 м, и эффективный внутренний радиус огнеупорной футеровки, равный 3 м. Отсюда следует, что общая площадь поверхности огнеупорного продукта, контактирующая с клинкером, составляет 188,5 м 2. Согласно изобретению термин "расплав" охватывает также твердо-жидкие системы, встречающиеся при обжиге клинкера. В соответствии с этим в печи всегда наряду с твердыми компонентами клинкера присутствует и определенное количество расплава (жидкой фазы). Предполагается, что расход клинкера составляет 50000 кг/ч. При удельной массе цементного клинкера, равной 2000 кг/м 3, почасовой объемный расход цементного клинкера составляет 25 м 3. В такой цементный клинкер необходимо добавить сульфат олова(II) в количестве 5 ч./млн. Этот компонент служит интенсификатором измельчения обожженного цементного клинкера (EP 0976695 B1). Указанному количеству сульфата олова в пересчете на объемный расход цементного клинкера соответствует расход, равный 0,25 кг/ч. В соответствии с этим при дополнительном содержании сульфата олова(II) в огнеупорном материале (обожженном магнезито-хромитовом кирпиче, пропитанном раствором сульфата олова(II, которым футерована печь, в количестве 1 мас.% огнеупорный материал для возможности поступления из него сульфата олова(II) в клинкер в необходимом количестве должен "срабатываться" со скоростью 25 кг/ч. Отсюда следует, что при принятой удельной массе огнеупорного материала, равной 3000 кг/м 3,объем срабатывающегося огнеупорного материала должен согласно расчетам составлять 0,00833 м 3/ч. При общей площади поверхности огнеупорного материала порядка 188,5 м 2 указанной величине соответствует необходимая скорость износа огнеупорного материала, равная 0,00004 м/ч (= 0,04 мм/ч). При добавлении сульфата олова(II) в огнеупорный материал в количестве 10 мас.% необходимая скорость износа огнеупорного материала уменьшается до 0,004 мм/ч. В данном случае также предполагается однородное распределение подобной добавки в исходной керамической смеси для изготовления огнеупорной футеровки. В целом необходимо отметить, что указанное условие не является строго обязательным, прежде всего при использовании в качестве добавок редких и/или дорогих веществ. Если исходить из того, что огнеупорная футеровка должна с учетом требований по технике безопасности всегда иметь определен-6 014981 ную остаточную толщину, то становится очевидным, что нет необходимости в присутствии добавок прежде всего в обращенной от расплава части огнеупорной футеровки. Обеспечить отсутствие добавок в этой части огнеупорной футеровки можно простым путем при изготовлении кирпичей за счет заполнения пресс-формы при прессовании кирпичей разными исходными смесями. В остальном, как уже упоминалось выше, слои огнеупорного материала с введенными в него предлагаемым в изобретении способом добавками можно также наносить в виде монолитных масс, например,на постоянную футеровку, выполненную обычным образом. Пример В. В данном примере рассматривается упомянутое непосредственно выше применение огнеупорных материалов в виде монолитных масс. Предполагается, что огнеупорным материалом, получаемым предлагаемым в изобретении способом, требуется футеровать ковш, который в данном случае должен иметь цилиндрическую форму. Такой ковш имеет футеровку из огнеупорных кирпичей на основе глинозема (Al2O3), которая ниже обозначается как постоянная футеровка. С учетом такой постоянной футеровки внутренний радиус ковша составляет 1,23 м при высоте, равной 3 м. При таких размерах площадь внутренней поверхности постоянной футеровки составляет 23,2 м 2.С учетом площади поверхности днища ковша, равной 4,76 м 2, общая площадь поверхности огнеупорного материала составляет порядка 27,96 м 2. Ковш при своем эффективном объеме (14,29 м 3) и при удельной массе жидкого металла, равной 7000 кг/м 3, способен вместить 100000 кг расплава. В жидкий металл требуется дополнительно ввести легирующие металлы лантан (La) и титан (Ti) в количестве по 250 ч./млн. В этом случае изобретением предусмотрено применение монолитной торкрет-массы, наносимой на постоянную футеровку. Такая торкрет-масса наряду с глиноземистой матрицей и связующим содержит 15 мас.% легирующего металла лантана и 15 мас.% легирующего металла титана. Оба этих металла примешивают в виде тонкого порошка (с размером частиц менее 100 мкм) к компонентам исходной смеси при ее приготовлении с обеспечением однородного распределения в ней. Для возможности введения в расплав 50 кг (225 кг) этих легирующих металлов должно сработаться соответственно 166,67 кг огнеупорного материала. При удельной массе торкрет-массы, равной 3000 кг/м 3, огнеупорный материал должен срабатываться в объеме, равном 0,055 м 3 (в пересчете на 100000 кг расплава). При указанной общей площади поверхности контакта огнеупорного материала с расплавом, равной 27,96 м 3 (которая в этом случае принимается также за площадь поверхности контакта торкрет-массы с постоянной футеровкой, на которую ее наносят), указанному значению соответствует срабатывание (износ) огнеупорного материала на величину, равную 0,00199 м (= 1,99 мм). С учетом необходимого введения легирующих металлов в расплав в количестве, составляющем по 100 ч./млн, и с учетом их присутствия в огнеупорном материале торкрет-массы в количестве 10 мас.% необходимая скорость износа торкрет-массы должна составлять 1,19 мм на 100000 кг расплава. Пример Г. В данном примере исходно предполагается обработка расплава в таком же сталеразливочном ковше, что и в примере В. Количество расплава также остается таким же, что и в примере В. Однако в отличие от примера В в данном случае исходят из того, что в расплав требуется ввести ниобий (Nb) в количестве 5 ч./млн. В соответствии с этим на 100000 кг расплава требуется 0,5 кг ниобия. Учитывая малое количество ниобия, которое требуется ввести из огнеупорного продукта (футеровочного материала) в жидкий металл, можно отказаться от применения быстро изнашивающейся торкрет-массы. Ввести ниобий в расплав в необходимом количестве в данном случае можно за счет минимального износа огнеупорной кирпичной футеровки. Для этого состав исходной смеси для изготовления кирпичей регулируют с таким расчетом, чтобы готовый продукт (на основе MgO-C) содержал ниобий в количестве 1 мас.% в форме мелких частиц (с размером менее 100 мкм) в виде ферросплава. В этом случае в пересчете на 100000 кг расплава огнеупорный материал должен срабатываться в количестве 50 кг(или 0,0167 м 3 при удельной массе огнеупорного материала, равной 3000 кг/м 3). В пересчете на общую площадь поверхности контакта огнеупорного материала с расплавленной сталью огнеупорный материал должен срабатываться на 0,6 мм из расчета на каждые 100000 кг расплава. В пересчете на 100 плавок или загрузок этому значению соответствует общий износ огнеупорного материала на величину около 60 мм (= 0,06 мм). Величину такого общего износа после каждых 100 загрузок или плавок можно уменьшить в десять раз (до 0,006 м), если увеличить количество ниобия в огнеупорном материале с 1 до 10 мас.%. Огнеупорный материал может также представлять собой, например, связанный нитридом кремния карборундовый материал. Этот пример в основном аналогичным образом применим и к выплавке цветного металла, соответственно обработке его расплава, например, расплава алюминиевого сплава. При этом вместо ниобия используют скандий. Пример Д. В ходе обработки расплавленной стали через заливочное сопло из оксида циркония(ZrO2) с цилиндрической вставкой из ZrO2 должно пройти 100000 кг стали. Подобная цилиндрическая вставка имеет высоту 0,2 м и внутренний радиус 0,03 м, откуда следует, что площадь ее внутренней боковой поверхности составляет 0,0377 м 2. Согласно изобретению эту технологическую стадию используют для легирования жидкого металла-7 014981 титаном (Ti) в количестве 1 ч./млн. На 100000 кг расплава соответственно требуется 0,1 кг титана. В исходную смесь для изготовления цилиндрической вставки добавляют титан в количестве 30 мас.%. Ввести в расплавленную сталь титан в количестве 1 ч./млн можно за счет срабатывания 0,33 кг огнеупорного материала (= 0,00011 м 3 огнеупорного материала при его удельной массе, равной 3000 кг/м 3). В пересчете на площадь внутренней боковой поверхности цилиндрической вставки, равной 0,0377 м 2,указанному значению соответствует срабатывание огнеупорного материала на величину, равную 0,00295 м(= 2,95 мм). При технически допустимом износе огнеупорного материала порядка 0,01 м (=10 мм) указанному значению соответствует примерно 3 загрузки или плавки приведенного выше порядка величин. В одном из вариантов предусмотрено изготовление цилиндрической вставки из пористой керамики на основе ZrO2, инфильтрированной титаном в виде ферротитана. В целом справедливы следующие положения. Для упрощения в приведенных выше расчетах принималось, что исходная величина, а именно: площадь поверхности контакта огнеупорного материала с расплавом (площадь внутренней боковой поверхности вставки), не изменялась. Очевидно, однако, что с увеличением степени износа вставки площадь ее внутренней боковой поверхности соответственно увеличивается. Необходимый, рассчитанный в единицах объема износ огнеупорного материала приводит к тому, что глубина его износа постоянно уменьшается. В результате этого соответственно увеличивается возможный срок службы огнеупорного материала. При изготовлении огнеупорного материала этот эффект можно учитывать с технологической точки зрения по-разному. Так, например, можно задать изменяющуюся скорость износа огнеупорного материала по его толщине, для чего, например, можно уменьшать пористость и/или увеличивать прочность огнеупорного материала от поверхности его контакта с расплавом в направлении противоположной, обращенной наружу поверхности. Равным образом можно увеличивать градиент концентрации указанных компонентов в направлении, перпендикулярном поверхности контакта с расплавом, в результате чего по мере уменьшения глубины износа огнеупорного материала в расплав тем не менее будет поступать одинаковое количество требуемого компонента. Рассмотренные в приведенном выше описании и представленные в формуле изобретения отличительные особенности изобретения можно использовать для практической его реализации и по отдельности, и в различных комбинациях. При этом можно также исключать отдельные компоненты, пределы изменения тех или иных величин, технологические стадии, группы материалов либо продуктов или области применения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления керамического продукта, который при его применении по назначению в качестве футеровочного материала или функционального продукта в устройстве для расплава стали, расплава цветных металлов, расплава стекла или расплава горных пород, обработки такого расплава и/или его пропускания обладает огнеупорностью, заключающийся в том, что а) из нескольких компонентов приготавливают исходную керамическую смесь,б) по меньшей мере один компонент керамической смеси и его количество выбирают таким образом, что этот компонент смеси после ее переработки в продукт образует его компонент, который при предусмотренном применением контакте расплава с продуктом выделяется из него в расплав,в) в результате чего относительное содержание этого компонента в расплаве увеличивается, а расхождения между фактическим составом и заданным составом отбираемого из устройства расплава касательно содержания в нем по меньшей мере этого его компонента становятся меньше, чем у поданного в устройство или ранее подвергнутого обработке в нем расплава. 2. Способ изготовления керамического продукта, который при его применении по назначению в качестве футеровочного материала или функционального продукта в устройстве для расплава стали, расплава цветных металлов, расплава стекла или расплава горных пород, обработки такого расплава и/или его пропускания обладает огнеупорностью, заключающийся в том, что а) из нескольких компонентов приготавливают исходную керамическую смесь,б) по меньшей мере один компонент керамической смеси и его количество выбирают таким образом, что этот компонент смеси после ее переработки в продукт образует его компонент, который при предусмотренном применением контакте расплава с продуктом вступает в химическую реакцию с расплавом с образованием по меньшей мере одного продукта реакции, который в последующем в качестве легирующей добавки непосредственно поглощается расплавом,в) в результате чего расхождения между фактическим составом и заданным составом отбираемого из устройства расплава касательно содержания в нем по меньшей мере этой легирующей добавки становятся меньше, чем у поданного в устройство или ранее подвергнутого обработке в нем расплава. Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2