Введение в настоящее время АО «Боровичский комбинат огнеупоров» (АО «БКО») — одно из крупнейших и наиболее современных предприятий по изготовлению огнеупоров в России. Это производство имеет в своей структуре карьер по добыче огнеупорной глины, участки подготовки огнеупорных заполнителей, в том числе участок плавки, и полную технологическую цепочку изготовления, сортировки и упаковки огнеупорных изделий.
Поставки огнеупорной продукции на предприятия цементной промышленности составляют значительную долю объема сбыта АО «БКО». Среди основных потребителей — холдинг «ЕВРОЦЕМЕНТ груп», HeidelbergCement AG, ООО «БазэлЦемент», а также ряд других российских и зарубежных производителей цемента. На долю АО «БКО» приходится более 60 % всех поставок алюмосиликатных огнеупоров на российские цементные предприятия.
Для цементных предприятий АО «БКО» производит полный спектр огнеупорных изделий и материалов, что позволяет предложить потребителю комплексную поставку огнеупоров для футеровки и вращающейся печи, и всех сопутствующих тепловых агрегатов линии по производству цемента.
В своей структуре АО «БКО» имеет аккредитованную центральную заводскую лабораторию, которая выполняет приемо-сдаточные испытания производимой продукции на соответствие требованиям нормативной документации. Непосредственно разработками и внедрением новых видов продукции в производство занимается собственное исследовательское подразделение — «Центр совершенствования технологии и производства» (ЦСТиП), включающий в себя четыре бюро технологического отдела и физикохимический отдел.
В последние годы специалисты ЦСТиП провели большую работу по разработке специальной линейки огнеупорных бетонов для удовлетворения потребностей цементной промышленности в высококачественных современных материалах. Среди вновь разработанных и внедренных в производство:
• стандартный бетон, содержащий 42— 45 % Al₂O₃;
• муллитокремнеземистый бетон, в котором содержится 50—55 % Al₂O₃;
• высокоглиноземистый бетон с содержанием 62—80 % Al₂O₃;
• корундовый бетон, содержащий более 90 % Al₂O₃);
• линейка бетонов с добавкой 5—30 % карбида кремния;
• теплоизоляционные бетонные смеси различной плотности.
Также имеется возможность изготавливать на предприятии литые (монолитные) блоки из огнеупорного бетона различных составов.
Подход АО «БКО» к разработке новых продуктов
Сотрудники отдела маркетинга регулярно анализируют потребности рынка в новой продукции путем прямого контакта с техническими специалистами предприятий-потребителей. Такие контакты помогают отслеживать конъюнктуру рынка и предлагать только высокотехнологичные современные решения для всех типов тепловых агрегатов и смежного оборудования.

Рис. 1. типичный внешний вид образцов бетона до (а) и после испытаний (б) на устойчивость к щелочам по методу ВО

Рис. 2. типичный внешний вид образцов после испытаний на устойчивость к щелочам по тигельному методу

Инженеры ЦСТиП тесно сотрудничают с профильными вузами России, такими как национальный исследовательский технологический университет (МИСиС), Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) и Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова.
При разработке новых видов огнеупорных материалов используются достижения ведущих мировых производителей высококачественной продукции. Технические специалисты этих компаний посещают лабораторную базу предприятия с целью максимально эффективного применения поставляемой на предприятие продукции.
Большое внимание уделяется изучению непосредственных условий эксплуатации продукции на предприятии заказчика. Инженеры-разработчики АО «БКО» посещают производства с целью проанализировать условия эксплуатации, использования и хранения разрабатываемой продукции и установить обратную связь с цеховыми службами. В результате удается создать высококачественный продукт, адаптированный под конкретное предприятие. Постоянно осуществляется мониторинг эксплуатации отгруженной продукции в условиях заказчика.

Разработка неформованных огнеупоров для цементной промышленности

При эксплуатации в тепловых агрегатах цементной промышленности огнеупорные бетоны подвергаются влиянию следующих разрушающих факторов:
• воздействию щелочей;
• воздействию извести;
• интенсивному абразивному износу.
В ходе разработки новой линейки бетонов основное внимание уделялось изучению этого влияния. Подобранный и протестированный и в лабораторных, и в опытно-промышленных условиях вещественный состав обеспечивает идеальный баланс устойчивости материала и его стоимости. Устойчивость к щелочам оценивали следующими способами:
• методом восстановительного обжига в щелочной засыпке с последующим определением потери массы при кипячении обожженных образцов (методом ВО),
• тигельным методом.
(Маргишвили а.П., Иксанова а.Н., Булин в.в., скурихин в.в. Огнеупорные материалы для эксплуатации в условиях высокой щелочной нагрузки // Цемент и его применение.
2018. № 4. с. 67—81.)
Подготовленные согласно методу ВО балочки высушивали и обжигали при температурах, соответствующих тепловому режиму различных зон тепловых агрегатов цементной промышленности. типичный внешний вид образцов до (а) и после (б) испытаний показан на рис. 1.
Для проведения испытаний на устойчивость к щелочам тигельным методом из бетонных смесей всех разработанных составов были сформованы образцы в виде тиглей. в углубление помещали навески безводного карбоната калия так, чтобы они наполовину заполнили углубление тигля по высоте. Затем тигли накрывали крышками из аналогичного огнеупорного материала и обмазывали мертелем для создания герметичных условий. 

После высыхания мертеля образцы устанавливали в лабораторную нагревательную печь и выдерживали при максимальной температуре в течение 5 ч. типичный внешний вид образцов после испытаний представлен на рис. 2.
После температурной выдержки верхнюю крышку снимали и разрезали тигли пополам. Параметры стойкости к щелочи определяли с помощью системы Videotest. типичный внешний вид обработанного на ней тигля до и после испытаний приведен на рис. 3.

Рис. 4. Образец огнеупорного бетона с нанесенным слоем гашеной извести
Устойчивость к извести. Данное свойство бетонов оценивали следующим образом. На верхнюю поверхность образцов в виде плиточек размерами 35 × 70 × 70 мм, предварительно обожженных при максимальной температуре эксплуатации, наносили слой гашеной извести толщиной 1 мм (рис. 4) и уплотняли его при помощи шпателя, после чего нагревали образцы в лабораторной печи с последующей выдержкой при максимальной температуре в течение 2 ч.­
а — верх образца,б — середина,в — низ;
Рис. 5. Карты распределения элементов в бетоне:    Al — красный цвет, Si — зеленый, Ca — синий

Устойчивость к извести.
Данное свойство бетонов оценивали следующим образом. На верхнюю поверхность образцов в виде плиточек размерами 35 × 70 × 70 мм, предварительно обожженных при максимальной температуре эксплуатации, наносили слой гашеной извести толщиной 1 мм (рис. 4) и уплотняли его при помощи шпателя, после чего нагревали образцы в лабораторной печи с последующей выдержкой при максимальной температуре в течение 2 ч.
После остывания образцы разрезались по центру в вертикальной плоскости. Степень взаимодействия их материала с гашеной известью определяли на срезах образцов. Петрографическое исследование поверхности срезов проводили визуально и с помощью сканирующего электронного микроскопа JEOL­6380LV с энергодисперсионным спектрометром INCA.
При осмотре образцов во всех случаях было отмечено, что следы взаимодействия материала с гашеной известью наблюдаются только на поверхности в виде локально «налипших» корок, толщина слоя которых составляет порядка 0,3—0,5 мм.
Для детального исследования изменений во внутренней структуре бетона после взаимодействия с известью были выполнены поперечные срезы образцов. На срезах каждого из них условно выделены три основные зоны: верх, середина и низ. с помощью электронного микроскопа с ЭДС ­микроанализатором и приложения Mapping получены карты распределения основных химических элементов (рис. 5) по площади каждой зоны. видно, что в толщу исследованного бетона проникло лишь незначительное количество кальция.
Устойчивость к истиранию. Для определения этого параметра из разработанных бетонных масс были сформованы образцыплиточки размерами 35 × 70 × 70 мм, после чего проведен их высокотемпературный обжиг.
Предварительно взвешенные с погрешностью до 0,01 г образцы закреплялись в тисках суппорта универсального настольного сверлильного станка, после чего приводился в движение истирающий цилиндр, изготовленный из предварительно обожженного корундового бетона. Цилиндр закреплялся в сверлильном патроне станка через переходную оправку. Частота вращения истирающего цилиндра составляла 250 об/мин. Определялась устойчивость образцов к истиранию под приложенной к ним постоянной нагрузкой 2 кг в течение 10 мин. Истирающему воздействию подвергалась гладкая поверхность образцов.
По окончании испытания образцы извлекали из тисков, очищали от пыли и повторно взвешивали. Показатель устойчивости
к истиранию определяли по формуле:

где q₁ и q₂ — масса образца до и после испытания соответственно, г; F — площадь
контакта истирающего цилиндра с поверхностью образца, см².

Внешний вид образцов после испытаний представлен на рис. 6. Бетоны всех разработанных составов обладают высокими показателями предела прочности при сжатии, удовлетворяющими предъявляемым потребителями требованиям. В результате проведенных исследований была разработана новая линейка сухих бетонных смесей производства АО «БКО» для футеровки тепловых агрегатов цементной и известковой промышленности (табл. 1—3).
Испытания разработанных смесей производятся в соответствии с программами, согласованными с каждым из потребителей, и к настоящему времени еще не завершены.