6.3.2. Футерівка стін

Стійкість стін визначає величину видатків на поточні ремонти футерівки, впливає на питомий видаток вогнетривів, електроенергію і продуктивність печі. Футерівка стін може істотно відбитися на складі, фізико-хімічних властивостях і реакційній спроможності шлаку і, отже, на якості металу.

Футерівка стін працює в важких умовах. Температура робочої поверхні стін може підніматися до 1300-1850°С і більше. Коливання температури в окремі періоди плавки складають 500-700°С.

На рівні шлаку відбувається інтенсивна хімічна ерозія основи стін. Вище основи стін агентом, який флюсує, є плавильний пил, що містить переважно оксиди Fе та ін. (Мn, Sі, Сг). Поглинання цих оксидів, утворення залізо-силікатних сполук і перегрів вище 1650°С викликають оплавлення робочої поверхні футерівки.

Проникнення оксидів в цегляну кладку на глибину, де температура більше 1370°С (температура плавлення FеО), зумовлює її зональний склад. Перемежування окислювальних і відновних умов плавки зумовлюють зміну типів оксидів заліза, що насичують футерівку. Об'ємні і термічні напруги, які виникають у цей час, призводять до розпушування та зколювання поверхневих шарів цегляної кладки. Знос відколами носить циклічний характер.

Як відомо, при роботі вогнетривів мають місце три найбільш інтенсивні фактори руйнування: хімічна ерозія, оплавлення та зколювання.

В шлаковому поясі руйнування футерівки стін відбувається завдяки хімічній ерозії і оплавленню. При певних умовах вирішальне значення може мати зколювання (для верхньої частини стін), а для нижньої - оплавлення.

Спід стін наражається на нерівномірний вплив дуг і тому проти електродів вони особливо інтенсивно зношуються.

Оскільки максимальні значення температур має шлаковий пояс кладки проти електродів "дикої" та "гарячої" фаз, стан саме цих ділянок і визначає стійкість стін ДСП.

Стійкість стін різко знижується по мірі збільшення місткості печі. Це зумовлено більшою потужністю трансформатора і тепловою напруженістю кладки, що посилюється зростаючою нерівномірністю розподілу потужності по фазам, підвищенням температури металу в зв'язку з застосуванням позапічних способів рафінування, прагненням знизити тривалість плавки.

Тому підвищення стійкості стін є однією з найважливіших проблем, без рішення якої неможлива успішна експлуатація ДСП.

В нинішній час для футерівки стін основних ДСП звичайної потужності практично на всіх вітчизняних заводах використовується периклазо-шпінелева і магнезитохромітова щільна цегла для склепіння (ПШСП, МХСП), звичайна обпечена (МУСО, МХСО) або безобпечена в залізних касетах (БМХС) і хромомагнезитова (ХМ) цеглина. Розміри прямої МХ та ПШ цеглини: 230х115х65; 300х150х75; 380х150х75; ХМ цеглина: 230х115х65.

Щоб забезпечити теплову роботу і збільшити стійкість футерівки в більшості випадків стіни не мають теплової ізоляції. Виконані вони з одного або двох шарів: зовнішнього (арматурного) - постійного і внутрішнього - робочого.

Якщо кладка стін ведеться з арматурним шаром, він виконується з ХМ або ПШ нормальної цегли товщиною:

печі середньої і малої місткості	65 мм
100 т	65-115 мм
200 т	115-150 мм

Але якщо потрібно робити арматурний шар, то це робиться тільки на висоті нижньої збільшеної частини кладки гарячого поясу стін.

Робочий шар футерівки стін (або вся вона) виконують з ПШ або МХ цегли, рідше з БМХ в залізних касетах. Менший знос має верх стін, тому він викладається з цеглин меншого розміру одним-двома уступами.

Кладка ведеться на високовогнетривкому цементному розчині (ВЦЕ "Запорізький"), що являє собою суміш тонкомолотого МХ порошку і чавунною стружки, затвореною водним розчином сірчанокислого магнію.

Рідкіше цеглина викладається з прокладками з листового заліза товщиною 0,7-1,0 мм.

Для різних ДСП рекомендується така товщина стін^:

місткість, т	12	25-50	100	200
товщина стін на рівні укосів, мм	365-445	445-495	525-575	575-610
в верхній частині, мм	230-300	300-365	365-415	380-450

Потрібно враховувати, що вибір товщини стін ДСП здійснюється з урахуванням типорозмірів вогнетривких цеглин, які застосовуються на практиці, та вибраної товщини набивного шару.

Зробивши вибір матеріалу та товщини вогнетривкої кладки стін, можна визначити внутрішній діаметр кожуха на рівні укосів (Д_ку) і його циліндричної частини (Д_кц).

Д_ку=d_у+2₁; (6.16)

Д_кц.= d_пп+2₂, (6.17)

де ₁ - товщина футерівки стін конічної частини кожуха на рівні укосів; ₂ - товщина футерівки циліндричної частини кожуху^.

Кожух, або його частини зварюються з котельної сталі товщиною 10-50 мм. В середньому, можна приймати товщину кожуха К рівною 1/200 його діаметра:

К=Д_кц/200. (6.18)

Днища ДСП, устатковані приладами електромагнітного перемішування металу, виконують з немагнітної сталі.

Що стосується проблеми стійкості і рівностійкості стін великих ДСП, на виробництві застосовують в шлаковому поясі і зонах перегріву вогнетриви підвищеної якості (плавлено-литі магнезіальні і магнезитохромітові), встановлюють в цих зонах холодильники, підсилено торкретують ці локальні дільниці, вирівнюють потужність по фазам, удосконалюють технологічний і електричний режими плавки та ін.

В цьому разі товщина основи футерівки стін великих ДСП західної Європи становить 400-450 мм, а на заводах США і Японії вона і того менше - для ДСП до 360 т не перевищує 350 мм^.

Для вітчизняних великих ДСП рекомендується в районі шлакового поясу проти ''дикої" фази футерувати основи стін плавленою МХ цеглою. Вище, в районі дуг, на 1/3 висоти - плавлено-зернистим МХ виробом. Інші дільниці стін, орієнтовно на 2/3 висоти, МХ виробами з прямим зв'язком, а після цього МХСО або БМХС в залізних касетах. У ролі звязуючого компонента рекомендується використовувати магнезіально-залізистий мертель Запорізького вогнетривкого заводу (ВЦЗ).