2. Конструкция дуговой сталеплавильной печи

1. Общие сведения футеровок, применяемы в сталеплавильном производстве.

Футеровка дуговой печи подвергается воздействию тепло­вого излучения электрических дуг, ударам кусков шихты при загрузке, разъедающему воздействию шлака и металла и тер­мических напряжений, возникающих при резких колебаниях температур — охлаждении во время завалки холодной шихты. Футеровка свода испытывает дополнительные нагрузки, вызы­ваемые распорными усилиями арочного свода.

Поэтому применяемые огнеупоры должны обладать высокой огнеупорностью, термостойкостью, прочностью и шлакоустойчивостью.

В зависимости от технологического процесса футеровку дуговых печей можно выполнять из кислых или основных огнеупорных материалов.

Для изготовления кислой футеровки используют кварцит и изделия из него (динас) с содержанием основного компонента (SiO₂) в количестве 95—97%. При изготовлении динасового кирпича в качестве связующего материала применяют известковый раствор (2,0— 2,2%) и раствор сульфитного щелока или патоки.

Для футеровки печей с основной кладкой применяют материалы и изделия из магнезитового порошка с добавлением бедной хромистой и железной руды. На ряде заводов в качестве огнеупорного материала для футеровки электропечей применяют доломит и изделия из него.

Футеровку стен на отечественных заводах выполняют без слоя теплоизоляционной кладки целиком из основных кирпи­чей (магнезитохромитового, хромомагнезитового, магнезито­вого), которые укладывают на футеровку откосов. Кирпичи в стенке кладут в один ряд либо в два (примыкающий к кожуху арматурный слой и внутренний рабочий, как на рис. 1). Верхнюю часть стенок иногда делают меньшей толщины, так как здесь меньше тепловое излучение от электрических дуг. Толщина стенок в нижней части состав­ляет 300—570 мм, возрастая с ростом вместимости печи. Стойкость стен 100-т печей составляет 150-200 плавок, на малых печах она достигает 350 плавок.

Свод печи имеет форму купола (в поперечном разрезе — форму арки). Такую форму получают за счет использования при выкладке свода клиновых и прямых кирпи­чей. Опорой крайних кирпичей свода и, таким образом, всей его кладки служит стальное сводовое кольцо (рис. 2), охватывающее свод до периферии; на средних и крупных пе­чах сводовое кольцо делают водоохлаждаемым. Свод основных печей выкладывают из магнезитохромитового кирпича, в кладке оставляют три отверстия для пропускания электродов и отверстие для отвода печных газов. Толщина сводов сос­тавляет 230—460 мм, возрастая с ростом вместимости печи.

Рис. 2. Поперечное сечение сво­дных колец:

а — неохлаждаемое кольцо;

б — водоохлаждаемое; 1 — кольцевой нож;

2 — сводовое кольцо; 3 — во­да;

4 — сводовый кирпич; 5 — пя­товый кирпич;

В процессе службы внутренняя нагретая поверхность сво­да постепенно разрушается путем оплавления, а также ска­лывания тонких слоев под воздействием распорных усилий, возникающих в арочной конструкции. Когда толщина свода уменьшится настолько, что возможно его обрушение, свод заменяют. Мостовым краном его захватывают за сводовое кольцо и снимают, ставя на его место другой, заранее наб­ранный свод; замена длится 20—40 мин. Набирают свод на выпуклом шаблоне в стороне от печи. Стойкость свода малых печей (5—12-т) составляет 125—225 плавок, она снижается с ростом вместимости печи, составляя 50—85 плавок на 60—200-т печах.

Сталевыпускное отверстие расположено против рабочего окна выше уровня металла и шлака; его нижняя кромка нахо­дится на уровне порога рабочего окна, Отверстие может быть круглым диаметром 120-150 мм или квадратного сечения со стороной 150-250 мм. Примыкающий к отверстию желоб фу­теруют шамотным кирпичом.