10.3. Футеровка

Футеровка кислих конвертерів являє собою набивку із кварцового піску на глині або динасову цеглу, що містить понад 95% Si02 і має довжину 300-400 мм і товщину 120-150 мм. Товщина футеровки стін - до 300 мм, а днища - до 500 мм.

Фурми виготовляються із шамоту.

Футеровка основних конвертерів може бути виконана із цегли з різним вмістом окси­дів кальцію і магнію (табл.10.3).

Оскільки розчинність оксиду магнію в основному конвертерному шлаку на порядок величини менша, ніж оксиду кальцію, то стійкість футеровки збільшується з підвищенням вмісту у вогнетриві оксиду магнію.

Для смолозв'язаних вогнетривів зменшення розмірів зерен доломіту до 5 мм і збіль­шення тиску пресування до 150 МПа підвищує якість вогнетривів.

Використання в якості зв'язуючого, замість смоли, кам'яновугільного пеку, який міс­тить більше вуглецю, ніж смола, підвищує коксовий залишок до 5-5,5%. Для виготовлення вогнетриву використовується введення в шихту твердого вуглецю у вигляді сажі і графіту, що також підвищує шлакостійкість вогнетривів, тому що вуглецевмісні матеріали захища­ють вогнетрив від дії оксидів заліза шлаку.

Термообробка вогнетривів шляхом нагрівання до 500-600°С, витримування при цих температурах і охолодження разом з піччю сприяє рівномірному розподілу вуглецевого за­лишку і підвищенню його захисних властивостей.

Вогнетривкі матеріали виготовляються у вигляді цегли довжиною 300-360 мм і масою 10-15 кг. Набивку застосовують лише в окремих місцях футеровки для герметизації кладки і забезпечення вільного розширення цегли при нагріванні. Найчастіше цеглу укладають без розчину, засипаючи щілини між нею магнезитовим порошком. Через певні відстані між це­глинами встановлюють дерев'яні прокладки, які відіграють роль температурних швів.

По внутрішній поверхні кожуха укладають шар із листів азбесту товщиною 20-30 мм, що дозволяє футеровці вільно розширюватися і запобігає виникненню температурних на­пружень у кожусі. Далі йде арматурний шар із обпаленої хромомагнезитової чи магнезито­вої цегли товщиною 115-350 мм на розчині. Його зносу не допускають і він служить кілька кампаній.

Шар набивки смолодоломітової маси товщиною 50-150 мм захищає кожух від прогару рідким металом, якщо він проникає через шви робочого шару.

Робочий шар складається з 1-3 шарів цегли товщиною 230-380 мм кожний. У шоломо-вій частині конвертера, де футеровка зношується повільніше, робочий шар тонший на 100-150 мм.

Днище конвертера має арматурний і робочий шар загальною товщиною на 150-200 мм більшою, ніж кладка циліндричної частини конвертера. При об'ємному днищі він приєдну­ється до корпуса за допомогою домкратного візка, а зазор між ними заповнюється смоло­доломітовою масою.

Нову футеровку розігрівають коксом, що засипається в конвертер і спалюється в кис­ні, який подається через фурму, або пальником, що спалює природний газ.

Тривалість випалювання 2-4 години конвертерів садкою до 200 т і 4-6 годин - 300-400 т із досягненням температури внутрішньої поверхні футеровки 1000-1100°С.

Швидкість зносу футеровки в різних місцях різна. Найшвидший локальний знос відбу­вається в зоні цапф, де футеровка інтенсивно зрошується сплесками шлаку. При несприят­ливих обставинах вона може досягати 2-4 мм/плавку. У шоломовій частині конвертера фу­теровка піддається найбільш різкій зміні температур і сколюється.

Внаслідок локального зносу конвертер зупиняється на ремонт при використанні в се­редньому лише 30-70% футеровки, що спричинює додаткові витрати. Застосовують позон-ну кладку футеровки, підбираючи для визначених місць вогнетриви з відповідними влас­тивостями: у зоні цапф - шлакостійкі, у шоломовій частини - термостійкі. Використовують також велику товщину кладки в місцях, які зношуються швидше.

Конвертер зупиняють на ремонт при досягненні в будь-якому місці футеровки арматур­ного шару. Це може бути зафіксовано візуально старшим майстром, який регулярно огля­дає футеровку. Сучасна технологія контролю процесу зносу футеровки припускає викорис-

тання лазерного інтерферометра, який дозволяє оцінити ступінь зношеності будь-якого місця на внутрішній поверхні футеровки з точністю до 1 мм.

Після зупинки конвертера на ремонт стару футеровку охолоджують, подаючи повітря в конвертер вентилятором, днище від'єднують, а спеціальна машина за допомогою долота руйнує зношену футеровку.

У конвертері, встановленому вертикально, монтують опалубку і викладають нову фу­теровку, яку потім розігрівають.

В процесі кампанії конвертера сталевипускний отвір швидко зношується шлаком при випуску його із конвертера після продувки. Це значно скорочує тривалість випуску і приво­дить до додаткових втрат легуючих елементів феросплавів через збільшення маси шлаку, що попадає у ківш. Тому сталевипускний отвір періодично ремонтують, зменшуючи його діаметр за рахунок набивки магнезитової маси.

Існують різні методи збільшення тривалості служби футеровки.

Для підварювання в конвертері залишають частину шлаку, в який закидають бій вог­нетривів старої футеровки. Суміш затвердіває протягом 10-20 хв. Таким способом можна підварити склепіння і ванну конвертера, що лежить у горизонтальному положенні, або дни­ще при вертикально стоячому конвертері.

Застосовують набризкування високоосновного кінцевого шлаку, насиченого оксидом магнію, на бічні стіни конвертера при його вертикальному положенні шляхом продувки азоту через кисневу фурму на залишений шлак. Бризки наморожуються на футеровку шаром певної товщини, який зношується протягом деякого часу, захищаючи футеровку від зносу.

Найбільшого поширення набуло систематичне торкретування футеровки: сухе, воло­ге і вогняне (факельне).

При сухому торкретуванні торкрет-маса, наприклад, обпалені магнезит чи доломіт, стисненим повітрям викидається із сопла (труби) на зношені місця футеровки. Частки при­липають до них і на деякий час подовжують службу футеровки.

При мокрому торкретуванні вогнетривку суміш зволожують, що поліпшує прилипання металу в порівнянні із сухим торкретуванням.

При факельному торкретуванні торкрет-маса містить у собі вогнетривкий порошок і кок-сик (алюмінієвий порошок), які зависають у струмені кисню, направленому на зношене місце футеровки. Горюча складова торкрет-маси згоряє, утворений факел здобуває температуру 1600-1800°С, а розігріваючись, частки маси спікаються з вогнетривом футеровки. Торкретування повторюється кожні 2-20 плавок, триває відповідно 4-20 хв., протягом яких наноситься торк-рет-шар товщиною 5-100 мм, який витримує 1-8 плавок. Таким чином швидкість зносу торкрет-шару 5-12 мм/плавку значно більша, ніж футеровки - 1 -4 мм/плавку, що робить факельне тор­кретування необхідним лише в особливих умовах, наприклад, у зв'язку з необхідністю розосе­редити у часі ремонти конвертерів чи значно меншою вартістю торкрет-маси в порівнянні з вогнетривами футеровки або через термінове виконання замовлення на виробництво певної кількості сталі і неможливість зупинки на ремонт одного із працюючих конвертерів.

Тривалість кампанії конвертера при торкретуванні може бути доведена до 10000 і навіть 20000 плавок, що відповідає 1 року роботи конвертера і більше. Така стійкість до­зволяє працювати всіма конвертерами цеху практично постійно, створюючи умови для ритмічної роботи прокатних цехів і уникаючи простоювання конвертерів у резерві при звичайній тривалості кампанії конвертера.

В останнє десятиріччя в кисневих конвертерах набувають широкого використання пери-клазовуглецеві вогнетриви, детальна мова про які йшлася в розд. 4.8.