книги из ГПНТБ / Новое в изготовлении и службе подин

ского, Макеевского, им. Дзержинского, Челябинского, Коммунарского, КМК и некоторых других [202, 248] (табл.47).

Верхний рабочий слой цилиндрической подины кача­ ющейся мартеновской печи УЗТМ, изготовленный при помощи штыревых вибраторов, показан на рис. 66; стой­ кость верхнего рабочего слоя такой подины составила 130 плавок. Ниже приведена длительность операций из­ готовления верхнего рабочего слоя подины качающейся мартеновской печи УЗТМ, ч-мин:

Такая технология изготовления подин, стен и отко­ сов печей была успешно применена на ряде металлурги­ ческих заводов в Чехословакии [249].

По такой технологии изготовлена подина трехфазной электропечи СКБ-6009 Серовского завода ферросплавов1. В печи выплавляют безуглеродистый и малоуглеродистый феррохром, последовательно проплавляя 2—3 навески шихты массой 2100, 1870, 840 кг: мощность трансформа­ тора 3500 кВт. При изготовлении уплотненного слоя по­ дины уменьшили толщину кирпичной кладки. Толщина уплотненного слоя по центру подины составляла 350— 365 мм, а у откосов 600 мм. Кирпичная кладка подины печи была выполнена без температурных швов с зазо­ ром между кладкой и металлическим кожухом, равным 70—80 мм. Швы между кирпичами и неровности в гори­ зонтальных рядах засыпали просушенным магнезито­ вым порошком. Расход магнезитового порошка на изго-

1 К а й б и ч е в а М. Н. и др. Отчет ВостИО по теме 32—64, 1966 г.

171

товление подины составил 9 т. В процессе эксплуатации печи были определены температуры на различных уров­ нях уплотненного слоя; скорость изменения температуры в уплотненном слое подины значительно меньше, чем в подинах, изготовленных из магнезитового кирпича.

t <г>

1 |

!■%

С*

Рис. 66. Цилиндрическая подина качающейся мартеновской печи УЗТМ с уп­ лотненным верхним рабочим слоем

Длительность эксплуатации уплотненной подины электропечи составила 345 суток против 90 суток эксплуа­ тации подины из магнезитового кирпича, простои печи на ремонтах сократились с 7 до 4% календарного вре­ мени.

Технология вибрационого уплотнения магнезитового порошка в подинах мартеновских печей под статической нагрузкой с получением кажущейся плотности слоя 2,5— 2,9 г/см3 впервые была применена на Магнитогорском металлургическом комбинате в 1968 г. В дальнейшем по этой технологии изготовили 4 подины двухванных печей ММК и Череповецкого металлургического завода, поди­ ны всех мартеновских печей ММК, прошедших капи­ тальные ремонты (3—4 печи в год), а также печей Чере-

172

повецкого, Карагандинского металлургических заводов, Нижне-Тагильского и Орско-Халиловского металлурги­ ческих комбинатов, завода «Заиорожсталь».

Стойкость таких подин составляет 140—250 плавок и равна длительности эксплуатации печи от холодного ре­ монта (стойкость главного свода печи).

После отработки ряда вопросов в настоящее время сложилась следующая технология изготовления подин сталеплавильных печей.

Рабочий слой подин мартеновских печей выполняют из магнезитового порошка МПП в воздушно-сухом со­ стоянии. Откосы печей выполняют как из воздушно-су­ хого магнезитового порошка, так и из порошка, увлаж­ ненного водой или растворами сернокислого магния, жидкого стекла плотностью 1,15—1,25 г/см3 до влажно­ сти 5—6%.

Могут использоваться также хромомагнезитовые

имагнезитовые порошки, полученные помолом бывших

вупотреблении изделий. Зерновой состав таких порош­ ков должен соответствовать требованиям МРТУ 14-06- 32-64, расход их не должен превышать 30—20% всего рас­ хода материалов на изготовление рабочего слоя стен и от­ косов. Швы шамотной и магнезитовой кладки засыпают тщательно просушенными порошками соответствующего состава в зернах размером не более 0,5 мм. Температур­ ные зазоры по периферии магнезитовой кладки подины, стен и откосов засыпают магнезитовым порошком фрак­ ции 2—5 мм.

Перед выполнением теплоизоляционного слоя подо­ вые листы очищают от мусора и прочих предметов. Пос­

ле этого подмазывают все швы и щели между слябами и металлическими коробками густой шамотной массой. На металлический настил подины и откосов укладывают асбестовые листы слоем толщиной до 20 мм. По асбесто­ вому настилу подины выкладывают слой шамотного кир­ пича толщиной 65 мм всухую без температурных швов горизонтальными рядами, соблюдая их прямолинейность; швы засыпают шамотным порошком. После засыпки швов лишний порошок тщательно убирают.

По асбестовому настилу в районе передней стены до уровня порогов садочных окон выкладывают внешний слой из шамотного кирпича толщиной 65 мм, в районе - задней стены и поперечных откосов — слой из шамотно­ го кирпича толщиной 65 мм до уровня перегиба слябов.

173

Кладку шамотного кирпича в стенах и откосах мартенов­ ских печей осуществляют на полугустом растворе без температурных швов с соблюдением горизонтальности рядов.

В районе сталевыпускного отверстия в кладке поди­ ны и задней стены на 1 м влево и вправо от отверстия теплоизоляционный слой создается только асбестовыми листами толщиной до 20 мм.

Поверх шамотной кладки подины выкладывают маг­ незитовый кирпич без перевязки с шамотом.

Рекомендуемая толщина магнезитовой кладки подин приведена в табл. 48.

Кладка магнезитового кирпича производится всухую, вперевязку, с перекрытием швов в рядах кладки. Для перевязки вертикальных, продольных и поперечных швов, кроме смещения кладки по вертикальной оси, из­ меняют направление рядов кладки между смежными слоями, поворачивая на 90° наибольшую в горизонталь­ ной проекции ось изделия.

Магнезитовый кирпич в подине выкладывают гори­ зонтальными рядами, соблюдая прямолинейность рядов. Каждый ряд начинают выкладывать от середины либо в стороны задней и передней стенок, либо в сторону го­ ловок.

В верхних рядах подины магнезитовый кирпич обяза­ тельно укладывают на торец. При этом наибольшая ось горизонтального сечения кирпича в верхнем ряду долж­ на совпадать с направлением поперечной оси печи. Швы магнезитовой кладки засыпают магнезитовым порош­ ком; после засыпки швов лишний магнезитовый порошок тщательно убирают.

174

Стены и откосы выкладывают из магнезитового кир­ пича. Швы засыпают магнезитовым порошком в зернах размером 0—0,5 мм. Кладка магнезитового кирпича ве­ дется горизонтальными рядами вперевязку, но без пере­ вязки — со слоем шамотного кирпича. Кладка стен ве­ дется тычковыми рядами. Кладку задней стены начина­ ют с закладки сталевыпускного отверстия и ведут в обе стороны от него горизонтальными рядами. Уклон отко­ сов, равный 30—35°, и стен, равный 60—75°, создается путем укладки кирпича уступами.

Для выполнения сталевыпускного отверстия в кладке задней стены оставляют проем, размеры которого по ширине и высоте составляют 460 мм. Для перекрытия сталевыпускного отверстия постепенно напускают гори­ зонтальные ряды кладки до полного перекрытия, воз­ можно выполнение сталевыпускного отверстия с ароч­ ным перекрытием. Лещадь сталевыпускного отверстия выполняют из пяти рядов магнезитового кирпича, укла­ дываемых на плашку, что позволяет в процессе эксплуа­ тации по мере износа верхнего рабочего слоя убирать ряды и продолжать эксплуатацию подины.

Кладка магнезитового кирпича в подине и сталевыпу­ скном отверстии осуществляется без температурных швов. Для компенсации температурного расширения кладки подины по ее периферии оставляют температур­ ные зазоры толщиной вдоль передней и задней стен 70— 100 мм, вдоль откосов 100—150 мм; температурные зазо­ ры засыпаются магнезитовым порошком в зернах раз­ мером 2—5 мм. В кладке задней стены и поперечных от­ косов оставляют температурные швы толщиной 20 мм через каждые 5—6 рядов кирпича кладки. В районе вы­ полнения рабочего слоя эти швы заполняют войлоком или опилками. В кладке передней стены оставляют швы толщиной 1 мм, заполняемые магнезитовым порошком.

Магнезитовый порошок для выполнения рабочего слоя подин, стен и откосов предварительно засыпают

вхорошо очищенные мульды, отверстия в которых заби­ ты деревянными пробками. Ориентировочный расход магнезитового порошка для печей разной садки приведен

втабл. 49.

Увлажнение магнезитовых порошков для выполнения рабочего слоя стен, откосов и сталевыпускного отверстия осуществляется в бетономешалках, бегунах или лопаст­ ной мешалке за 2—3 ч до использования.

175

Порошки для рабочего слоя подин вводят в печь в мульдах через все окна печи завалочной машиной с расчетом создания уклона подины к отверстию. Толщина рабочего слоя подины в районе отверстия должна со­ ставлять 300—350 мм. Уклон подины 7—9°. Внесение в печь порошков для выполнения рабочего слоя стен и откосов и нанесение их на кирпичную кладку осущест­ вляется ленточными заправочными машинами или вручную.

Для уплотнения магнезитового порошка при выпол­ нении рабочего слоя подины применяют'вибростержневые установки с пригрузочными плитами.

Поверхность рабочего слоя подины, а также рабочие слои стен и откосов уплотняют пневмотрамбовками ти­ па Тр-1 или пневмомолотками, на ломики которых наса­ жены трамбовки.

Выполнение рабочего слоя подин, стен и откосов осу­ ществляется силами цехов ремонта печей при участии работников мартеновских цехов.

Перед засыпкой порошка на подину печи в сталевы­ пускное отверстие вставляют стальную трубу — шаблон, выступающий из кладки на длину, равную толщине ра­ бочего слоя задней стены в этом районе. Труба-шаблон имеет размеры нормального сталевыпускного отверстия и заполняется магнезитовым порошком. Просвет между шаблоном и кладкой задней стены со стороны рабочего пространства печи закрывается магнезитовым кирпичом в один слой толщиной 65 мм.

Во время разравнивания порошка у печи монтируют переносной пульт управления вибростержневыми уста­ новками с соблюдением соответствующих норм техники безопасности.

176

Для подключения пневмотрамбовок или пневмолотков вдоль передней линии печи под завалочными окнами устанавливают временую линию воздухозабора (труба диаметром 45—50 мм) с отводами против каждого за­ валочного окна.

Уплотнение слоя сухого магнезитового порошка в подине производят одновременно, начиная от попереч­ ных откосов ванны, двумя-тремя виброустановками. Чтобы не оставалось неуплотненных участков, подину печи делят на несколько полос, ширина которых соот­ ветствует ширине виброустановки с таким расчетом, чтобы каждая полоса перекрывала lU площади сосед­ ней. Каждую полосу уплотняют одновременно двумя вибраторами, перемещаемыми один за другим, с пере­ крытием уплотненной площади. Уплотнение рабочего слоя осуществляется трехили четырехкратным погруже­ нием штырей виброустановки до предельно возможного уровня. После уплотнения рабочего слоя виброустанов­ ками поверхность его уплотняют пневмомолотками или пневмотрамбовками. Уплотнение слоя производят до прекращения погружения штыря диаметром 4 мм в ра­ бочий слой подины.

Для выполнения рабочего слоя на магнезитовую кладку стен и откосов вначале засыпают сухой порошок из расчета 70—80% всего расходуемого порошка; осталь­ ную часть (30—20%) порошка увлажняют и засыпают на слой сухого. Затем порошок уплотняют пневмотрамбов­ ками или пневмомолотками. Переход от рабочего слоя стен и откосов к рабочему слою подины должен быть плав­ ным.

Во время выполнения рабочего слоя подины, стен и откосов в пространство, ограниченное кладкой задней стены в районе отверстия и трубой-шаблоном, набива­ ют магнезитовый порошок МПП, увлажненный водой или раствором сернокислого магния плотностью 1,5— 1,25 г/см3; уплотнение порошка осуществляют со сторо­ ны разливочного пролета цеха. Порошок забрасывают вручную небольшими порциями, каждую порцию тща­ тельно утрамбовывают. При необходимости в массу до­ бавляют куски магнезитового кирпича. Порошок уплот­ няют с таким расчетом, чтобы оставить свободным шаб­ лон на длину 70—100 мм со стороны выпускного желоба. Остальную часть футеровки отверстия выполняют магне­ зитовым кирпичом без перевязки с кладкой задней стены.

Сушку л разогрев подин, стен и откосов печей ведут по принятым в цехах графикам. Перед началом сушки и разогрева канал сталевыпускного отверстия освобож­ дают от магнезитового порошка. В случае появления во время разогрева в рабочем слое стен и откосов мел­ ких трещин, их засыпают перед началом завалки мелко­ зернистым магнезитовым порошком. По достижении главным сводом температуры 1700° С, а насадкой реге­ нераторов 1100—1200° С печь сдают под завалку первой плавки.

Дальнейшее уплотнение изготовленного верхнего ра­ бочего слоя из порошкообразных материалов должно происходить под действием физико-химических процес­ сов, обусловленных введением плавки в агрегате. Обраща­ ет на себя внимание, что эксплуатация, подовых футеровок печей проходит в условиях, аналогичных известному процессу горячего прессования порошков (прессую­ щее давление жидкой стали, высокие температуры, длительность их действия) [231, 250, 251]. Высказыва­ лись предположения, что ферростатическое давление жидкой стали влияет на спекание порошкообразных ма­ териалов в условиях подовых футеровок [252, 253]. В дополнение к этому следует предположить влияние ад­ сорбционного понижения прочности в условиях подовых футеровок вследствие расклинивающего действия тон­ ких слоев жидкости [254—261]. В результате протека­ ния этих процессов образуется мелкокристаллическая структура огнеупорных материалов с весьма тонкими прослойками жидкой фазы между зернами [252, 261— 266]. Эта структура находится в состоянии диффузион­ но-вязкого течения [231, 267] и изменение ее плотности может быть достигнуто приложением весьма малых на­ грузок. Наличие таких процессов в керамических мате­ риалах показано в работах [268—272].

По разработанной технологии восстанавливали верх­ ний рабочий слой подин, стен и откосов во время холод­ ных ремонтов печей. В этом случае после выпуска по­ следней плавки завалку сыпучих материалов на подины не производили. Верхний рабочий слой подины был из­ ношен максимально. Перед остановкой печи на холод­ ный ремонт подину очищали от шлакометаллических ос­ татков. Во время холодного ремонта печи восстановили верхний рабочий слой методом, аналогичным описанно­ му выше методу изготовления новой подины во время

178

В тех случаях, когда необходима изоляция нагретой

Таким образом, изготовление футеровки подин опи­ санным способом имеет следующие достоинства:

1) в 2—3 раза увеличивается стойкость подин по сравнению со стойкостью подины, выполненной любым другим способом;

2)полностью ликвидированы затраты рабочего вре­ мени печи на изготовление подины;

3)резко улучшаются условия труда обслуживающего персонала;

4)стойкость подии, равная 180—250 плавок, позво­ ляет полностью отказаться от текущих ремонтов подин;

врезультате рабочее время печей увеличивается па 1,0—1,5% календарного времени.

Г Л А В А IV

РЕМОНТ ПОДИН МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧЕЙ

В настоящее время ремонт подины печи состоит из следующих операций:

1) очистка подины от шлакометаллических остатков (этот период практически отсутствует, если восстановле­ ние подины проводят в период заправки печи);

2) подсыпка магнезитового порошка на подину марте­ новской печи.

Планирование и подготовка ремонтов подин

До недавнего времени затраты рабочего времени на ремонты подин приводили к значительному снижению производительности мартеновских печей. При длитель­ ности ремонта подины от 2 до 15 ч при планировании ре­ монтов подин приходилось учитывать ремонты других участков печи и оборудования. Длительность ремонта оборудования печи в целом ряде случаев была соизме­ рима с длительностью ремонтов подин по старой техно­

180