книги из ГПНТБ / Новое в изготовлении и службе подин

логии. Сочетание ремонтов подин с ремонтами обо­ рудования позволяло наиболее рационально использо­ вать рабочее время печей. Целесообразность такого со­ четания определялась также и неравномерностью износа подин с образованием отдельных глубоких ям, в связи с чем через каждые 8—10 плавок после ремонта подины возникла необходимость восстановления верхнего рабо­ чего слоя.

Примерно до 1950 г. на большинстве предприятий страны ремонт подин производился в строгом соответст­ вии с заранее составленным графиком.

Разработка технологии изготовления магнезиально­ железистых подин позволила настолько резко сократить длительность ремонтов, что вопрос о специальном пла­ нировании времени восстановления подины потерял то значение, которое он имел ранее.

В настоящее время на большинстве заводов отказа­ лись от составления специальных графиков остановки печи на ремонт подии. И это связано не только с резким сокращением длительности ремонта подины, когда соче­ тание его с ремонтом оборудования стало бессмыслен­ ным, но и с равномерностью износа подины, в связи с чем необходимость его восстановления возникает лишь после общего значительного износа подины, что происхо­ дит не через 8—10, а через 30—50 плавок. Отказ от пла­ нирования восстановления футеровки подины на той или иной печи был связан еще и с тем, что такой план пре­ допределял восстановление подины вне зависимости от ее состояния, что совершенно неверно.

Вместе с тем планирование общих затрат времени на восстановление подины, так же как и на проведение ремонтов всей печи, в настоящее время определяется в разрезе месяца специальными нормами, утверждаемы­ ми администрацией предприятия.

В настоящее время в каждом конкретном случае необ­ ходимость и сроки проведения частичного или полного восстановления футеровки подины определяет старший мастер печей. Таким образом, предполагаемое восста­ новление футеровки подины становится известно цехово­ му персоналу за сутки до его производства. Это улучша­ ет подготовку и само проведение восстановления футе­ ровки подины. Подготовка к ремонту подины должна быть осуществлена заранее (за 1—2 ч до выпуска метал­ ла из печи).

181

Такой порядок планирования и подготовки к ремонту подин был одобрен Всесоюзной межзаводской школой

в1963 г. [283].

'Подготовка к очистке и очистка подины

от шлакометаллических остатков

Операция очистки подины во многом определяет ее стойкость.

С 30—40-х годов вместо ручной очистки подины греб­ ками остатки металла и шлака с подины стали удалять сжатым воздухом. Эффективность этого метода по срав­ нению со старым очень велика, не говоря уже о резком улучшении условий труда обслуживающего персонала. Переход на очистку сжатым воздухом позволил сокра­ тить в среднем длительность одного ремонта пода с 10,4

до 6,95 ч.

Использование кислорода для ведения процессов плавки позволило по новому решить вопрос и с очисткой подин. При очистке сжатым воздухом в основном ис­ пользовали его кинетическую энергию для удаления шлака и металла. Сжигания остатков металла, автомати­ ческого поддержания жидкоподвижности шлака теплом, выделяющимся при сгорании железа, не происходило, так как содержание кислорода в воздухе незначи­ тельно. Применение кислорода для очистки подин позво­ лило значительную часть оставшегося металла сжигать в печи. Сгорание железа в кислороде происходит со зна­ чительным выделением тепла, что приводит в большин­ стве случаев к повышению температуры в рабочем про­ странстве печи, в то время как раньше при очистке по­ дин температура значительно снижалась. При использо­ вании струи кислорода под давлением 6—12 ати резко

В настоящее время нет какого-либо опыта примене­ ния других способов очистки подин. Попытка использо­ вать для очистки подин паровые эжекторы не дала по­ ложительных результатов [284].

Применение сжатого воздуха или кислорода для очи­ стки подин потребовало определенной организации как

182

средств введения воздуха или кислорода в печь, так и устройств, с которых можно осуществлять очистку по­ дин. Подача воздуха или кислорода в рабочее простран­

с таким расчетом, чтобы давление воздуха, создаваемое воздуходувными машинами, сохранилось бы в системе вплоть до места забора воздуха для очистки подины, то же самое относится и к кислородопроводу. С этой целью линии воздухопровода должны иметь соответствующий диаметр (хорошие результаты дает использование труб диаметром 150 мм) и не иметь резких поворотов или сужений, приводящих к потере давления. Обязатель­ ным условием правильной конструкции воздухопровода является его закольцованность с основными магистра­ лями. Недопустимое падение давления воздуха до 2— 3 ати наблюдается там, где воздухоили кислородопроводы являются тупиковыми.

Как правило, недостаточное давление воздуха у печи объясняется несовершенством конструкции воздухопро­ водов. Так, например, на Верх-Исетском металлургиче­ ском заводе вследствие низкого (2—4 ати) давления воз­ духа в системах для очистки подин была произведена реконструкция воздухопровода (трубы диам. 70 мм за­ менили трубами диам. 150 мм, ликвидировали резкие су­ жения). В результате этого без изменения мощности воздуходувных средств давление в воздухопроводе у пе­ чи было поднято до 5—7 ати, что обеспечило вдвое со­ кращение длительности очистки подины и улучшило ка­ чество очистки.

Однако на ряде крупных заводов при большом по­ треблении воздуха другими цехами приходится прибе­ гать к некоторым организационным мерам для повыше­ ния давления в воздухопроводах для очистки подин. С этой целью старший мастер печей непосредственно перед началом очистки подины предупреждает диспетчера па­ росилового цеха. Паросиловой цех отключает всех потре­ бителей воздуха, кроме мартеновского цеха. В резуль­ тате создается необходимое для очистки подины давле­ ние воздуха. Однако такие действия должны быть узаконены специальным распоряжением дирекции за­ вода.

183

Воздухо-кислородопроводы заканчиваются у каждой

давлением и расходом в общей системе.

В настоящее время число одновременно присоединя­ емых шлангов обычно определяется числом завалочных

Т а б л и ц а 50

Эффективность очистки подин разным числом струй

184

окоп минус два. Так, па пятиоконпых печах для очистки подины используют три шланга, на семиоконных печах пять шлангов. Таким образом, необходимость использо­ вания для очистки нескольких рассредоточенных струй

/ — трубы; 2 — накидные гайки; 3 — хому­ тики; 4 — пневмошланги

сжатого воздуха или кислорода очевидна. Следует рас­ смотреть использование 2—4 концентрированных струй в одном месте подины. Для этой цели на металлургиче­ ском заводе им. А. К- Серова были применены специаль­ но заранее спаренные трубы (рис. 69) [275]. Спаренные трубы, как правило, применяют для транспортировки шлака и металла в канале сталевыпускного отверстия. Действительно, через один канал сталевыпускного отвер­ стия удаляют шлак из трех (пяти) районов, а транспорти­ ровка шлака по каналу отверстия осуществляется одной струей воздуха или кислорода. Это несоответствие ликви­ дируется применением спаренных труб или просто не­ скольких труб в районе сталевыпускного отверстия. Та­ ким образом, применение специально спаренных труб для транспортировки шлакометаллических остатков через ка­ нал сталевыпускного отверстия оправдано в любом слу­ чае. Очистку других районов подины несколькими стру­ ями воздуха и особенно кислорода нужно вести осторож­ но. При очистке подин частично разрушается и целая футеровка. Интенсивное разрушение целой футеровки, бесспорно, может значительно затянуть восстановление подины. Поэтому при использовании воздуха более трех труб одновременно на этом участке применять не следу­ ет; при использовании кислорода лучше иметь две-три

185

трубы. Число одновременно подсоединенных шлангов определяется как давлением в сети, так и расходом воз­ духа или кислорода. Наблюдения показали, что подклю­ чение каждого последующего шланга снижает давление в системе на 0,25 ати [275]. Бесспорно, эта величина за­ висит от конструкции воздухопроводов, но во всяком случае ее следует учитывать при выборе числа шлангов для очистки подин.

Многочисленными практическими наблюдениями ус­ тановлено, что кинетическая энергия струи воздуха при давлении 2—3 ати настолько мала, что очистка подины становится невозможной. Низкое давление воздуха в большей степени охлаждает шлак, чем удаляет его, по­ этому выдувку приходится периодически приостанавли­ вать и нагревать шлак и металл, что затягивает ремонт

используют патрубки и накидные гайки с прямоугольной резьбой. На рис. 69 показано такое крепление шланга с трубой. Между накидной гайкой на патрубке шланга и патрубком на воздухозаборе необходимо устанавли­ вать прокладку из фирмы или другого уплотняющего материала, что особо важно при очистке подин кислоро­ дом, так как пропускание кислорода из системы может привести к взрыву. На ряде заводов патрубки шлангов присоединяют к узлам забора при помощи сгонной муф­ ты на метрической резьбе. Такая конструкция соедине­ ния не оправдана, так как при длине шланга до 10 м и значительном их весе осуществлять соединение на мет­ рической резьбе крайне трудно.

От узла забора воздух или кислород подают по спе­ циальным шлангам, которые должны выдерживать дав­ ление до 10—12 кгс/см2. Особое внимание следует обра­ щать на состояние наружной поверхности; нельзя поль­ зоваться шлангами с разрушенным тканевым покрытием.

Соединение шлангов со стальными патрубками долж­ но быть очень плотным. Чтобы обеспечить такое плотное соединение, шланг надевают на патрубок несколько боль­ шего диаметра, чем внутренний диаметр шланга; на шланг плотно накручивают стальную проволоку, кото­ рая в результате деформации шланга заглубляется в не­ го. Чтобы предупредить скольжение шланга по патруб­

186

ку, свободные концы проволоки — закрутки — прива­ ривают к патрубку.

Соединение шлангов с трубками, вводимыми непо­ средственно в печь, на разных заводах осуществляют по-разному — при помощи двух патрубков на шланге и трубе, накидных гаек с уплотняющими прокладками, сгонной муфты с метрической резьбой и фланцами с от­ кидными болтами.

Из названных соединений наиболее неудобным при необходимости быстрой замены деформированных труб в процессе очистки является соединение шлангов и труб через патрубки и сгонную муфту с метрической резьбой.

При таком соединении отсоединить трубы вручную без инструмента, после того как они побывали в обла­ сти высоких температур, невозможно. Кроме того, спе­ циальных труб с патрубками промышленность не выпу­ скает, а одной трубы из рядовой стали, как правило, хватает только на одну очистку пода. Поэтому приходит­ ся для каждого ремонта футеровки подины готовить трубы; значительно более высокую стойкость имеют жа­ роупорные толстостенные трубы.

Наиболее слабым местом системы подачи сжатого воздуха или кислорода для очистки подины являются трубы, по которым подают воздух или кислород.

При очистке подин воздухом используют газовые трубы диаметром 25—32 мм. Сравнительно небольшое количество кислорода в воздухе обеспечивает невысокую температуру в районе выдувки, в связи с чем длитель­ ность эксплуатации газовой трубы удовлетворительная. При использовании кислорода для очистки подин (90— 98% 0 2) в районе очистки развиваются настолько высо­ кие температуры, что использование обычных газовых труб исключено — железо сгорает в струе кислорода. Очистка подины возможна только при помощи жаро­ прочных труб или газовых труб с наконечником из жа­ ропрочных труб длиной до 2 мм; диаметр жаропрочных труб 37—50 мм. Хорошие эксплуатационные результаты дает применение жаропрочных труб с толщиной стенки до 4—5 мм. Жаропрочными трубами можно производить несколько ремонтов подин без замены, в то время как газовых труб хватает только на.один ремонт. Газовые трубы во время очистки подины значительно деформиру­ ются. Величина деформации труб зависит от многих факторов — механических свойств металла, из которого

187

изготовлена труба, величины застоя и, следовательно, длительности очистки и длительности нахождения тру­ бы в районе очистки, диаметра выпускного отверстия

испособности его пропускать удаляемые с подины металл

ишлак; давления кислорода и воздуха и т. д. Следует отметить, что полностью исключить деформацию газо­ вых труб невозможно. Во время очистки каждую такую

трубу несколько раз прихо­ дится вытаскивать из печи, прекращая очистку, выпря­ млять, охлаждать водой. Жаропрочные трубы также деформируются, но в значи­ тельно меньшей степени, чем обычные, благодаря своей высокой механической проч­ ности при температуре очи­ стки подины. Хорошим сред­ ством для борьбы с дефор­ мацией труб является пода­ ча внутрь трубы, практикуе­ мая на многих южных заво­ дах (рис. 70). В связи с этим представляется целесообраз­ ным вводить в систему в оп­ ределенных количествах во­ ду. Это позволит, во-первых, охлаждать трубы в течение

всей выдувки, не вытаскивая их из печи, и, во-вторых, вследствие образования пара повысит давление струи на выходе из трубы. При этом следует учесть, что регулиро­ вание подачи воды должно осуществляться в очень узких пределах.

На быстроту и качество очистки подины большое влияние оказывает состояние футеровки подины, нахо­ дящейся под металлом и шлаком.

Футеровка под металлом и шлаком должна быть до­ статочно механически прочной, в противном случае очень трудно определить момент, когда надо прекратить выдувку шлака, оставив нетронутым размягченный слой подины. В шлакомагнезиальных подинах огнеупорность всего верхнего рабочего слоя была невысокой, футеров­ ка легко размягчалась, поэтому затягивалась и очистка подины, так как определить момент, когда застой очи­

188

щен полностью, было очень трудно. В магнезиально-же- лезистых подинах или подинах, сформированных без окалины, прочность футеровки под металлом и шлаком высокая. В связи с этим момент окончания выдувки шлака определить легко и длительность очистки подины сокращается. Характерно, что даже и при использовании магнезиально-железистых подин довольно часто проис­ ходило размягчение футеровки, в связи с чем выдувку шлака продолжали, удаляя слой, который в период вос­ становления футеровки подины удалять нельзя. В ре­ зультате применения мелкозернистых порошков и особен­ но безжелезистых подин толщина размягченного слоя сократилась настолько, что вопрос о его удалении поте­ рял прежнее значение.

Непосредственно перед очисткой подины проводят ряд обязательных технологических и организационных операций — заправку шлакового пояса стен и откосов,, уборку ложных порогов и т. д.

Вцехах с неполными завалочными машинами подйну'

внастоящее время очищают с состава, состоящего Из* 4—5 тележек, с установленными на них мульдами. Мульды должны быть наполнены магнезитовым порош­ ком и снабжены специальными решетками.

Вцехах с завалочными машинами кранового типа к каждому завалочному окну устанавливают специальный стул, с которого ведут выдувку. Такие стулья (на неко­ торых заводах их называют площадками, креслами) для удобства перемещения могут быть снабжены колесами.

Совершенно недопустимой является практикуемая на некоторых заводах очистка подины персоналом, нахо­ дящимся в мульде,, взятой на хобот завалочной машины.

Очистку подины начинают по команде старшего ма­ стера печей. К очистке подины привлекаются, кроме стар­ шего мастера, мастер блока печей, если он не занят вы­ пуском металла на других печах, сталевар печи, старшие мастера блоков других печей. Перед началом очистки ус­ танавливают тепловые защитные экраны. Трубы в мо­ мент очистки на разных заводах устанавливают по-раз­ ному — в гляделку завалочного окна, под крышку зава­ лочного окна, в щель между крышкой завалочного окна

ирамой.

Способ установки труб при очистке центральных рай­ онов подины особого значения не имеет. Однако при очи­ стке участков подины, расположенных у откосов, более

189

правильно устанавливать трубы в щель между оттяну­ той крышкой и рамой завалочного окна, так как только в этом случае направление струи воздуха или кислорода наиболее полно совпадает с направлением удаления шла­ ка из печи через отверстие для выпуска металла и шла­ ка. Непосредственно перед открытием вентилей воздухоили кислородопроводов необходимо открыть кран отстой­ ника и спустить находящиеся в системе, как правило, воду или масло.

Выше уже говорилось, что в настоящее время шлак удаляется исключительно за счет кинетической энер­ гии струи воздуха или кислорода. Однако максимально передать кинетическую энергию струи воздуха распла­ ву шлака или металла при минимальном разбрызгивании довольно сложно.

Опыт показывает, что удаление шлака и металла из застоев должно производиться, как правило, в результате эжекции шлакометаллического расплава струей воздуха с последующей прямой передачей кинетической энер­ гии струи воздуха или кислорода шлаку. При этом струя воздуха должна подаваться в край застоя, ближе всего расположенного к сталевыпускному отверстию. Конец трубы при этом следует располагать на расстоянии 60— 70 мм над застоем (рис. 71). При выдувке конец трубы у застоя нужно передвигать сверху вниз, вправо влево на незначительное расстояние. При этом новые порции шла­ кометаллического расплава все время поступают непо­ средственно в район эжекции струей воздуха. Качество очистки подины определяется не только полнотой очист­ ки застоев, но и максимальным удалением остатков шлака и металла с подины без разбрызгивания их на другие участки подины или на футеровку стен и откосов. Именно поэтому следует стремиться использовать эжекцию, а не прямые удары струей воздуха. Однако в случае глубоких застоев приходится удалять шлак прямым уда­ ром струи, разбрызгиванием. Необходимость такого спо­ соба удаления шлака из отдельных застоев должна быть заранее предопределена. В соседних районах должны быть приготовлены трубы для транспортировки раз­ брызганного по подине шлака к каналу выпускного от­ верстия. При этом особое внимание уделяют быстроте очистки разбрызганного шлака во избежание его замо­ раживания. Этот способ получил название «метод пе­ рекачки».

190