книги из ГПНТБ / Новое в изготовлении и службе подин

от 2 до 4-уо окоп — застой глубиной 150 мм. Против 5 и 4-го окон была видна кирпичная кладка подины (см.

рис. 80, Б ).

Для ускорения очистки самого глубокого застоя все трубы поместили под крышку 5-го завалочного окна (давление воздуха 6 атм).

Очистку подины производили при выключенном топ­ ливе.

Порошок засыпали удлиненными мульдами с крыш­ ками, имеющими отверстия диаметром 40 мм.

Не прогревая и не ошлаковывая рабочий слой поди­ ны, приступили к завалке.

Днепровский завод им. Ф. Э. Дзержинского (90-т печь В)

Состояние шлаков последней перед ремонтом плавки удовлетворительное. На подине против 2 и 5-го завалоч­ ных окон на всю ширину печи застой глубиной 150 мм; от 4 завалочного окна к отверстию идет узкая полоса застоя глубиной 100 мм; в задней стене у подины против 2-го завалочного окна яма глубиной 150 мм. Во время

шлангами метрической резьбой. Такое соединение затрудняло замену труб в ходе очистки подины. Разогретые и деформированные трубы охлаждали водой.

Очистку подины проводили при отключенном топли­ ве. После окончания выдувки просушивали углубления магнезитовым порошком.

Засыпку порошка на подину производили муль­ дами объемом 0,53 м3 без крышек при включенном коксовом (2 тыс. м3/ч) и доменном (2,6 тыс. м3/ч) га­ зами.

Порошок выравнивали вручную крюкамш Тепловую нагрузку при этом снижали.

После разравнивания порошок прогревали в течение 20 мин при максимальной тепловой, нагрузке, а затем заваливали руды.

211

Макеевский завод им. С. М. Кирова

(440-т печь)

Доводка последней плавки длилась 5 ч, выпуск

33 мин.

Перед отверстием до ремонта подины была яма глу­ биной 600 мм. Шлаки последней перед ремонтом плав­ ки густые.

На выпуске печь заправляли смесью сырого и обож­ женного доломита.

После выпуска на подине от 2 и до 4 окон по всей ширине печи обнаружен застой (рис. 81) глубиной 300— 600 мм (сношено два ряда кирпичной кладки). Задняя

Рис. 81. Характер износа подины на Макеевском заводе

стена находилась в очень плохом состоянии (толщина стены не превышала 6Q0—800 мм).

Очистку подины проводили двумя кислородными струями и двумя воздушными. Разогретые трубы извле­ кали из печи и охлаждали водой, подаваемой из особой системы. Трубы с кислородом были удлинены на 400 мм отрезками жароупорных труб.

Очистку подины начали четырьмя трубами, введен­ ными в печь под крышку 3 завалочного окна.

Трубы соединяли с патрубком шланга на метричес­ кой резьбе сгонной муфтой, что значительно затрудняло их замену. Очистка подины четырьмя трубами в среднее завалочное окно продолжалось 37 мин. За это время трубы несколько раз заменяли и выпрямляли, охлаждая водой.

После окончания очистки подины против 3 завалоч­ ного окна приступили к очистке подины против 2, 3 и 4 завалочных окон одной трубой.

Во время выдувки газ полностью не был отключен — пропускал дроссель.

212

В результате интенсивного продувания поверхности подины в районе сталевыпускного отверстия четырьмя струями кислорода и воздуха разрушилась кладка зад­ ней стены и канала сталевыпускного отверстия — разме­ ры его увеличились на выходе к сталевыпускному жело­ бу до 600X400 мм, а на выходе в печь до 1,2X1,5 м. Толщина задней стены на уровне лещади сталевыпускно­ го отверстия составила 700 мм. Из застоев на подине пе­ чи было удалено 700 т стали.

Таким образом, интенсивное удаление шлакометал­ лических остатков на одном участке четырьмя трубами может привести к нежелательному разрушению кладки задней стены печи и интенсивному пылеобразованию, за­ трудняющему очистку подины и работу персонала раз­ ливочного пролета. В связи с этим при определении чис­ ла труб (особенно труб с кислородом), вводимых на один участок подины, следует учитывать состояние клад­ ки других районов рабочего пространства печи.

Порошок засыпали мульдами с крышками и без кры­ шек. При этом расход природного газа составлял

500 м3/ч (табл. 58).

Т а б л и ц а 58

Теплотехнические параметры отдельных периодов ремонта подины

Порошок на подине разравнивали вручную крюками. Для полного достижения проектного профиля подины 40 т приготовленного порошка оказалось недостаточно; в связи с этим лещадь сталевыпускного отверстия оказа­ лась выше подины на 50 мм.

После окончания подсыпки порошка его прогрели при полной тепловой нагрузке в течение 15 мин и при­ ступили к ремонту сталевыпускного отверстия.

На лещадь сталевыпускного отверстия уложили слой массы толщиной 60—80 мм из магнезитового порошка с максимальным размером зерен 1 мм, увлажненного во­ дой до тестообразного состояния.

На слой массы уложили железную трубу диаметром 140 мм. Труба была выведена в печь для восстановления проектной толщины задней стены. Пространство между трубой и кладкой задней степы заложили магнезитовым и магнезитохромитовым кирпичом и массой из магнези­ тового порошка. Со стороны печи профиль задней стены в районе отверстия был выведен вручную массой из ув­ лажненного магнезитового порошка. Со стороны разли­ вочного пролета на глубину 300—500 мм была вынута набивка и отверстие выложено из кирпича МГ-1. Ремонт отверстия производили при отключенном топливе. Мас­ су, заброшенную на трубу сталевыпускного отверстия, прикрыли сверху крупным магнезитовым порошком и хромитовой рудой.

После этого дали полную тепловую нагрузку и при­ ступили к завалке.

Ждановский завод им. Ильича

(900-т печь)

Шлаки последней плавки перед ремонтом подины жидкоподвижные.

На подине имелся застой против 2, 3 и 6 окон (печь семиоконная) глубиной от 300 до 600 мм (рис. 82). Со­ стояние откосов и задней стены удовлетворительное. Передняя стена значительно изношена (толщина 100— 350 мм), особенно выше шлакового пояса. Заправку пе­ чи на выпуске плавки не производили.

Рис 82.. Характер иаиоса подины на заводе им. Ильича

214

Подину очищали пятью трубами (давление воздуха 6 атм). К концу выдувки для очистки наиболее глубо­ ких участков сдваивали трубы, вводя их одновременно через гляделки крышек 2 и 3 завалочных окон.

Очистку подины проводили при выключенном топли­ ве. Порошок на подину засыпали мульдами с решетка­ ми объемом 2,2—3,3 м3 при включенном топливе (2,0 тыс. м3/ч природного газа и 800 кг/ч мазута, табл. 59) с постепенным увеличением расхода газа до макси­ мального. Порошок разравнивали струей сжатого воз­ духа.

Слой порошка прогревали 15 мин при подаче в печь 7 тыс. м3/ч природного газа и 1 т/ч мазута. После этого подину ошлаковали окалиной при закрытом сталевы­ пускном отверстии.

На поверхность подины в течение 4 мин нанесли 5 т окалины. Через 3—2 мин после ошлакования выпустили остатки расплавленной окалины и приступили к завал­ ке сыпучих материалов.

Изготовление и ремонт сталевыпускного отверстия

Эксплуатация сталевыпускного отверстия тесно свя­ зана с эксплуатацией подины печи. История развития: мартеновских печей показала, что с изменением техно­ логии изготовления и ремонта подин обычно связано из­ менение технологии изготовления и ремонта сталевыпу-

скных отверстий. С другой стороны, изменение эксплуа­ тации подины печи предопределялось изменениями в эксплуатации выпускных отверстий.

Конструкция сталевыпускного отверстия, а также практика его эксплуатации во многом определяют заклю­ чительный этап плавки — выпуск металла из печи.

Выше уже говорилось, что одним из главных требо­ ваний, предъявляемых к конструкции отверстия, являет­ ся недопустимость смешения металла и шлака при вы­ пуске их из печи и выпуск металла раньше шлака.

Выполнение этих условий определяется углом накло­ на лещади отверстия к подине печи. Уклон лещади ста­

Размеры отверстия определяют длительность выпус­ ка металла, что играет важную роль в процессе раскис­ ления металла в ковше.

Время технологической эксплуатации отверстия опре­ деляется длительностью выпуска металла и шлака из печи, составляющей 7—35 мин. Таким образом, в тече­ ние самой плавки футеровка отверстия не подвергается разрушению. Казалось бы, что это должно значительно облегчить эксплуатацию ее футеровки. Однако воздейст­ вие целого ряда физико-химических факторов на футе­ ровку отверстия в короткий период выпуска металла из печи настолько велико, что стойкость отверстия далеко не всегда соответствует стойкости подины печи, длитель­ ность эксплуатации которой значительно больше.

На мартеновской печи ММК садкой 400 т замеряли температуру футеровки сталевыпускного отверстия (рис. 83) при помощи хромель-алюмелевой термопары.

бине 100 мм от рабочей поверхности канала отверстия. Температуру измеряли в течение первой и восьмой пла­ вок после ремонта, затем отверстие отремонтировали. Характер изменения температур позволяет заключить, что при отсутствии износа температура футеровки от-

216

верстия на глубине 100 мм перед выпуском плавки рав­ на 300° С, в момент прохождения металла она повыша­ ется на 20—40°С и практически не меняется в период выпуска. По мере износа температура футеровки воз­ растает перед выпуском металла до 420—450° С. В мо­ мент выпуска металла температура в отверстии повыша­ ется на 60—80° С и к середине выпуска увеличивается до 970° С, что связано с износом футеровки.

Для изучения физико-химических процессов, проте­ кающих в футеровке отверстия, были отобраны две про­ бы на печи ММК садкой 900 т в разные периоды эксплу­ атации печи: проба № 1— во время ремонта подины после установки в канал отверстия шаблона, набивки масс и спуска через канал отверстия расплава окалины; проба № 2 — после выпуска двух плавок. Химический анализ отобранных проб по зонам приведен в табл. 60.

Исследование проб под микроскопом показало, что рабочая зона сложена кристаллами феррошпинелида (78—80%); кристаллы периклаза наблюдаются редко. В связующей основе структуры встречаются двухкаль­ циевый силикат и ферриты кальция. Рабочая зона насы­ щена корольками металла. В процессе эксплуатации железистая основа рабочей зоны вытесняется. В струк­ туре футеровки, выравнивающейся по глубине, появля­ ются округлые, разобщенные силикатной связкой (мер- винит-|-стекло) зерна периклаза (90%)- Дальнейший процесс разрушения определяется составом и количест­ вом силикатной связки. Использование металличе-

217

ского шаблона при совмещении ремонта отверстия с ре­ монтом подин обеспечивает создание в футеровке от­ верстия до плавки магнезиально-вюститового слоя, под защитой которого в дальнейшем протекает формирова­ ние глубинных районов футеровки, определяющее по­ вышенную стойкость отверстия. При ремонте футеровки отверстия, не совмещенном с ремонтом подин, аналогич­ ные процессы протекают при выпуске первой плавки. В течение 1—2 плавок насыщенные окислами железа поверхностные районы футеровки канала отверстия раз­ рушаются. Дальнейший процесс разрушения футеровки связан с пропиткой и эрозионным воздействием на нее истекающих через канал отверстия металла и шлака.

Изучение состояния арочных перекрытий отверстий во время больших холодных ремонтов печей показало, что первая и вторая арки (считая от лещади отверстия) полностью разрушаются, третья, четвертая и пятая арки сохраняются лишь на половине своей длины. Швы меж­ ду кирпичами арок толщиной 5—7 мм заполняются ме­ таллом на глубину до 300—350 мм по длине отверстия.

Особые требования предъявляют к огнеупорным ма­ териалам, которыми закрывают (набивают) канал отвер­ стия. Эти материалы должны быть высокоогнеупорными, хорошо спекаться, чтобы противостоять агрессивному

218

воздействию металла, когда отверстие закрыто. С дру­ гой стороны, материалы должны спекаться не настолько, чтобы не позволить за 10—15 мин разделать отверстие для выпуска металла и шлака.

Длительность ремонта отверстия специально не пла­ нируется (как, например, подин) и в то же время она ограничена длительностью сравнительно коротких пери­ одов плавки — завалки и прогрева.

Это тем более важно, что стойкость отверстий состав­ ляет 10—30 плавок и в основном их ремонты не совпада­ ют по времени с ремонтами других частей печи, когда потери рабочего времени неизбежны.

Изготовление футеровки нового сталевыпускного отверстия

Сталевыпускные отверстия первых мартеновских пе­ чей были набивные, что было связано с методом изготов­ ления подин. Позднее горловину отверстия стали нава­ ривать, как и всю подину.

Рис. 84. Восстановление фу­

Вокруг деревянного «болвана» изнутри печи набра­ сывали магнезит с обезвоженной смолой, магнезит ув­ лажненный, доломит сухой или со смолой, хромистый железняк с магнезитом и смолой (или глинистым рас­ твором).

Оставшуюся часть отверстия до выпускного желоба набивали аналогичными массами с содержанием глины до 5—10% или массой из 60% молотого шамотного кир-

219

гшча, 40% глины и небольшого количества воды. Такую набивку проводили при помощи деревянного шаблона — «болвана», который после набивки удаляли из отверстия (рис. 84). Набивку нового отверстия проводили также и на конусную железную трубу, которую так же, как и «болван», удаляли из отверстия после набивки. После

Рис. 85. Методы выполнения кладки сталевыпускного отверстия:

а — арочное перекрытие; б — безарочное; / — арка; 2 — рабочий ряд кладки; 3 — кладка задней стены

удаления шаблона отверстие тщательно сушили дро­ вами.

В настоящее время большинство новых сталевыпуск­ ных отверстий мартеновских печей выкладывают полно­ стью из магнезитового кирпича МГ-1.

Вместе с тем на ряде металлургических заводов как Советского Союза, так и зарубежных, особенно заводов США, сохранилась практика набивки новых выпускных отверстий мартеновских печей [281—290].

Кладка отверстия должна быть особо тщательной, толщина шва не более 1 мм. Кладку отверстия произво­ дят на сухом магнезитовом порошке, просеянном через сито с ячейками 0,5 мм.

Сталевыпускные отверстия (рис. 85) выкладывают с арочным перекрытием или без него.

Отверстие с арочным перекрытием выкладывают сле­ дующим образом: после выполнения лещади сталевы­ пускного отверстия на нее устанавливают деревянный шаблон, размеры которого значительно больше нормаль­ ных размеров отверстия в свету. Поверх шаблона выкла­ дывают от 3 до 5 арок. Затем шаблон удаляют и выкла­ дывают рабочие ряды отверстий без перевязки с осталь­ ной частью кладки, что облегчает его выламывание при ремонтах.

220