книги из ГПНТБ / Сосненко М.Н. Мартеновское производство стали учебник для сред. проф.-техн. училищ

располагаются в средних частях завалки и окружены со всех сторон теплопроводным стальным ломом.

Для усовершенствования управления процессами завалки шихты в мартеновские печи в последнее время стали применять электронновычислительные машины (ЭВМ) и ультракоротковолновую связь. Последняя служит для передачи информации о массе скрапа в муль­ дах. Информация поступает в виде изображений на экране телеви­ зора, находящегося в кабине машиниста завалочного крана. ■

§ 43. ПРАВИЛА ЗАЛИВКИ ЧУГУНА

Чугун заливают в печь при помощи желобов подвесной конструк­ ции, не препятствующих проходу мульдовых составов. Желоб уста­ навливают мостовым уборочным краном, если он предусмотрен в пролете, или крюком вспомогательного механизма подъема зали­ вочного крана.

При скрап-рудном процессе с учетом планировки цеха чугун заливают в печь двумя способами:

1) со стороны разливочного пролета через один стационарный желоб, установленный в задней стене. При этом шлак из печи спу­ скается в чаши, устанавливаемые под завалочными окнами или под печью. Способ отличается простотой, но не является совершен­ ным с точки зрения организации труда;

2) со стороны печного пролета через два сменных желоба, уста­ навливаемых в завалочные окна. Способ применяется в современных мартеновских цехах. Сменные желоба устанавливают в первое и пятое, второе и четвертое или второе и шестое (на сверхмощных печах) окна. Установка сменных желобов в крайние окна не может быть рекомендована, так как против этих окон глубина ванны печи наименьшая и при заливке в печь чугуна, когда темп заливки со­ ставляет 400—1200 т/ч, он не успевает распределиться по всей ванне. При этом следует иметь в виду, что скопление чугуна против зали­ вочного желоба вызывает прогары корпуса желоба и черезмерно интенсивное шлакообразование в этом районе с выбросом шлака и чугуна из печи.

Установка сменного желоба (рис. 77) требует соблюдения опре­ деленных правил:

1) ложные пороги завалочных окон, в которые устанавливают заливочные желоба, делают меньшей высоты (на 100—150 мм ниже), чтобы при установке желоба его носок прошел между верхом насып­ ного порога и рамой завалочного окна;

2)лещадь носка желоба должна быть наклонена в сторону печи под углом 5—7°. Правильное положение желоба достигается регули­ рованием длины тяг, на которых подвешен желоб;

3)введение носка желоба в окно печи не должно разрушать по­ рог или футеровку носка;

4)рама завалочного окна должна предохраняться от возможного воздействия жидкого чугуна, что достигается регулированием поло­ жения его крышки, которая при подъеме прикрывает раму;

ПО

После отделения носка желоба от порога в образующуюся щель забрасывают заправочный материал для предотвращения прохо­ ждения шлака. Недопустимы попытки вытаскивания желоба из печи, если его носок не отделился от порога. Если носок желоба не может быть отделен от ложного порога, то подачу воды прекращают и желоб оставляют в печи до полного расплавления шихты. В про­ тивном случае вместе с желобом можно удалить ложный порог и тем самым вызвать аварию.

§ 44. ЗАПРАВКА ФУТЕРОВКИ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА

Как показывает практика, примерно через 100— 150 плавок кирпичная кладка задней стены (особенно выше шлакового пояса) изнашивается на 50—70% своей толщины, .а износ столбиков насту­ пает уже через 5—10 плавок, так как они подвержены резким изме­ нениям температуры и испытывают удары мульд во время завалки шихты. Для сохранения первоначальных свойств кладки рабочего пространства мартеновских печей в процессе их эксплуатации ежеплавочно заправляют изношенные участки футеровки. Под заправ­ кой понимают комплекс мер, проводимых для восстановления повре­ жденных участков огнеупорной футеровки передней и задней стен рабочего пространства печи без ее остановки на ремонт и обеспечи­ вающих требуемое качество стали, высокую стойкость кладки и безаварийную работу печи.

Заднюю стенку и откосы, как правило, заправляют после выпуска стали из печи, когда места кладки, подвергающиеся наибольшему разрушению, очищаются от металла. Продолжительность заправки зависит от емкости печи и обычно составляет 20—45 мин. На пере­ довых металлургических предприятиях страны (Кузнецкий метал­

появления металла на сталевыпускном желобе, не дожидаясь вы­ пуска плавки, и проводят заправку в две стадии:

1)в период чистого кипения ванны заправляют участки печи, расположенные выше шлакового пояса и подвергающиеся разруше­ нию шлаками во время плавления;

2)во время выпуска стали из печи по мере оголения разрушен­ ных участков, расположенных ниже шлакового пояса печи и подвер­ гающихся разрушению шлаками периода доводки плавки и металлом. Высокое качество заправки разрушенных участков печи в этом случае обеспечивается тем, что ее проводят в период максимального нагрева кладки — в конце доводки плавки и при выпуске стали из печи.

Применяемый для восстановления футеровки рабочего простран­ ства печи материал должен обладать высокими огневыми свойствами (огнеупорностью, термостойкостью, определенной температурой на­ чала размягчения под нагрузкой) и определенными физическими свойствами (зерновой и вещественный состав, консистенция, влаж­ ность), чтобы механизмы, применяемые для заправки, могли его

112

забросить до изношенного участка, а порошок расположился бы прочно на этом участке, не сползая на нижележащие участки кладки.

С учетом этих требований для заправки изношенных участков рабочего пространства печи используют магнезитовые порошки, частично смесь магнезитовых порошков с крошкой сырого доломита, сырой и обожженный доломит. Значительно более равномерную исходную структуру слоя футеровки (укладку зерен в слое) и более высокую активность к спеканию обеспечивают магнезитовые по­ рошки с высоким содержанием дисперсных (размерами <0,1 мм) частиц.

Восстановление футеровки столбиков мартеновских печей за­ правкой порошками не дает должного эффекта, так как порошки осыпаются на подину печи. Поэтому столбики подмазывают спе­ циальными массами, содержащими в качестве основы (75—95%) молотый или сеяный магнезитовый порошок, молотый хромомагне­ зитовый кирпич или молотую хромитовую руду с добавкой 25—50% молотой огнеупорной глины или извести при влажности массы 4— 5%. Длительность подмазки столбиков обычно составляет 20— 30 мин. Она должна проводиться в конце доводки плавки, когда поверхность столбиков размягчена и хорошо удерживает массу. На ряде отечественных предприятий стойкость футеровки столби­ ков передней стенки была повышена до 200—250 плавок после замены водоохлаждаемых змеевиков змеевиками испарительного охлажде­ ния, служащими арматурой кладки.

На отечественных заводах для заправки стен рабочего про­ странства печей применяют ленточные (см. рис. 72), роторные (см. рис. 73) и пневматические (см. рис. 74) машины, а также торкре­ тирование.

На Магнитогорском металлургическом комбинате внедрено ежеплавочное (после 15—20 плавок) торкретирование футеровки стен и откосов выше шлакового пояса мартеновских печей садкой 200— 900 т. Это позволило ликвидировать горячие простои печей на ре­ монтах стен, довести их стойкость до стойкости главного свода печи и сократить расход огнеупорного кирпича. На Таганрогском металлургическом заводе торкретирование задней стенки печи позволило увеличить ее стойкость на 20—30 плавок, сократить расход огнеупорного кирпича на 5 т в месяц (расход торкрет-массы

свода и других элементов верхнего строения основной мартеновской печи стойкость главного свода была доведена до 1000 плавок, а дли­ тельность кампании — до 2500 плавок,

§45. ЗАПРАВКА ПОДА

Впоследнее время продолжительность процесса восстановления верхнего рабочего слоя при текущем горячем ремонте пода сокра­ тилась до 0,5—1,5 ч, вследствие чего эту операцию стали называть заправкой пода. Цель заправки — поддержание печи и вспомога-8

тельных устройств в рабочем состоянии, обеспечивающем ее пра­ вильную эксплуатацию, а также своевременное и качественное про­ ведение планово-предупредительного ремонта.

Заправка пода состоит из следующих операций: 1) подготовка к заправке; 2) очистка подины от остатков металла и шлака;

3) подсыпка магнезитового порошка на подину.

Подготовка к заправке пода должна быть закончена за 2—4 ч

до начала этой операции, чтобы не отвлекать сталевара и его под­ ручных от работ, связанных с доводкой плавки. При подготовке к ремонту пода обязанности между членами бригады распределяются следующим образом.

Сталевар проверяет наличие необходимых материалов, контроли­ рует размеры и расположение сталевыпускного отверстия относи­ тельно уровня подины, обеспечивает наведение в печи жидкопод­ вижных однородных шлаков и форсированный ход плавки.

Первый подручный сталевара заготавливает шланги и трубы для очистки подины и скобы-державки труб, подсоединяет шланги к воздухоили кислородопроводам, наносит на трубы защитную обмазку из известкового молока, готовит короткую трубу для раз­ равнивания струей воздуха порошка на подине и отбойные молотки для разрушения футеровки отверстия, вместе с другими подручными заправляет пики (длинную, короткую и запасную) для отбойных молотков, готовит массу для набивки канала сталевыпускного от­ верстия, стальной или керамический шаблон, по которому наби­ вается отверстие, приготавливает две ручные трамбовки и одну трамбовку, выполненную в виде тупой пики (ломика), к отбойному молотку.

Трамбовки должны иметь такой профиль, чтобы обеспечить на­ бивку масс в пространстве между старой футеровкой отверстия и шаблоном, диаметр которого равен размерам нормального сечения отверстия. К началу ремонта первый подручный подготавливает также 4—6 крючков с обмазкой из известкового молока для разрав­ нивания магнезитового порошка на подине печи.

Второй (третий) подручный сталевара подготавливает экраны для защиты персонала от теплового излучения во время очистки пода, а также от брызг металла и шлака, выдуваемых с подины печи через сталевыпускное отверстие, очищает гляделки завалочных окон от шлака для удобства наблюдения за футеровкой рабочего пространства печи. Он также помогает в работе первому подручному сталевара.

Очистка подины от остатков металла и шлака на современных металлургических предприятиях осуществляется струей сжатого до 5—8 ат воздуха (рис. 78) или кислорода (95—98% 0 2) при давле­ нии 6—8 ат. Кислород позволяет сжигать часть металла в печи, что приводит к значительному выделению тепла и повышению темпера­ туры в рабочем пространстве. Подготовку к очистке подины начи­ нают сразу же с момента начала выпуска металла из печи. После окончания выпуска стали из печи осматривают под и откосы, а затем

114

после прочистки канала сталевыпускного отверстия и установки защитных экранов по команде старшего мастера начинают очистку подины.

Остатки шлака и металла выдувают струей воздуха или кисло­ рода. Трубу при этом следует подводить к поверхности застоя на расстояние 50—70 мм. Такой метод выдувки обеспечивает минималь­ ное разбрызгивание шлака и металла по футеровке рабочего про­ странства печи. При глубоких застоях струю воздуха или кислорода необходимо направлять под большим углом к поверхности металла и шлака. При этом металл и шлак из ям удаляют разбрызгиванием; для удаления металла и шлака через канал сталевыпускного отвер­ стия необходимо применять дополнительную струю воздуха (так

талла и шлака обволакивают зерна магнезита и вместе с ними уда­ ляются из печи. Сжигание в рабочем пространстве в период очистки подины даже малых количеств топлива, как правило, не производится, так как это значительно усложняет условия труда обслуживающего печь персонала.

Подсыпка магнезитового порошка на подину печи. В отличие от обычной технологии, когда под наваривают магнезитовым порошком в смеси с окалиной слоями толщиной до 100— 120 мм, на Макеевском и Нижне-Тагильском металлургических комбинатах для наварки подин применяют чистый магнезитовый порошок. Его подсыпают ленточными заправочными машинами и мульдами. Первый способ не удовлетворяет необходимым требованиям, так как связан с уно­ сом дисперсной части порошков с продуктами сгорания в насадке печи.

Второй способ является более рациональным, так как позволяет получить равномерный по толщине верхний рабочий слой подины в результате рассеивания мелкозернистых порошков по подине при помощи обычной мульды, снабженной сетчатой крышкой. Порошок засыпают на подину печи по команде старшего мастера следующим образом: мульду с порошком вводят в печь, хобот машины опускают максимально вниз и мульду переворачивают сеткой вниз. Распре­ деление порошка на подине достигается движением завалочной машины вдоль печи в пределах размеров завалочного окна, а также поворотом влево — вправо на угол до 45—60°. Подсыпку порошка

мульдами можно сочетать с подачей топлива, т. е. поддерживать в рабочем пространстве печи большие тепловые нагрузки, что позво­ ляет сразу же по окончании подсыпки начать завалку шихтовых материалов. Чтобы уменьшить унос мелких фракций, порошок нужно засыпать под факел со стороны подающей головки. Первые порции шихтовых материалов следует заваливать осторожно, ста­ раясь по возможности не разрушать поверхность слоя порошка.

Рис. 79. Методы подготовки сталевыпускного отверстия при горячих ремонтах и заправках пода:

а — обычный; б — специальный; 1 — обнижение пода; 2 — руда; 3 — доломит; 4 — влаж­ ный магнезит; 5 — глина; 6 — магнезитовый порошок; 7 — магнезит с глиной

Новая технология изготовления и восстановления футеровки подин предусматривает только два периода со специальной затратой на их проведение рабочего времени печи: очистку подины и под­ сыпку порошка. Процессы же формирования рабочего слоя совме­ щены с процессами плавки и не требуют специальных затрат рабо­ чего времени печи. Учитывая успешный опыт частичного совмещения отдельных периодов плавки, на ряде отечественных металлурги­ ческих заводов для сокращения длительности операции заправки пода ведут заблаговременную подготовку сталевыпускного отвер­ стия, обнажая кладку лещади на длину 800 мм и глубину 200—250 мм в зависимости от угла понижения подины (рис. 79).

§ 46. ОБСЛУЖИВАНИЕ СТАЛЕВЫПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ

Требования, предъявляемые к сталевыпускному отверстию

Сталевыпускное отверстие является важной конструктивной частью мартеновской печи, так как состояние его кладки определяет успешность проведения заключительного этапа — выпуск стали из печи. Сталевыпускное отверстие должно обеспечить раздельный сход металла и шлака и необходимую длительность схода распла­ вленной стали без ее выброса через края желоба. Последняя соста­ вляет 7— 10 мин для печей емкостью 260 т и 20—30 мин для печей емкостью 900 т. Такая продолжительность выпуска стали из печи обусловливается тем, что в этот период происходит окончательное раскисление и легирование стали, а также ее распределение по ковшам. Поэтому сталевыпускное отверстие делают диаметром 100— 150 мм (для 100-т печей) или 200—300 мм (для 185—320-т печей)

при длине 1200—1500 м, а уровень его лещади делают совпадающим с нормальным уровнем наиболее низкой части пода печи (рис. 80).

116

В короткий период службы футеровка сталевыпускного отверстия подвергается сильному механическому, химическому и термическому воздействию со стороны расплавленных стали и шлака. Поэтому материалы для закрытия отверстия должны быть высокоогнеупор­ ными и хорошо спекаться, чтобы препятствовать проходу распла­ вленной стали через отверстие до выпуска плавки. Одновременно с этим степень их спекания должна обеспечивать быструю разделку отверстия перед выпуском плавки из печи. При выборе материалов для закрытия и ремонта отверстия следует также учитывать про­ должительность операции восстановления кладки отверстия, кото-

Рис. 80. Схема сталевы­ пускного отверстия в различных состояниях:

а— нормальное; б — яма

вустье отверстия; в —

рая определяется сравнительно короткими (1,5—4,5 ч в зависимости от емкости печей) периодами завалки и прогрева шихты, в течение которых в печи отсутствует расплавленный металл.

Набивка сталевыпускного отверстия чаще всего осуществляется массой следующего состава: 50% молотого магнезитового порошка и 50% молотой высокохромистой руды с добавкой обезвоженной горячей каменноугольной смолы или 45% магнезита, 45% молотой хромистой руды и 10% огнеупорной глины. Приготовленную смесь замешивают на каменноугольной смоле или на горячей воде. Мас­ сой указанного состава набивают лещадь выпускного отверстия слоями 10—20 мм. Для придания отверстию необходимого уклона толщину слоя набивки постепенно уменьшают по направлению к желобу.

После набивки лещади в отверстие вставляют стальную трубу или деревянный круглый шаблон, имеющий форму усеченного ко­ нуса. После установки шаблона в отверстие со стороны желоба забрасывают небольшими порциями приготовленную хромомагнези­ товую смесь. Каждую порцию смеси тщательно трамбуют горячей трамбовкой до получения плотной массы. Со стороны печи в это же

117

время забрасывают в отверстие такую же массу. После окончания набивки и удаления шаблона приступают к ее сушке газовой горелкой, длительность сушки составляет 2—3 ч. Хорошо просушенное отвер­ стие перед плавкой заделывают магнезитовым порошком или (на печах небольшой емкости) хромистой рудой.

Заделка сталевыпускного отверстия происходит в три приема:

1)сушка (при помощи магнезитового порошка);

2)закрытие отверстия из печи;

3)закрытие отверстия со стороны выпускного желоба.

После снятия выпускного желоба первый и второй подручные устанавливают ограждение, закрывают защитные экраны и очищают отверстие по всей длине от комков шлака, чтобы дать возможность остаткам металла и шлака свободно стекать с подины печи. Затем в среднее завалочное окно подают железную руду с таким расчетом, чтобы расстояние от верхней кромки отверстия до кусков руды со­ ставляло 50— 100 мм. При этом первый подручный должен быстро удалять попадающие в отверстие куски руды, выталкивая их в печь. Такая рудная подстилка значительно облегчает последующую его разделку.

Отверстие со стороны печи заделывают забрасыванием мелкой влажной железной руды, которую в большегрузные печи подают завалочной машиной, а в малые — вручную. Поверх железной руды в отверстие забрасывают обожженный доломит или магнезитовый порошок. Последние, скатываясь, полностью перекрывают руду. Оставшееся после проведения этих операций короткое и широкое отверстие набивают магнезитовым порошком. Одновременно с этим продолжают просушивание отверстия со стороны выпускного же­ лоба. Для просушивания забрасываемые в отверстие зернистые материалы (магнезитовый порошок, обожженный доломит, иногда железная или хромитовая руда) перемешивают с остатками -металла и шлака с последующим удалением образовавшейся смеси в шлаковую чашу. Более быстрое и хорошее просушивание отверстия обеспечи­ вается струей сжатого воздуха или кислорода.

Отверстие со стороны выпускного желоба закрывают слегка увлаж­ ненным магнезитовым порошком, который подбивают трамбовкой и затем ставят пробку из молотой огнеупорной глины, препятствую­ щую высыпанию порошка из отверстия по мере его высыхания. На некоторых заводах пробку делают из смеси: 75% хромомагнезито­ вого порошка и 25% огнеупорной глины или из магнезитового по­ рошка с добавкой 10% глины. После закрытия отверстия подруч­ ные сталевара совместно с каменщиками исправляют кирпичную кладку, на которую опирается сталевыпускной желоб.

В последнее время предложено устройство для быстрого закры­ вания выпускного отверстия мартеновской печи. Оно состоит из длинной водоохлаждаемой трубы, внутри которой расположен шнек с воздушным приводом. Сыпучие материалы поступают из бункера. Бункер и шнек с приводом подвешены на кране. Устройство

118

подачи материалов в отверстие, совершает ударные колебания, направленные на уплотнение материала.

Разделка сталевыпускного отверстия. Специфика работы крупных мартеновских печей заключается в том, что сталевар и его подручные при разделке сталевыпускного отверстия не знают его состояния, так как (ввиду большой длительности плавки) оно перекрывалось рабочими другой смены. Только при длительности плавки менее 7 ч подручный может выполнить комплекс работ по перекрытию отвер­ стия и его разделке для выпуска плавки. Отмеченное обстоятельство вызывает необходимость тщательной сдачи и приемки смены первыми подручными сталевара. Первый подручный, принимая смену, дол­ жен осмотреть отверстие и сталевыпускной желоб, проверить наличие инструмента, необходимого для эксплуатации сталевыпускного отвер­ стия, узнать у сдающего смену о состоянии, размерах и других особенностях отверстия. Сдающий смену — первый подручный ста­ левара должен сообщить об отклонениях состояния отверстия от нормального, рассказать, какими материалами отверстие закрыва­ лось, как плотно оно набито, какова длина отверстия, как оно закрыто из печи, где расположена руда, каково состояние верха горловины отверстия и т. д. При сдаче-приемке смены первые подручные должны совместно решить, как следует разделывать данное сталевыпускное отверстие при выпуске плавки.

Принимающий смену первый подручный должен принять следую­ щий инструмент, необходимый для эксплуатации сталевыпускного отверстия:

1)небольшую пику или ломик для снятия пробки в канале отверстия;

2)набор кочерег (на ряде заводов их называют лапками) для удаления магнезитового порошка из канала отверстия (длина коче­ рег зависит от длины сталевыпускного отверстия);

3)две-три пики для пробивания спекшейся корочки заделочного

материала в горловине отверстия;

Профиль отверстия определяется прежде всего качеством его разделки, которую начинают снизу за 10— 15 мин до выпуска плавки по команде мастера. Отверстие разделывают в течение 8— 15 мин (на 900-т печах) в три приема:

1)снимают пробку из огнеупорной глины;

2)удаляют магнезитовый порошок;

3)разрушают спекшуюся корочку порошка в горловине отвер­

стия.

После снятия огнеупорной пробки края отверстия тщательно очищают от приварившихся кусков глины. Порошок, которым набито отверстие, удаляют небольшими порциями при помощи кочерег (лапок, которые поворачивают загнутым концом то «на себя», то «от себя»). Этим обеспечивается равномерное удаление материала по

119