книги из ГПНТБ / Плотников Л.А. Огнеупоры в черной металлургии учеб. пособие для учащихся техникумов

Оптимальное количество порошка с размером зерен до 0,2 мм составляет 34—45%, а максимальный размер зерен магнезитового порошка 3 мм. Для текущего ре­ монта подин можно применять молотый магнезитовый порошок марок МПК и МПМ.

Необходимый профиль подины создается одним сло­ ем порошка, подаваемого в печь. После разравнивания нанесенный на подину слой молотого магнезитового порошка не прогревается и не ошлаковывается окали­ ной. Печь сразу же сдают под завалку. При этом перво­ начально происходит уплотнение сыпучего слоя под действием заваливаемой шихты. Затем порошок превращается в монолит, благодаря воздействию вы­ сокожелезистых расплавов, образующихся при кон­ такте шихты с поверхностью подины в процессе ста­ леварения.

В процессе плавления шихты насыщение магнезито­ вого порошка окислами железа протекает более интен­ сивно, в результате чего образование монолитного слоя происходит на большую глубину, чем при восстановлении подин обычным способом. При этом интенсифицируются процессы, способствующие образованию монолитной из­ носоустойчивой подины.

После холодных ремонтов создается по данному ме­ тоду необходимый профиль ванны и после полного разо­ грева печи до температуры свода 1650° С печь сдают под завалку без ошлаковки окалиной.

В результате обновленный общий слой подины в про­ цессе эксплуатации мартеновской печи срабатывается равномерно, а стойкость его доходит до 150—200 плавок, причем завалку шихты после наварки новых и ремонта старых подин осуществляют на слой подины, еще не сформовавшийся в монолит, т. е. пользуются методом совмещенной технологии процессов формирования поди­ ны и процессов сталеварения. Этот метод позволяет

печи можно изготавливать из сухого хромомагнези-

№

Износ подины протекал равномерно, без образования ям и застоев металла. Первый ремонт подины был вы­ полнен через 52 плавки, что значительно превышает стойкость наварных подин или подин, изготовленных методом послойной на­ бивки.

Применение подин с набивным верхним слоем позволяет в 1,5—2 раза увеличить стойкость поди­ ны до первого ремонта, резко улучшить условия труда обслуживающего персонала во время изго­ товления подины, в 8—10 раз снизить затраты ра­ бочего времени на профи­ лактические ремонты мар­ теновской печи.

30% фракции менее 0,1 мм иногда приводит к срыву наваренного слоя подины, изготовленной по методу совмещенной технологии, во время первых плавок, к образованию высокомагнезиальных шлаков (содер­ жащих до 25% MgO) и к другим существенным затрудне­ ниям, возникающим при выплавке стали. При этом слой из таких порошков легко деформируется при засыпке на него шихтовых материалов в период завалки. Для боль­ шегрузных и сверхмощных мартеновских печей однора­ зовая засыпка порошка и руды составляет в среднем 3,0 и 3,5 т. При этом на подине образуется рыхлый слой по­ рошка, в который железная руда или агломерат в про-

цессе плавки проникают на глубину до 150 мм, вызывая срыв наваренного слоя.

Глубина этого проникновения зависит от величины зерен магнезитового порошка.

Если куски руды и агломерата имеют различную мас­ су, но в среднем одинаковый размер, то глубина их про­ никновения в слой порошка пропорциональна величине их массы. Поэтому нормальное ведение плавки и изго­ товление рабочего слоя подин 250—900-г мартеновских печей без специального прогрева и шлакования окали­

мером 8 мм позволяет создать прочный слой, хорошо про­ тивостоящий ударам шихтовых материалов, заваливае­ мых на подину печи.

Наличие фракции <0, 1 мм (~15% ) позволяет со­ хранить достаточную подвижность порошка (облегчение процесса его разравнивания при заправке) и улучшить условия спекания под действием ферростатического дав­ ления жидкого металла при температурах плавки без специального прогрева и обработки этого слоя окалиной до начала завалки.

Применение таких магнезитовых порошков для ре­ монта подин мартеновских печей ММК и других метал­ лургических заводов позволило резко снизить простои печей (табл. 13).

82

Существует способ повышения устойчивости конструктивных эле­ ментов мартеновских печей, выполненных из огнеупорных изделий нанесением на них защитного слоя. Этот слой наносят на огнеупор­ ную кладку распыливанием специальных пластичных или полусухих огнеупорных масс при помощи торкрет-аппарата. Слой, образовав­ шийся на огнеупорной кладке, прочно с ней соединяется и защищает ее от действия агрессивных факторов, возникающих во время вы­ плавки стали. Износ конструктивных элементов мартеновской печи различен. Например, задняя стенка подвергается во время выплавки стали интенсивному износу, причем ее стойкость обычно не превы­ шает 180—200 плавок. Повысить стойкость задней стенки можно тор­ кретированием, без остановки печей с применением полусухих тор­ крет-масс или же пластичных торкрет-масс повышенной влажности. Составы этих масс приведены в гл. V I , § 3.

двуокиси циркония, стабилизированной окисью кальция,

Топливо и воздух поступают в рабочее пространство

мартеновской печи через головки. Через них же проис­ ходит удаление отходящих дымовых газов. Условия службы головок мартеновских печей сравнимы с усло­ виями службы главного свода. Поэтому для кладки го­ ловок обычно применяют те же огнеупорные изделия, что и для кладки главного свода.

При износе футеровки кессонов печь останавливают на горячий ремонт. Кессоны являются наиболее интен­ сивно изнашивающейся частью головки мартеновской печи, так как условия службы огнеупоров в этой зоне весьма сложны. Температурные колебания существуют в довольно широких пределах. Когда из плавильного пространства в кессон поступают газы, отходящие из рабочего пространства мартеновской печи, то их темпе­

В условиях переменного воздействия окислительной и вос­ становительной атмосфер происходит интенсивное насы­ щение огнеупорной кладки окислами железа и плавиль­ ной пылью с образованием при этом жидкого расплава. Рабочая зона кирпича, насыщенная этим расплавом, по­ степенно подвергается скалыванию, в результате кото­ рого происходит падение осколков кирпича с их после­ дующим привариванием к лещади газового пролета, что приводит к ухудшению аэродинамических свойств фа­ кела.

Наилучшими огнеупорными изделиями для футеровки кессонов современных интенсифицированных высоко­ производительных мартеновских печей являются периклазошпинелидные огнеупоры. Торцовые стенки верти­ кальных каналов обычно выкладывают из хромомагнезитового кирпича.

В мартеновских печах, верхнее строение которых выполнено из основных огнеупоров, происходит постепенное заполнение шлаковиков пылевидными продуктами разрушения основных огнеупоров в ре­ зультате их взаимодействия с плавильной пылью, а также шлаками, что приводит к ухудшению пылеотделения в шлаковиках и к интен­ сивному засорению насадки регенераторов.

Температура плавления пылевых отложений высока и достигает

84

роупорный бетон; 5 — шамот; 6 — динас

85

ются в плотный монолит вследствие спекания и кристаллизации шпинелидов, образующихся при высокой температуре в восстанови­

рушение кладки в местах опоры вертикальных каналов на свод и стены шлаковиков. Конструкция шлаковиков приведена на рис. 31. Во избежание сваривания шлака и для облегчения его удаления сте­ ны шлаковиков обычно выкладывают из хромомагнезитового кирпи­ ча, а своды выполняют в два оката: первый из магнезитохромитового кирпича, а второй из динаса.

В современных большегрузных мартеновских печах своды шла­ ковиков часто делают плоскими, выполняя их из термостойкого маг­ незитохромитового кирпича.

§ 2. О Г Н Е У П О Р Ы Д Л Я РЕГЕНЕРАТОРОВ М А Р Т Е Н О В С К И Х ПЕЧЕЙ

Воздух и газы из шлаковиков поступают в регенера­ торы, которые состоят из камеры, насадки и поднасадочного пространства. Температура дымовых газов, посту­ пающих в регенератор, равна ~ 1500° С. Дымовые газы, пройдя со средней скоростью ~0,3—0,5 м/сек через на­ садку, охлаждаются до ~500—600° С.

Поскольку температура газов, поступающих в реге­ нераторы, довольно высока, то в настоящее время очень часто свод и верхнюю половину кладки стен регенерато­ ров выполняют из динаса. В большегрузных мартенов­ ских печах для кладки сводов регенераторов применяют хромомагнезитовый кирпич. Возможно также применение высокоглиноземистого кирпича. Насадка представляет важнейший конструктивный элемент регенераторов мар­ теновских печей. К огнеупорам для насадок регенера­ торов мартеновских печей предъявляют следующие тре­ бования:

1) устойчивость к действию плавильной пыли при температуре службы насадки;

2) достаточную механическую прочность и терми­ ческую устойчивость в условиях службы;

3) по возможности повышенную теплопроводность и теплоемкость с целью улучшения условий теплообмена.

На стойкость насадок существенное влияние оказы­ вают:

1) наличие наибольшей поверхности теплообмена при данном объеме;

83

2)механическая устойчивость насадки, причем дав­ ление на кирпичи должно быть по возможности мини­ мальным;

3)наличие некоторой минимальной толщины насадочного кирпича, при которой насадка сохраняет свою механическую устойчивость и обладает наибольшей ак­ тивной массой при теплообмене.

Различные типы огнеупоров в насадке регенерато­ ров мартеновской печи обладают указанной ниже стойкостью.

Динас недостаточно стоек в верхних рядах насадки регенераторов вследствие интенсивного химического взаимодействия с оседающей плавильной пылью, а так­ же из-за малой вязкости образующихся расплавов с низкими температурами плавления и низкой термичес­ кой стойкости. Химическое взаимодействие динаса с плавильной пылью особенно сильно увеличивается в ус­ ловиях интенсифицированной работы цельноосновной мартеновской печи.

Форстеритовый кирпич является в этих условиях бо­ лее стойким, так как отличается специфической особен­ ностью всасывать из оседающей плавильной пыли легко­ плавкие соединения. При этом на поверхности кирпича остаются слабо приваривающиеся настыли, характери­ зуемые высокой температурой плавления, обычно значи­ тельно превышающей температуру нагревания верхних рядов насадки.

Служба форстеритового кирпича в насадке марте­ новских печей отличается следующими особенностями:

1. При насыщении форстеритового кирпича расплава­ ми, отсасываемыми из пылевых отложений, в рабочей зо­

с этим повышается также количество образующегося магнезиоферрита.

2.Рабочая часть форстеритового кирпича в результа­ те насыщения расплавами постепенно приобретает по­ ниженную огнеупорность и пористость. Строительная прочность при высоких температурах форстеритовой на­ садки также постепенно снижается.

3.При частых колебаниях температуры несколько снижается механическая прочность вследствие наруше­ ния структуры кирпича,

88

4. Интенсивность поглощения легкоплавких соедине­ ний из настылей, приваренных к насадке, зависит от ее типа и различна по высоте. В насадке Каупера интен­ сивное насыщение кирпича расплавами происходит лишь в верхнем ряду, тогда как в насадке Сименса (рис. 32), где каждый ряд имеет открытые горизонтальные пло­ скости, в значительной степени насыщаются расплавом кирпича 4—5 верхних рядов. Изменение степени насы­ щения форстеритового кирпича расплавами наиболее интенсивно происходит в первых рядах на­ садки.

сравнению с другими видами огнеупоров остаются сле­ дующие основные преимущества при применении в на­ садке регенераторов:

1) возможность повышения температуры нагрева на­ садок на 250—300° С по сравнению с динасом, что соот­ ветственно повышает температуру нагрева воздуха, спо­

3) возможность значительного уменьшения толщины насадочного кирпича без потери строительной прочности при выполнении ее по системе Каупера, так как износ форстеритового кирпича во время кампании печи не­ велик.

89