книги из ГПНТБ / Гермаидзе Г.Е. Уход за мартеновскими печами

вая кладка подвергается абразивному износу, который тем зна­ чительнее, чем хуже организован факел. Однако основной при­ чиной износа магнезитового кирпича является его малая термо­ стойкость, которая зависит от разности в степени термического расширения основных составляющих кирпича: периклаза, фор­ стерита и др. При завалке шихты, изменении направления пода­ чи топлива н воздуха и т. п. в печь засасывается значительное количество холодного воздуха, который, омывая столбики, вы­ зывает местные охлаждения кладки, способствуя растрескива­ нию и разрушению магнезитового кирпича.

Изношенные столбики восстанавливают подмазкой специаль­ но приготовленными массами, состав которых различен.

На НТМК для подмазки применяют массы двух составов: первый состоит из 95—90% сеяного магнезитового порошка и 5—10% молотой огнеупорной глины, второй — из 55% магнези­ тового порошка, 30% молотой хромитовой руды и 15% огне­ упорной глины. Массу замешивают водой и перелопачивают до получения тестообразного состояния.

На МК им. Серова в состав массы для подмазки столбиков входит 40% магнезитового порошка, 35% молотой хромитовой руды и 25% огнеупорной глины. На ВИЗе количество магнези­ тового порошка в массе сокращают до 10% при одновременном увеличении количества молотой хромитовой руды до 75—80%, в качестве связующей составляющей применяется гашеная из­ весть.

На СМ3 столбики подмазывают увлажненной молотой хроми­ товой рудой.

Заслуживает внимания состав массы из молотого хромомагне­ зитового половья (90%) и огнеупорной глины (10%).

На ВИЗе приготовление массы для подмазки механизирова­

Сюда же добавляют гашеную известь в виде раствора консистен­ ции жидкой сметаны. Внутри барабана вращается квадратный вал со специальными гнездами, в которые вставлены две штан­ ги, изогнутые по винтовой образующей. Вал приводится во> вра­ щение червячным редуктором от электродвигателя мощностью 16 кет, скорость вращения двигателя — 960 об/мин.. Скорость вра­ щения вала — 30 об/мин. Через 40—50 мин. хорошо перемешан­ ная масса (около 1,5 т) через специальное окно выгружается в мульду и доставляется к печи, где некоторое время вылежи­ вается. Установка снабжена приспособлением для электрообо­ грева массы в зимний период.

Необходимо отметить, что приготовлению масс для подмазки столбиков на заводах должного внимания не уделяется. Грану­ лометрический состав масс случаен и не контролируется. Этим, а также отсутствием точно установленной и соблюдаемой про­ порции между компонентами массы объясняется низкая стой-

■кость 'подмазанных участков (зачастую масса отваливается вско­ ре после подмазки).

Для улучшения качества масс необходимо на каждом заводе централизовать их изготовление с механизацией и точным со­ блюдением пропорционирования и гранулометрического состава. Лучшей в этом случае, по-видимому, будет масса, составленная из молотого хромомагнезитового подобья.

На НТМ.К подмазка столбиков производится в конце прогре­ ва шихты перед сливом чугуна или в конце доводки. В случае значительного износа столбиков последние выкладывают заново во время горячего ремонта печи.

На Салдинском заводе столбики подмазывают в конце плав­ ления, на всех остальных предприятиях — сразу же после завал­ ки чугуна, пока печь еще не разогрелась.

В случае сильного прогара столбиков в верхней части по­ врежденную кладку обрушивают до образования ровной площад­ ки из целого кирпича. Затем столбики выкладывают хромомагне­ зитовым кирпичом на густой хромистой массе или всухую, с последующей обмазкой массой.

Для повышения стойкости столбиков необходимо вниматель­ ное отношение к процессу завалки, так как часто причиной по­ вреждения и разрушения столбиков является небрежная завал­ ка, при которой завалочной машиной нарушается целостность кладки столбиков. Иногда столбики разрушаются при падении на них тяжеловесных кусков шихты.

5. Уход за сталевыпускным отверстием

Содержание сталевыпускного отверстия в нормальном состоя­ нии во многом определяет стойкость подины, качество металла, производительность и безаварийную работу печи. В процессе службы печи форма и размеры отверстия претерпевают значи­ тельные изменения. Основной причиной разрушения отверстия яв­ ляется размывание его потоком металла и шлака. Стойкость про­ тив размывания зависит прежде всего от формы и состояния от­ верстия, материала и качества набивки. В случае образования в отверстии бугров, ям или других дефектов скорость размывания увеличивается. Поэтому уход за сталевыпускным отверстием за­ ключается в обеспечении удовлетворительного профиля путем правильной разделки и заделки, а также своевременного исправ­ ления образующихся дефектов.

Разделка отверстия

К разделке приступают только по команде мастера. Вначале короткой пикой взрыхляют глиняную пробку, после чего «лап­ кой» или трамбовкой выгребают заделочный материал. Во из­ бежание образования в отверстии бугров или пережимов заде-

20

лочный материал необходимо тщательно удалять по всему се­

чению отверстия.

Заделочный материал выгребают, поворачивая лапку загну­ тым концом то «на себя», то «от себя». Этим обеспечивается равномерное удаление материала по всему сечению отверстия. Если лапку держать только в одном положении («на себя» или «от себя»), то возможна односторонняя разделка и зарастание стенок отверстия с последующим его искривлением.

Отверстие разделывают до появления ярко-желтых пятен, свидетельствующих о близости расплавленного металла, однако иногда такие признаки могут отсутствовать. В этом случае для замера длины разделанного участка отверстия, помимо ориенти­ ровочного определения «на глаз», применяются клюшки с по­ метками или специальные мерки с делениями.

Окончательная пробивка отверстия (пуск плавки) производит­ ся длинной клюшкой, пикой, ломиком или с помощью кислоро­ да. Правильно закрытое отверстие легко пробивается клюшкой. Если при ударе клюшкой или пикой слышится глухой звук и инструмент при этом слегка застревает в отверстии, а после из­ влечения его из отверстия металл не выходит из печи, то это может служить одним из признаков недостаточно полной раз­ делки. В этом случае наиболее опытные подручные производят дополнительную разделку отверстия. Пуск плавки при непол­ ностью разделанном отверстии, помимо больших физических уси­ лий со стороны бригады, приводит к нарушению технологии плав­ ки, непопаданию в заданный химический анализ, длительному выходу металла из печи тонкой струей или даже к заморажива­ нию отверстия, зарастанию его и другим нежелательным послед­ ствиям.

Если при ударе клюшкой или пикой слышится звонкий звук, инструмент вибрирует и отскакивает, то это может служить при­ знаком загоревшего или «замороженного» отверстия. В этом слу­ чае выпуск плавки осуществляют с помощью ломиков или кис­ лорода. При выпуске плавок с помощью кислорода конец кис­ лородной трубки (диаметр трубки — 3/8") нагревают до красно­ го свечения. Затем осторожно пускают кислород. После зажига­ ния трубки, что характеризуется появлением на конце ее яркого свечения и снопика искр, трубку вводят в отверстие. Для интен­ сификации прожигания загоревшей заделочной массы в отвер­ стие забрасывают 1—2 лопаты мелкой окалины, чугунной струж­ ки или алюминия. Заброска алюминия не рекомендуется, так как, помимо опасности ожогов (брызги горящего алюминия имеют вы­ сокую температуру), портится отверстие. При прожигании на­ блюдение за положением конца трубки в отверстии затруднено из-за брызг и бурого дыма, поэтому возможно неправильное про­ жигание загоревшей заделочной массы (по верху, в бок, в по­ дину) . Прожигание следует вести, по возможности, на большой площади заделки кругообразным движением трубки. При

21

этом трубка должна быть прижата к загоревшей заделочной массе.

На НТМК коммуникации кислорода подведены к задней пло­ щадке печей, что очень удобно в работе, в то время как на остальных предприятиях кислород доставляется в баллонах на носилках, зачастую с весьма отдаленных пунктов. Поэтому при загорании отверстия, прежде чем использовать кислород, неред­ ко прибегают к разделке при помощи ломиков. Ломик наставля­ ют в нижнюю часть загоревшей заделки и забивают ударами ку-

///////А Шамотный кирпич

Рис. 3. Схема удаления лома из отверстия:

/ — ключ; 2—клин; 3 — лом; 4 — кожух желоба.

валды. Для обеспечения безопасности персонала от возможного удара кувалдой или внезапного выброса факела пламени и ме­ талла конец ломика поддерживают ручкой короткой пики или специальной державкой. Если после удара кувалдой лом легко входит в заделку, это является признаком того, что загоревшая заделка пробита. В большинстве случаев после удаления лома металл из печи выходит тонкой струей и требуется дополнитель­ ная пробивка отверстия длинным шомполом со стороны печи. Для обеспечения возможно более широкой разделки обычно за­ бивают два лома, причем лом, забитый первым, служит направ­ ляющим для второго. Удаление лома из отверстия производит­ ся, как правило, с большим трудом, так как жидкий металл,

22

проникая между пробитой заделанной массой и ломом, засты­ вает, задерживая его в массе. Для облегчения удаления лома применяется несложное приспособление. На 'Конец лома 3 наде­ вают ключ 1, который держит один из подручных (рис. 3). Со сто­ роны печи в зазор между ломом и гнездом ключа вставляют клин 2, после чего ударами кувалды по клину лом легко удаля­ ют из отверстия. Стрелкой показано направление ударов.

Заделка отверстия

После выпуска плавки через отверстие некоторое время про­ должает вытекать шлак, в котором нередко встречаются круп­ ные куски доломита, нерастворившейся извести, сорванной на­ варки и т. д. Такие куски, оседая на лещади отверстия, прива­ риваются к ней, вызывая нарушение формы отверстия и другие нежелательные последствия. Поэтому подручный должен внима­ тельно наблюдать за сходом шлака. Куски продергивают вместе со шлаком при помощи клюшки или трамбовки или отталкива­ ют от отверстия в печь. Если в отверстие, через которое стекает шлак, попадает заправочный материал, его ни в коем случае нельзя выгребать «на себя», так как отверстие может быть «за­ мазано». В этом случае отверстие продувают со стороны жело­ ба, или заправочный материал, перемешанный со шлаком, вытал­ кивают в печь. Если перед отверстием или на лещади его имеет­ ся бугор или порог, то его удаляют при помощи кислорода, тра­ вят или сбивают шомполом. Затем приступают к сушке отвер­ стия. Для этого со. стороны желоба и одновременно через окно печи бросают несколько лопат отработанного мелкого магнези­ тового порошка или сухой хромитовой руды1. В целях предохра­ нения отверстия от затекания в него шлака небольшое количе­ ство магнезитового порошка бросают правее и левее отверстия, а иногда и перед отверстием. Заброшенный в отверстие магнезит или хромит перемешивают при помощи крючка (клюшки) с на­ ходящимися в отверстии металлом и шлаком по всей длине, на­ чиная от горловины, и удаляют из отверстия.

При сушке отверстия необходимо следить за тем, чтобы за­ правочный материал, по возможности, не выталкивать в печь, так как перед отверстием может образоваться бугор. Тепловая на­ грузка при сушке отверстия должна быть несколько понижена, чтобы предотвратить перегрев и оползание наварки и связанное с этим заплывание отверстия.

Если сушка отверстия на всех заводах ведется более или ме­ нее одинаково, то методы заделки отверстия разнообразны.

Наиболее распространенными материалами для заделки от­ верстия являются магнезитовый порошок и молотая хромитовая руда.

1 Хорошие результаты дает применение для сушки отверстия мелкой чистой железной руды.

23

Магнезитовый порошок применяется в основном для заделки сталевыпускного отверстия большегрузных мартеновских печей в виде порошка обычного гранулометрического состава и в виде отсеянных мелких фракций. Опыт работы передовых предприя­

требуются большие усилия. Зернистый порошок обычного гра­ нулометрического состава обладает весьма хорошей сыпучестью, что облегчает его удаление из отверстия при разделке. Крупно­ зернистый порошок по сравнению с отсевом и мелкозернистым спекается на большую глубину, т. е. образует более толстую ко­ рочку, что затрудняет окончательную пробивку корки с целью выпуска металла. Лучшим для заделки отверстия является мел­ козернистый магнезитовый порошок (но не отсев).

Сталевыпускное отверстие печей малого и, отчасти, среднего тоннажа (до 150 т) заделывают молотой хромитовой рудой.

Основным достоинством хромитовой руды следует считать сравнительно незначительную спекаемость ее, что обеспечивает при надежной заделке отверстия достаточно быструю пробивку корки длй выпуска плавки.

Недостатком хромитовой руды в качестве заделочного мате­ риала следует считать ее способность резко увеличивать спекае­ мость заделочной массы при смешивании с магнезитовым порош­ ком, что нередко случается при заправке и заброске отверстия. В этом случае образуется весьма плотная и прочная корка, что иногда ведет к задержкам с выпуском плавок, так как пробивка такой корки сопряжена с большими трудностями, чем в случае заделки отверстия отдельно хромитовой рудой или магнезитовым порошком. Кроме того, хромитовая руда в большей мере, чем магнезитовый порошок, спрессовывается в отверстии, затрудняя удаление заделочного материала при разделке и приводя к ис­ кажению формы отверстия.

На большегрузных печах НТМК заделку отверстия произво­ дят следующим образом. На горловину отверстия дают мульду руды или агломерата, затем на отверстие вручную забрасывают магнезитовый порошок. Одновременно с задней стороны печи за­ брасывают слегка увлажненный магнезит, который при помощи трамбовки подбивают навстречу порошку, забра­ сываемому сталеваром. Таким образом создается плотная пере­ мычка, которая впоследствии сваривается и удерживает жидкий металл. Слабо подбитый или излишне влажный материал может в процессе плавки дать усадку.

Правильная заделка отверстия во многом способствует нор­ мальной разделке его по всему сечению. Из схемы, приведенной на рис. 4, а, видно, что при разделке одновременно по всему се­ чению закрытого на руду отверстия пуск плавки может быть легко осуществлен пробивкой корочки в нижней части отверстия.

24

Пунктиром (/—/) обозначена ориентировочная граница раздел­ ки, при достижении которой возможен выход металла из печи. Если отверстие закрыто без применения руды, то перед пуском плавки в нижней части отверстия остается некоторое количество заделочного материала (рис. 4, б), в то время как корочка в верхней части оказывается настолько тонкой, что легко проби­ вается. За счет оставшегося неудаленным материала в горлови­ не отверстия может образоваться бугор.

После заброски горловины приступают к обработке стенок и лещади отверстия. После каждой выпущенной плавки, особенно спокойных марок стали, лещадь отверстия покрывается короч­ кой шлака, в связи с чем уровень лещади по отношению к подине

бугры и т. п. Обработка отверстия заключается в том, что его разбивают при помощи пневматических молотков, понижая ле­ щадь и срубая бугры. Ямы на лещади и стенках отверстия под­ мазывают массой, состоящей из 90% сеяного магнезитового по­ рошка и 10% огнеупорной глины. Затем приступают к оконча­ тельной заделке слегка увлажненным магнезитовым порошком с тщательной подбивкой его под верх отверстия. На выходе отвер­ стия (со стороны желоба) ставят пробку из огнеупорной глины.

На большинстве заводов, особенно на печах малого и сред­ него тоннажа, заделку производят молотой хромитовой рудой. На горловину забрасывают влажную массу из хромитовой руды (количество массы определяется в зависимости от состояния

25.

отверстия), а сверху-—магнезитовый порошок или порошок впе­ ремежку с сырым доломитом.

На МК им. Серова во избежание приваривания магнезитово­ го порошка к подине в горловину отверстия бросают 2—3 лопа­ ты доломита. После перекрытия хромитовой -рудой и подмазки отверстие заполняют магнезитовым порошком (на некоторых за­ водах все отверстие заполняют хромитовой рудой). Подмазка лещади отверстия осуществляется массой состава, аналогичного составу масс для набивки отверстия.

^ЯЛОгнеупорнаа пробка

Рис. 5. Исправление оборванного отверстия при помощи на­ варивания на трубу.

Особо следует остановиться на способах исправления и за­ делки оборванного короткого и широкого отверстия. На НТМК на горловину отверстия забрасывают железную руду и сверху — 2—3 слоя магнезитового порошка, каждый из которых шлакуют окалиной. Если отверстие короткое, но не оборванное, то его заделывают без руды. В случае необходимости отверстие наби­ вают на трубу или чурбан. На рис. 5 приведена схема исправле­

рудой, исправление оборванного отверстия производится следую­ щим образом. Горловину отверстия забрасывают влажной хро-

•26

митовой рудой. Затем на низ отверстия набрасывают сырой дроб­ леный доломит, а заднюю стенку над отверстием и верхнюю его часть забрасывают магнезитовым порошком, замешанным на ма­ зуте (мадера). Таким образом, доломит как бы поддерживает от осыпания мадеру, которая быстро спекается.

По мнению В. А. Дементьева [3], в результате возгонки и вы­ горания летучих составляющих смолы или мазута зерна магне­ зитового порошка оказываются сцементированными между собой

капиллярная сетка, еще больше упрочняющая связь между зер­ нами магнезита.

В практике цехов, работающих с применением в качестве заделочного материала молотой хромитовой руды, нередки случаи, когда отверстие оказывается сильно оборванным, а запас под­ готовленной для заделки отверстия массы не обеспечивает пол­ ной заброски горловины. В этом случае количество доломита для заброски отверстия увеличивают, а в середине длины отверстия ставят вторую пробку. Сравнительно низкоогнеупорный и круп­ ный доломит легко прогревается и спекается на большую глу­ бину, что в значительной мере затрудняет выпуск плавки. Кро­ ме того, иногда при разделке спекшаяся корка доломита разру­ шается сразу на большой площади, что приводит к неожиданно­ му выбросу факела из отверстия и ожогам людей, поэтому заделка отверстия доломитом не рекомендуется.

6. Уход за сводом и головками печи

На стойкость магнезитохромитового свода в основном влияют следующие факторы: а) количество сводового кирпича; б) темпе­ ратурный режим свода; в) конструкция свода; г) аэродинамика факела в рабочем пространстве; д) характер атмосферы газовой среды в рабочем пространстве печи.

Если качество сводового кирпича и конструкция свода не за­ висят от сталевара, то на аэродинамику факела, характер атмос­ феры в рабочем пространстве и температурный режим работы свода сталевар может влиять на каждой плавке. Поэтому уход за сводом заключается в создании таких условий службы кир­ пича, которые обеспечивают наибольшую стойкость свода. Зна­ ние причин износа позволяет сталевару предотвращать возник­ новение этих причин, увеличивая тем самым стойкость свода.

В процессе работы магнезитохромитовый кирпич насыщает­ ся окислами-реагентами плавильного пространства с понижением огнеупорности отдельных составляющих, кирпича. И. П. Басьяс [4] установил, что при температурах до 1680—1700° рабочие зо­ ны кирпича предельно насыщаются лишь после 150 плавок, а

27

при температурах более 1700—1750° — после 50—70 'плавок. По­ вышение температуры свода до 1780° и более приводит к вытека­ нию силикатного расплава из кирпича с образованием неболь­ ших сосулек.

Основным видом износа свода является шелушение и ска­ лывание кирпича.

Шелушение свода заключается в отрыве тонких пластинок от рабочей поверхности сводового кирпича. Причиной шелушения является значительное размягчение насыщенного окислами желе­ за рабочего слоя кирпича и низкая его термостойкость при тем­ пературе ниже 1450°. При этом на расстоянии 5—15 мм от ра­ бочей поверхности появляются термические трещины. Там же находятся скопления пустот, получающихся при вытекании из кирпича силикатного расплава (типа монтичеллита и форстери­ та). Постепенно трещины и пустоты развиваются и приводят к отслаиванию и падению пластинок кирпича.

Значительное охлаждение свода при быстром понижении тем­ пературы вызывает образование крупных сколов, являющихся следствием растрескивания кирпича на границе зон с различным термическим охлаждением.

Исходя из изложенного, уход за сводом заключается в со­ блюдении следующих основных правил работы:

1. Полное сжигание топлива с обеспечением необходимого из­ бытка воздуха для создания более окислительной атмосферы в печи. Это ограничивает возможность развития восстановитель­ ных реакций в кирпиче, происходящих с объемными изменения­ ми отдельных составляющих кирпича.

2.Недопущение снижения температуры свода ниже 1450° ре­ гулированием скорости завалки и перегрева свода свыше 1750° регулированием тепловой нагрузки.

3.Правильная организация очистки подины в период запра­ вок печей или ремонтов подин (см. ниже); практикующаяся на некоторых заводах очистка подин в 2—3 приема крайне губи­

тельно отражается на стойкости свода.

4. Регулярная обдувка свода от отложений пыли, препятст­ вующей естественному охлаждению системы подвесок. Для об­ дувки над сводами прокладывают специальные трубы с отрост­ ками, к которым присоединяют шланг с трубкой-наконечником длиной 2—3 м. Для обдувки рекомендуется иметь легкий шланг. Обдувка свода должна производиться после заливки чугуна (после завалки чугуна при скрап-процессе) не реже одного ра­ за в сутки. Лучше всего обдувку производить на каждой плавке. В случае более редкой обдувки скапливается много пыли, что, помимо понижения стойкости свода, резко ухудшает условия ра­ боты подручных сталеваров при обдувке.

Стойкость свода в значительной степени зависит от стойкости головок печей, состояние которых определяет аэродинамику фа­ кела и отходящих газов.

28