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

Уход за головками мартеновских печей заключается в поддержании в нормальном рабочем состоянии газовых и воздушных пролетов вертикальных каналов и т. п. На газо­ вых печах особое внимание уделяется состоянию газового про­ лета.

Футеровка водоохлаждаемого кессона, или свод газового про­ лета, выполненный из термостойкого магнезитохромитового кир­ пича, в процессе эксплуатации разрушается в основном за счет скалывания кирпича. Отколовшиеся частицы, падая на лещадь пролета, приводят к образованию бугров, которые начинают ин­ тенсивно увеличиваться в размерах за счет оседания на них пы­ ли, уносимой отходящими дымовыми газами. Если бугор свое­ временно не уничтожить, то он ошлакуется и последующее уда­ ление его будет сопряжено со значительными трудностями. Буг­ ры приводят к повышению сопротивления движению газов, нарушению жесткости факела и другим нежелательным послед­ ствиям.

Зачастую в пролет попадает жидкий шлак, который, оседая на лещади, приводит к зарастанию ее и уменьшению сечения га­ зового пролета.

Иногда лещадь газового пролета выкладывают из динасового кирпича (например на Ревдинском заводе). В этом случае осе­ дающая плавильная пыль, состоящая в большей своей части из окислов железа и кальция (известковая пыль), разъедает ле­ щадь, образуя ямы и борозды. Легкоплавкие, насыщенные окис­ лами кремния соединения, стекая по наклонной лещади газового пролета, разъедают наварку поперечных откосов, образуя перед кессонами ямы. Ямы и борозды на лещади пролета и попереч­ ных откосах ухудшают организацию факела и приводят к мест­ ным износам главного свода.

Обнаруженные на лещади бугры, отложения плавильной пы­ ли, кирпичи и т. п. удаляют сдуванием при помощи кислорода, сжатого воздуха, сбиванием пиками, шомполами, длинными сеч­ ками, скребками и другими инструментами. Ямы забрасывают дробленым магнезитовым подовьем, порошком, дробленой или молотой хромитовой рудой, доломитом. Хромитовую руду и маг­ незитовый порошок предварительно увлажняют водой.

Для наблюдения и ухода за газовым пролетом удобно приме­ нение в торцевой стене специального водоохлаждаемого кессона с открывающейся дверцей.

Сечение воздушных пролетов изменяется значительно медлен­ нее газовых. На НТМК наблюдается преимущественный разгар передних воздушных перевалов и зарастание задних. Сгоревшие перевалы наращивают хромомагнезитовым кирпичом, а заросшие сбивают или сдувают сжатым водухом.

В целях ликвидации обезлички, улучшения контроля и повы­ шения ответственности за состояние газовых (и воздушных) про­ летов эти элементы закреплены за определенными бригадами

29

сталеваров. Осмотр сталеварами газовых пролетов производится согласно принятому на каждом заводе графику (табл. 4).

На некоторых предприятиях (НТМК, МК им. Серова) конт­ роль состояния газовых пролетов осуществляется в определенный день недели комиссией из квалифицированных специалистов. Результаты обследования фиксируются в специальном журнале.

7. Уход за регенеративными насадками

Работа мартеновских печей сопровождается интенсивным уносом пыли из рабочего пространства. Наиболее крупные фрак­ ции пыли отлагаются в шлаковиках, более мелкие уносятся га­ зами в регенеративные насадки и забивают каналы. Работа пе­ чи при этом значительно ухудшается. Особенной склонностью к зарастанию плавильной пылью обладают насадки из форстерито­ вого кирпича. При прохождении газа через насадки пыль, со­ держащая около 90% окислов железа и состоящая из зерен ве­ личиной 0—0,5 мм, отлагается на горизонтальных плоскостях кирпича в виде рыхлой массы. Через 100—120 плавок пыль на­ столько забивает насадку, что тяга резко ухудшается. Кроме то­ го, рыхлый слой окислов обладает плохой теплопроводностью и снижает регенеративные свойства кирпича.

На НТМК насадки очищают от пыли при помощи воды, пода­ ваемой под высоким давлением (8—10 ати), и сжатого воздуха (4,5—5 ати). Вода подается через трубу диаметром 36 мм. В тру­ бу вварено сопло (рис. 6). Для удобства работы у трубы имеют­ ся ручки и штуцер для присоединения шланга. Для ввода трубы через каждые три ряда насадки, выполненной вверху по системе Каупера, выкладывается один ряд по системе Сименса. Против этого ряда насадки в торцевых стенах регенераторов расположе­ ны гляделки, через которые внутрь насадок вводится труба. Промывку насадок начинают с нижнего ряда гляделок. Трубу продвигают вперед-назад, одновременно поворачивая ее вокруг продольной оси вправо и влево. При движении трубы вперед, струя воды направляется вверх, при движении назад—вниз. Что­ бы вода не попадала на свод регенератора при промывке верх-

30

Глава III

ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ РЕМОНТЫ ПОДИН

1. Основы теории формирования наварки

Согласно исследованиям А. С. Бережного, процесс образова­ ния монолита наварки обусловлен, в первую очередь, процессами диффузии. Окислы железа и марганца, обладающие при темпе­ ратурах наваривания чрезвычайно высокой жидкоподвижностью, постепенно диффундируют в кристаллы периклаза. При этом об­ разуется ряд огнеупорных твердых растворов с магнезией, в том числе магнезиоферрит. Одновременно с диффузией окислов мар­ ганца и железа происходит процесс растворения магнезии в жид­ ком расплаве с образованием магнезиоферрита MgO • Fe2O3, который, в свою очередь, образует твердый раствор с MgO. Кро­

зультате чего образуется магнезиовюстит. По мере образования высокоогнеупорных твердых растворов вязкость расплава сма­ чивающего зерна увеличивается, зерна периклаза теряют возмож­ ность взаимного перемещения и наварка уплотняется преимуще­ ственно за счет роста зерен периклаза. Промежутки между зернами заполняются магнезиоферритом и магнезиовюститом, со­ ставляющими, наряду с периклазом, тугоплавкую основу навар­ ки. Увеличение содержания SiO2 в шлаке или окалине приводит к увеличению содержания в наварке легкоплавких составляю­ щих, в частности мервинита, монтичеллита, что понижает общую огнеупорность наварки. По данным А. С. Бережного, новые маг­ незитовые наварки подин мартеновских печей имеют в среднем следующий минералогический состав:

32

Кроме того, в подине, наваренной с окалиной, был найден феррит, кальция (СаО)2 Fe2O3 с температурой плавления 1436°.

Механизм формирования наварки, выполненной одним тол­ стым слоем магнезитового порошка с полной заменой шлака окалиной, можно представить следующим образом. Расплавлен­ ная окалина, проникая в поры между зернами магнезита, всту­ пает во взаимодействие с периклазом и другими составляющими магнезитового порошка (CaO, SiO2). В избытке окислов образу­ ются ферриты кальция, монтичеллит, мервинит. Ферриты каль­ ция, обладая чрезвычайно высокой жидкоподвижностыо и сма­ чивающей способностью, благоприятствуют увеличению скорости процесса диффузии окислов в глубь зерен периклаза и быстрому росту зерен. При этом связывание зерен друг с другом обеспе­

расплаве низкоогнеупорных составляющих (монтичеллита, мерви­ нита и др.).

С образованием сравнительно тонкого, но механически проч­ ного и монолитного слоя сцементированных зерен периклаза до­ ступ окислов в глубь наварки становится затруднительным. По­ этому более глубинные слои порошка спекаются в условиях не­ достатка образующегося расплава, но обладают большей огне­ упорностью. Как показывают практические наблюдения, толщи­ на сцементированного слоя различна — от 10 до 60 мм и более. В более глубинные слои расплав проникает в таких малых коли­ чествах, что не может обеспечить достаточную диффузию окис­ лов в глубь зерен и связывание зерен друг с другом, поэтому с увеличением глубины слоя возрастает рыхлость порошка, и, на­ конец, внизу находится совершенно несвязанный магнезит. В пе­ риод первой-второй плавки в верхнем слое заканчивается рост зерен периклаза. При этом зерна растрескиваются, чему способ­ ствует неравномерная концентрация в них твердого раствора маг­ незиоферрита и магнезиовюстита, активная поверхность зерен увеличивается. Трещины заполняются ферритами кальция и железистосиликатным расплавом, способствующим росту зерен, вследствие чего границы между зернами периклаза вскоре исче­ зают. Возникает монолитный сросток с многочисленными тре­ щинами, по которым расплав окислов проникает в глубь навар­ ки. Эти же трещины служат причиной износа наварки (см. вы­ ше) . По мере износа верхних слоев открывается доступ для про­ никновения ферритов кальция в нижележащие слои наварки. Таким образом, фронт образования монолитного слоя переме­ щается вглубь, обеспечивая последовательное спекание магнези­ тового порошка по всей высоте слоя.

Из изложенного вытекает, что для улучшения стойкости и ускорения процесса наваривания должны быть проведены меро­ приятия, обеспечивающие наиболее благоприятные условия для протекания процессов диффузии, а также возможно полное уст-

ранение из наваренных материалов окислов кремния. К таким мероприятиям относятся:

а) повышение температуры процесса наваривания; б) применение для ошлакования окалины, способствующей

образованию легкоплавких жидкоподвижных расплавов, интен­ сифицирующих процессы смачивания и диффузии.

2. Подготовка к плановому ремонту подины

Подготовка к планово-профилактическому ремонту подины начинается с составления месячного графика ремонтов. При этом исходят из средней фактической стойкости подины между ре­ монтами.

На НТМК и некоторых крупнейших предприятиях намечен­ ные в месячном графике сроки ремонтов уточняются недельными графиками, так как стойкость подины каждой печи может изме­ няться в довольно широких пределах. Внимательно наблюдая за состоянием печи, хорошо зная возможности и квалификацию каждой бригады, старший мастер может в пределах одной не­ дели с достаточной точностью определить день остановки печи на ремонт подины. Как правило, назначенные в недельном графике сроки ремонтов строго выполняются.

На многих заводах ремонты подин планируются только в ме­ сячном графике, причем остановки печей на ремонт подины ис­ пользуются для ремонта кранового или другого оборудования, который может быть произведен только во время простоя печи. На таких предприятиях нередки случаи, когда для выполнения запланированного ремонта оборудования печь останавливают на ремонт при хорошем состоянии подины и, наоборот, печь экс­ плуатируют, несмотря на то, что подине ее срочно требуется ремонт.

Окончательное планирование ремонта производится накануне остановки печи. В суточном графике указывается номер печи, номер плавки, после которой будет произведен ремонт, и марка стали, которая должна быть выпущена до и после ремонта подины.

К запланированному сроку готовится заправочная машина, загруженная магнезитовым порошком, необходимое количество окалины, доломит и другие материалы. Если подсыпка магнези­ тового порошка производится при помощи мульд или вручную, то порошок в мульдах заранее доставляется на рабочую площад­ ку. Перед выпуском последней плавки проверяется надежность прикрепления шлангов к трубам и патрубкам воздухопроводов (кислородопроводов), наличие необходимого количества запас­ ных труб для очистки подины, кислородных трубок для обработ­ ки отверстия, наличие и исправность инструмента.

Для присоединения шлангов к воздушным или кислородным магистралям имеются специальные выводы (патрубки) с венти-

34

лями. На НТМК патрубки—тройники или двойники—устроены против среднего окна печи, под рабочей площадкой, в специаль­ ном люке. Подачу сжатого воздуха или кислорода регулирует один человек. На СМ3 и многих других заводах патрубки для сжатого воздуха выведены к головкам печей или к операторным помещениям, при этом вентили расположены далеко друг от дру­ га, что неудобно в работе.

3. Ремонт подины

Ремонт подины мартеновской печи может быть разделен на че­ тыре технологических периода, между которыми имеется доста­ точно отчетливая грань: 1) подготовка к очистке подины; 2) очи­ стка; 3) наваривание; 4) ошлакование вновь наваренных слоев.

Сопоставление основных показателей ремонтов подин, прове­ денных участниками межзаводской школы, представлено- в табл. 5.

Подготовка к очистке подины

Продолжительность подготовки к очистке подины от остатков металла и шлака определяется как промежуток времени между концом последней перед ремонтом плавки и началом собственно очистки. В первую очередь необходимо отметить, что на разных предприятиях по-разному понимают определение конца плавки. На МК им. Серова и Салдинском заводе конец плавки опреде­ ляется по времени снятия желоба, т. е. после схода из печи ме­ талла и части шлака. Таким образом, время выхода металла не включается в продолжительность периода подготовки к очистке, хотя подготовительные работы в это время ведутся. На осталь­ ных предприятиях окончанием плавки и, следовательно, началом подготовки к очистке служит момент появления металла в желобе.

Наибольшее влияние на продолжительность подготовительно­ го периода оказывает состояние подины и сталевыпускного от­ верстия, а-также принятая на данном предприятии организация и технология ремонтов подин.

До 1957 г. на НТМК после выпуска плавки приступали к травлению бугров и разжижению осевшего на подину шлака. Одновременно для того, чтобы использовать время простоя печи на травлении бугров и спуске остатков шлака, заднюю стенку и откосы заправляли при помощи заправочной машины. Это неиз­ бежно приводило к еще большему сгущению шлакометалличе­ ских остатков на подине и ухудшению условий ее очистки.

После отказа от заправки задней стенки и откосов во время схода металла и шлака, а также после внедрения новых методов ухода за подинами, изложенных выше (работа на жидкоподвиж­ ных шлаках, уничтожение бугров в период заправки и т. п.),

Таблица 5

Табл. 5 (продолжение)

25 мин. В то же время на МК им. Серова, где сохранилась прак­ тика травления бугров во время подготовительного периода, дли­ тельность последнего достигает 50—60 мин.

Подготовка к очистке подины на НТМК заключается в сле­ дующем. Как только уровень шлака опустится ниже металличе­ ских порогов, немедленно сдергивают насыпные пороги. Сталки­ вание ложных порогов в печь не допускается. Вслед за снятием порогов к печи подают состав с мульдами, груженными сыпучи­ ми материалами, предназначенными для завалки плавки после ремонта. В мульды вертикально устанавливают изогнутые сталь­ ные прутья, на которые опирают металлические листы, служа­ щие защитой от теплового излучения при очистке подины. Пос­ ле схода металла и шлака подину внимательно осматривают. При необходимости глубину обнижений замеряют крючком, но, как правило, этого не требуется, так как повседневный контроль за состоянием подины обеспечивает достаточно полное представ­ ление о глубине застоев, а также о местонахождении подлежа­ щих удалению бугров и других дефектов. Тепловой режим пе­ риода подготовки к очистке поддерживается таким же, как и во время междуплавочных заправок.

Очистка подины

Очистка подины перед навариванием ее магнезитовым по­ рошком заключается в удалении из печи остатков шлака и ме­ талла и отработанного, обедненного магнезией поверхностного слоя наварки.

Опыт крупнейших предприятий страны — КМК, ММК, НТМК, а также других заводов, подтвержденный исследованиями, пока­ зывает, что стойкость отремонтированной подины во многом опре­ деляется качеством и скоростью ее очистки: чем полнее и быст­ рее очищена подина, тем выше стойкость наварки. С увеличе­ нием продолжительности очистки подина охлаждается значитель­ но сильнее. Остатки металла, обезуглероживаясь, превращаются в тестообразную крицу или полностью замерзают, образуя скардовины. Это приводит к необходимости разогрева печи, расплав­ ления скардовины и вторичной очистки. Подина печи, находясь под длительным воздействием атмосферы печи, насыщается га­ зами, и глубина подлежащего удалению ослабленного поверхно­ стного 'Слоя увеличивается.

Очистка подины при помощи сжатого воздуха или кислорода связана не только с затратой значительных физических усилий, но и с необходимостью определенного навыка, так как при дав­ лении сжатого воздуха, особенно кислорода, 5 ати и более, воз­ никает значительная реактивная отдача. Для уменьшения отда­ чи конец трубы должен находиться на расстоянии 200—300 мм от поверхности шлака. С целью уменьшения разбрызгивания шла­ ка и металла струю воздуха или кислорода направляют в даль-

38