книги из ГПНТБ / Шотин В.С. Повышение стойкости футеровки мартеновских печей из опыта работы Челябинского металлургического завода

дальнейшем нормальное проведение технологического процесса на каждой плавке. Длительность этого периода определяется не только состоянием подины и откосов пе­ чи после выпуска плавки, но и правильной организацией труда бригады сталеваров и параллельным выполнением отдельных операций.

Представленный на рис. 1 фотохронометражный гра­ фик заправки печей передовыми бригадами сталеваров показывает, что еще до полного схода металла обеспечи­ вается почти полная проброска шлакового пояса откосов магнезитовым порошком вручную. Для ускорения этой операции привлекаются свободные в данный момент под­ ручные с других печей, а также специальная бригада заправщиков. При ручной заправке применяется кольце­ вая организация движения рабочих друг за другом с та­ ким расчетом, что когда один из них забрасывает магне­ зитовый порошок, другой уже стоит за ним с полной ло­ патой.

После выпуска плавки в ковш (при нормальной раз­ делке сталевыпускного отверстия — обычно через 10—11 минут с момента появления металла в желобе) вместе со сталеваром осматриваем печь, а при необходимости бы­ стро организуем выдувку шлакометаллических остатков из отдельных обнижений и ям кислородом или сжатым воздухом.

Трубы со шлангами до недавнего времени соединя­ лись на резьбе. Во время очистки труба разогревалась и заклинивала соединение, при этом замена деформирован­ ной трубы требовала специального инструмента и зна­ чительного количества времени (зачастую 5—10 минут). Применение несложного соединения (рис. 2) позволяет осуществлять замену труб за 0,5—1 минуту и тем самым сокращает общую длительность заправки и улучшает ка­ чество очистки подины печей.

10

Очистка подины кислородом (или сжатым воздухом) связана не только с затратой значительных физических усилий, но и с необходимостью определенного навыка, так как при давлении газов свыше 5 ати возникает зна­ чительная реактивная отдача. Для уменьшения отдачи

после чего, а иногда и одновременно, выдуваются одной

трубой через отверстие.

Применение для очистки подины кислорода позволяет не только выдувать металл, но и сжигать его. При этом развивается высокая температура и шлак становится жидкоподвижным, что также способствует более полному и легкому его удалению. Во время очистки кислородом легко срезаются все бугры и другие неровности на по­ дине.

12

При использовании для очистки подин обычных же­ лезных труб подача топлива в печь, как правило, прекра­ щалась совсем из-за быстрой их деформации и сгорания. Применение для этой цели труб из жаропрочных сталей позволяет почти полностью избежать затраты времени на систематическое их охлаждение и правку, а также замену.

При нормальном состоянии подины и четкой органи­ зации ручной заправки откосов на 14 минуте через сред­ нее окно заваливается Г мульда агломерата и закрыва­ ется сталевыпускное отверстие увлажненным магнезито­ вым порошком. После этого при пониженной подаче воздуха производится заправка задней стенки и откосов молотым доломитом с помощью заправочной машины ленточного типа, передвигающейся по рельсам вдоль фронта печей (2 машины на 6 печей). При заправке боко­ вых и передних стенок для изменения траектории полета материалов используется отражательная ложка. Через 26—28 минут печь обычно готова к завалке шихты.

Длительность всей операции заметно сокращается в цехе благодаря предварительной (в течение 5—8 минут) заправке задних стенок выше уровня шлака доломитом еще в период кипения ванны.

Необходимо отметить, что в связи с улучшением со­ стояния подины в последнее время продолжительность заправки печей заметно сократилась. Если еще два-три года назад эта операция продолжалась зачастую 35—45 минут и даже больше, то в 1964 году она занимала уже в среднем 29 минут. За пять месяцев 1965 года длитель­ ность заправки уменьшилась до 24 минут (нормативная продолжительность 27 минут), а на печах № 1 и № 3 первого блока — соответственно 22 и 23 минуты. Сейчас уже реально можно ставить задачу сокращения этой опе­ рации на всех печах цеха до 20 минут и даже меньше при обеспечении цеха обожженным доломитом.

13

Особенностью рассматриваемого периода является не­ обходимость хорошего осмотра печи и качественной ее заправки. Это вынуждает снижать тепловую нагрузку и давление в печи, вызывая подстуживание подины и на­ садок регенераторов. В результате, как показывает ана­ лиз результатов работы Нижне-Тагильского и Кузнецко­ го металлургических комбинатов, удлинение заправки ведет к втрое большему удлинению всей плавки. Поэтому потеря на этой операции только 10 минут удлиняет всю плавку на целых полчаса, наверстать которые в дальней­ шем очень трудно.

Как показало исследование работы мартеновского це­ ха одного из южных заводов, проводившееся с примене­ нием методов математической статистики, зависимость продолжительности плавки от длительности отдельных ее периодов выражается следующей формулой:

завалки, прогрева, плавления и доводки, час. Сокращение заправки на единицу времени сокращает

продолжительность плавки на этом заводе на 1,1 едини­ цы, а завалки — даже на 1,3 единицы. Понятно поэтому, что сокращение этих периодов в результате более рацио­ нальной организации труда — важный резерв повышения производительности печей и снижения себестоимости стали.

2.Поиски путей повышения стойкости подины

Подина является наиболее ответственной частью мар­ теновской печи, работающей в условиях высоких и пе­ ременных температур, физико-химического воздействия

14

жидкого металла и шлака, а также значительных дина­ мических и статических нагрузок.

Состояние подины, особенно ее верхнего рабочего слоя, определяет надежность работы печи, существенно влияет на ее производительность и качество выплавляе­ мого металла. Однако, несмотря на исключительную важность исследования процессов формирования и служ­ бы рабочего слоя подины, длительное время не прида­ валось должного значения рациональному подбору зернового и химического состава исходных материалов.

Еще несколько лет назад среди металлургов бытова­ ло мнение о необходимости применения крупнозернистых огнеупорных материалов для наварки или ремонта поди­ ны мартеновских печей. Для наварки подин на всех металлургических заводах применяли смесь магне­ зитового порошка с размером зерен 2—8 мм и значи­ тельного количества флюсующей добавки мартеновского шлака.

Наваривание подины производилось тонкими слоями, в соответствии с существовавшим в течение длительного времени глубоко укоренившимся представлением, по которому должна быть тщательно проварена вся масса магнезита, образующая толщу подины. На это уходило обычно от 100 до 140 часов и более. В дальнейшем прак­ тикой эксплуатации таких подин было установлено вред­ ное влияние на их стойкость отдельных компонентов шлака, в особенности кремнезема.

В дальнейшем, по опыту Кузнецкого комбината, в ка­ честве спекающей добавки стали использовать более чи­ стую по сравнению со шлаком прокатную окалину. Одно­ временно с этим отказались и от многослойных наварок (6—12 слоев и более), ошлакование которых затягивало простои печей и требовало значительных затрат тяжело­ го физического труда. Длительность наварки подин со­

15

кратилась при этом в три-четыре раза. Еще более пер­ спективными оказались результаты исследований и прак­ тики создания и ремонта подин мартеновских печей в по­ следние годы, приведшие к полному отказу от применения флюсующих добавок и крупнозернистых материалов.

На Челябинском металлургическом заводе, начиная с 1960 года, проводилась работа по установлению опти­ мального химического и гранулометрического состава магнезитовых порошков. Уже на первом ее этапе было

установлено, что:

а) по сроку службы и продолжительности ремонта подин лучшие показатели получаются при применении не порошка МПК, а более мелких — МПМ, МПЭГ1, МПМЗ (табл. 3), обеспечивающих хорошую спекаемость и более плотную укладку зерен;

б) химический состав магнезитового порошка при ко­ лебаниях содержания MgO в пределах 78—92% и СаО— 5—12,5% практически не оказывает влияния на стой­

кость подин.

До 1961 года наварка новой подины производилась магнезитовым порошком марки МПЭ («Экстра») в три слоя с последующими прогревами и ошлакованием про­ катной окалиной. Наименьшая продолжительность этой операции составляла 28 часов. Ремонт подины произво­ дился в течение 5—7 часов подсыпкой в два слоя круп­ ного порошка марки МПК. Применение же более мелко­ го магнезитового порошка и засыпка его одним слоем позволили производить наварку подины уже за 8—12 ча­ сов, а ее ремонт за 5—5,5 часа и тем самым снизить про­ стои мартеновских печей в 1961 году в среднем по цеху на 1,65%. Это было уже серьезным достижением.

Аналогичные исследования и опыты проводились в эти же годы на Серовском, Нижне-Тагильском, Кузнец­ ком и Магнитогорском металлургических комбинатах.

16

3.Применение хромомагне­ зитового порошка

Хромомагнезитовый порошок («бетон») мы начали применять в цехе во второй половине 1962 года. Однако первоначальные результаты оказались неудовлетвори­

тельными.

В апреле 1962 года мой товарищ по работе, старший мастер второго блока печей Василий Филиппович Кропа­ чев участвовал в межзаводской школе металлургов Ура­ ла и Сибири по изучению передового опыта создания и ремонта подин мартеновских печей. Вернувшись из поезд­ ки, он поделился со мной некоторыми «секретами» ис­ пользования при ремонтах рабочего слоя подины хромо­ магнезитового порошка Саткинского завода «Магнезит», которым мы раньше не уделяли должного внимания. Гранулометрический его состав (80—85% фракции ме­ нее 2 мм) был подходящим, а вот химический состав вы­ зывал опасения из-за пониженного содержания магнезии и повышенного содержания окиси хрома. Решили про­

верить.

Вначале порошок, содержащий 25—27% Сг20 3; 47— 52% MgO; 1,0-1,9% CaO; 3,7-4,9%_ Si02; 8,3-11,0% Fe20 3; 8,2—10,0% А120 3 + ТЮ2, применили для набивки сталевыпускных отверстий и подсыпки наиболее изно­ шенных участков подины, а затем и для профилактиче­

ских ее ремонтов.

После выдувки кислородом шлакометаллических ос­ татков и подсыпки отдельных ям и обнижений по всей площади ванны дали выравнивающий слой порошка. Пос­ ле окончания этой операции откосы печи заправили маг­ незитовым порошком и спустя 1,5 часа прогрева ошла­ ковали подину прокатной окалиной.

Внедрение этого мероприятия позволило сократить

18

продолжительность ремонтов подин мартеновских печей цеха в среднем с 5 час. 13 мин. до 4 час., а срок ее служ­ бы увеличить с 20 до 21 плавки. Не оказала никакого от­ рицательного влияния наварка рабочего слоя подины и на ход плавок (табл. 4).

Однако, хотя продолжительность простоев агрегатов на ремонтах подин сократилась в итоге на 0,31%, мы пришли к выводу, что более перспективным является при­ менение тонкомолотого магнезитового порошка.

4.Новая технология формирования подин

Дальнейшее совершенствование технологии ремонта подин в 1963 году шло по пути:

а) выдувки остатков металла и шлака из застоев по­ дины через второе, третье и четвертое окна;

б) частичного совмещения шлакования наварного слоя с прогревом его после подсыпки.

Эти, на первый взгляд, незначительные изменения поз­

79