книги из ГПНТБ / Шотин В.С. Повышение стойкости футеровки мартеновских печей из опыта работы Челябинского металлургического завода
.pdfволили сократить продолжительность ремонтов подин еще в среднем на 25 минут.
Одновременно (с мая 1963 года) проводили работу по набивке подин во время холодного ремонта печей. По сле выпуска плавки, предшествовавшей остановке печи, подину тщательно выдували от шлакометаллических остатков. По окончании ремонта верха печи подину очи щали от мусора и обдували сжатым воздухом. Молотый магнезитовый порошок Саткинского завода «Магнезит» засыпали мульдами завалочных машин и разравнивали по профилю печи и после разогрева кладки печи сразу
же начинали завалку агломерата. |
|
|
%: |
||||
Химический и гранулометрический состав порошка, |
|||||||
|
|
|
|
о |
|
Остаток на ситах, мм |
|
MgO |
СаО |
S i0 2 |
А |
2 |
1 0,5 0,06 |
|
|
4 |
о |
менее |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
0,06 |
82,7-87,2 2 ,8 -3 ,4
СО |
1 |
О
ОО
0,7 19,7 10,5 9,7 23,9 25,5
О п е р а ц и и |
|
П р о д о л ж и т е л е н ост ь, ч а с -п и н |
|||
Очистка подины |
ш |
^' о™ |
новая технология |
||
Засыпка подины |
'//(//////(/ЛШ 5Ш / |
Старая технология |
|||
Набивка стопепт. |
|
Ш |
ш . |
|
|
от верст ии |
|
|
|
|
|
Прогрев слоя |
|
|
|
ш ш |
т .'ку///п№У//Л |
пропитка окалин. |
|
|
|
||
-< |
/ОО |
|
|
|
|
|
|
3 о о |
_ |
||
|
|
|
|
Рис. 3. Затраты времени на ремонт подины по операциям при старой и новой технологии
Исключение прогрева и ошлакования рабочего слоя подины позволило осуществлять ее ремонт за 1—1,5 часа,
20
а во многих случаях даже за 35—45 минут вместо, в луч шем случае, 3 часов по прежней технологии (рис. 3). Со хранение же высокоогнеупорных свойств чистого магне зитового порошка (без связующих добавок) увеличило срок службы подины в среднем до 25 плавок.
Новая технология формирования рабочего слоя по дин позволила резко сократить простои мартеновских печей на их ремонтах (рис. 4). Так, только в течение од ного 1963 года они уменьшились почти в четыре раза:
январь |
— 1,96 |
июль |
— 1,89 |
(частичное применение новой тех |
февраль — 1,95 |
август |
— 1,11 |
нологии) |
|
|
||||
март |
— 2,20 |
сентябрь — 1,38 |
(новая технология) |
|
апрель |
— 2,20 |
октябрь |
— 0,75 |
|
май |
— 1,96 |
ноябрь |
— 0,43 |
|
июнь |
— 2,07 |
декабрь |
— 0,51 |
|
В 1965 году мы начали получать обожженный доло митовый порошок с Карагандинского металлургического завода. Применение этого порошка взамен дробленого сы рого доломита для заправки передних и задних откосов печи позволило увеличить межремонтный период подин до 30/а в остальных случаях до 45—50 плавок.
В результате этих мероприятий за 5 месяцев 1965 го да простои печей на ремонтах подин по блоку № 1 со ставили 0,57% против 0,72% в среднем по цеху (по блоку № 2 — 0,87%). Еще лучше результаты были достигнуты в мае текущего года (0,45% по блоку № 1; а в среднем по цеху — 0,54%). На печах же № 1 и 2 простои состави ли рекордно короткое для нашего завода время — 0,39 и 0,41 % соответственно.
Достигнутые результаты не являются пределом. Во время участия с 15 июля по 18 августа 1963 года, вместе со старшим мастером мартеновского цеха № 1 нашего завода И. Н. Кича, во Всесоюзной межзаводской школе
21
мы посетили Серовский и Нижне-Тагильский металлур гические комбинаты и металлургические заводы Макеев ский, им. Дзержинского и им. Ильича. Здесь мы не толы ко обменялись достигнутыми результатами, но и непо средственно на печах провели несколько показательных ремонтов подин. Эти навыки скоростной работы мы затем передали в своих цехах сталеварам и их под ручным.
В настоящее время на работу по прогрессивной тех нологии создания и ремонта подин мартеновских печей перешли или переходят все металлургические заводы Сою за, поэтому регулярное централизованное обеспечение их молотыми магнезитовыми порошками является необ ходимым условием снижения простоев агрегатов и уве личения выплавки стали. Помол же порошков на самих металлургических заводах нарушает их специализацию, необоснованно увеличивает штаты и в конечном счете снижает технико-экономические показатели.
В августе 1964 года в нашем цехе была испытана пар тия магнезитового порошка, обожженного при более низ кой, чем обычно, температуре (около 1500°), следующего
зернового и химического состава, |
%: |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Фракции, мм. |
|
Химический состав |
• |
|
||||
менее |
0,09-0,5 ,5-1,0 |
, —4,0 более |
MgO |
СаО |
S i02 ^ |
26)3 |
ппп |
|||
0,09 |
|
0 |
10 |
|
|
|
|
|
||
50 |
18 |
4,0 |
93,2 |
3,1 |
0.8 |
2,3 |
|
0,8 |
||
4 |
28 |
|
Опытным порошком было сделано 10 текущих ре монтов подин, стойкость которых оказалась не ниже обычных. Эти результаты не только углубляют наши представления о формировании рабочего слоя подины в ходе самих плавок, но и позволяют увеличить произво
дя
дительность печей для обжига |
магнезитового порошка. |
В нашем цехе в последнее |
время не производилось |
капитально-восстановительных ремонтов печей. За пе риод 1962—1964 годов были изготовлены методом уплот нения и набивки молотыми порошками несколько подин мартеновских печей средней емкости в цехе № 1.
Первую подину на печи № 8 в июле 1962 года наби вали в три слоя. Первый слой толщиной 50 мм набивали
годы
Рис. 4. Динамика снижения простоев на ремонтах подин мартеновских печей (цех № 2 ЧМЗ)
23
порошком, увлажненным до 3—4% жидким стеклом, а остальные — сухим. При разогреве подину ошлаковали окалиной в количестве 22 т. Продолжительность ремон та подины составила 25 часов 45 минут, в том числе соб ственно набивка — 4 часа 30 минут. Стойкость подины (23 плавки) оказалась удовлетворительной.
Вторую подину на печи № 9 в мае 1963 года набили уже в два слоя молотым магнезитовым порошком сле дующего зернового и химического состава, %:
|
|
|
|
|
Остаток на ситах, мм |
|
|
||
|
|
4 |
|
1 |
0,5 |
о д |
0,6 |
менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,06 |
Слой |
1 |
3,2 |
|
13,6 |
25,8 |
43,7 |
5,1 |
6,6 |
|
Слой 2 |
1,5 |
|
13,4 |
22,1 |
45,8 |
6,1 |
и л |
||
|
|
MgO |
СаО |
Si02 |
FeO |
Fe20 3 |
Сг20 3 |
AI2O3 |
ппп |
|
|
и |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тю2 |
|
Слой |
1 |
89,85 |
2,05 |
3,82 |
0,29 |
1,87 |
0,13 |
1,98 |
0,34 |
Слой 2 |
30,15 |
1,97 |
3,28 |
0,29 |
1,82 |
0,13 |
1,69 |
0,57 |
Как и в предыдущем случае, первый слой подины на били увлажненным (до 4—5%) магнезитовым порошком. Массу готовили на рабочей площадке и подавали в ра бочее пространство печи транспортером и заправочными бункерами. Набивку производили пневмомолотками с тарельчатыми наконечниками диаметром 150— 180 мм. Качество набивки проверяли щупом из проволоки диа метром 5 мм, который при нажатии рукой не должен был проникать вглубь слоя более чем на 8—10 мм. Второй слой подины, а также задняя и передняя стены и откосы
слое шамотного кирпича — 510°. Это указывает на то, что нижние слои набивки подины не спекаются (для этого требуется более высокая температура), а этот процесс идет вниз только по мере износа ее рабочего слоя.
Третью новую набивную подину изготовили в марте 1964 года. В отличие от двух предыдущих набивку про извели только одним слоем и без пропитки окалиной. До первого текущего ремонта продолжительностью 1 час 35 минут печь выдала 54 плавки.
Накопленный опыт позволил значительно повысить стойкость набивных подин мартеновских печей. Так, по дина печи № 11, изготовленная методом набивки при капитально-восстановительном ремонте в марте 1965 го да, до первого своего ремонта продолжительностью все го 50 минут простояла уже 67 плавок.
5.Процессы формирования рабочего слоя подины
Теоретически наиболее высокую стойкость должна иметь подина, изготовленная из чистой магнезии и спе ченная до нулевой пористости. Однако в настоящее вре мя еще нет технических средств для ее создания.
По исследованиям Восточного института огнеупоров (г. Свердловск) технологию изготовления и ремонта по дин можно разделить на следующие основные четыре
вида.
а. Многослойные подины из шлако-магнезиальных смесей (старая технология). Для изготовления подин при меняли магнезитовый порошок фракции 2—8 мм, а для ремонта — 2—15 мм. При засыпке его на подину около 50% объема составляли пустоты между зернами. Уплот нение же подины из крупнозернистых порошков за счет
26
расплавленного шлака приводило к значительному сни жению срока ее эксплуатации.
Уплотнение подины происходило в результате рас плавления и проникновения шлака к центру зерен магне зитового порошка и внутреннего их перерождения. Про цесс этот даже при нагреве печи до 1600° требовал умень шения слоя порошка до 15—20 мм и продолжительного нагрева (6—10 часов). В результате получали относи тельно монолитный слой наварки, непроницаемый для металла и шлака, представляющий при большом увели чении отдельные кристаллы периклаза, сцементирован ные вязкими пленками силикатов.
Однако при дальнейшем взаимодействии со шлаком в процессе плавления и выпуска плавки связующие сили катные пленки разжижались и рабочий слой подины быстро терял сопротивляемость против размывания ме таллом.
б. Однослойные подины из крупнозернистых порош ков, ошлакованных окалиной. Создание монолитного ра бочего слоя толщиной 40— 50 мм сводилось к прогреву й последующему пропитыванию 150—250 мм слоя магне зитового порошка расплавленными окислами железа. В этом случае отдельные зерна периклаза цементировались железистой связкой. В процессе же эксплуатации эта связка постепенно замещалась на силикатную, которая, как и в предыдущем случае, становилась все более
жидкой.
Недостатком этих подин являлась их значительная металлопроницаемость, которая усиливалась при забросг ке магнезитового порошка заправочной машиной и раз делении его по фракциям в отдельных частях ванны (так, более крупные зерна порошка чаще всего скапливались
вдоль задней стены). |
|
: |
Несмотря на эти недостатки, |
изготовление и ремонт |
|
3* |
21 |
|
подин одним слоем с ошлакованием окалиной заметно сократили непроизводительные простои мартеновских печей и повысили их стойкость. Дело в том, что для пере рождения образовавшихся первоначально относительно крупных кристаллов требовалось значительное время
(рис. 6).
в. Однослойные подины из мелкозернистых молотых порошков, ошлакованных окалиной. Использование маг незитового порошка более мелких фракций, обладающе го пониженной фильтрующей способностью по отноше нию к связующим расплавам, высокой активностью к спеканию и взаимодействию с окислами железа, качест венно изменило эксплуатационные свойства рабочего слоя, сделало его более износоустойчивым и значительно замедлило проникновение шлака. Формирование на пер вой же плавке спеченного рабочего слоя толщиной 50— 100 мм позволило отказаться от предварительного созда ния защитного магнезиовюститного слоя при прогреве.
г. Новая технология создания подин. Завершающим шагом на пути усовершенствования способов фор мирования рабочего слоя подин мартеновских печей явилось применение мелкозернистых порошков МПП (МРТУ-14-06-32-64) с уплотнением виброштыревыми установками и ремонт этими же порошками одним слоем без прогрева и ошлакования окалиной. Образующийся на первой же плавке железисто-силикатный расплав про никает вглубь порошка и одновременно вглубь отдель ных его зерен, вызывая их перерождение (рис. 6). Износ таких подин происходит также в результате взаимодей ствия магнезии с окислами металла и шлака с образо ванием легкоплавких соединений и размягчения поэтому рабочего слоя, но скорость этих процессов заметно умень шается в связи с более высокой однородностью физиче ских и химических свойств набивки.
28