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

на шарнире позволила отдельным его частям изменяться независимо от других. Это мероприятие повысило стой­ кость свода еще на 11 плавок.

Большое значение для повышения стойкости свода имело улучшение организации факела. Наблюдения по­ казали, что при проектном расположении кислородных фурм зона высокотемпературного горения находится в верхней части факела. Изменение угла наклона кисло­ родных фурм с 8 до 13—14° и бокового их скрещивания с 8 до 13° с одновременным понижением выходного сече­ ния кессона над лещадью с 300 до 150 мм способствовало перемещению высокотемпературной зоны в нижнюю часть факела. Тепловой поток на ванну увеличился, а на свод уменьшился. Стойкость свода повысилась на 56 плавок.

Впоследние годы отмечается некоторое увеличение тепловых нагрузок печей с учетом газовыделения из ван­ ны. Для службы сводов важно, чтобы под сводом не было восстановительной атмосферы. Чередование окислитель­ ных и восстановительных газов вызывает перерождение окислов железа в огнеупорах и, как следствие, объем­ ные изменения и скалывание кирпича.

В1963 году подача вентиляторного воздуха по перио­ дам плавки была увеличена с таким расчетом, чтобы в продуктах горения у отводящей головки печи содержа­ ние кислорода составляло 3%, а под сводом окись угле­ рода практически отсутствовала. Одновременно был уже­ сточен контроль за давлением в рабочем пространстве печи (оптимальное давление под сводом до 4 мм водя­ ного столба). Отработки воздушного режима и подсводо­ вого давления удлинили кампанию печей еще на 45 пла­

вок, Наблюдения показали, что при перегреве выше 1750°

из свода начинают выплавляться легкоплавкие соедине­

60

ния, в состав которых входит более 20% окислов железа. Кроме того, при этих температурах ускоряется проникно­ вение окислов железа вглубь огнеупоров, увеличивается толщина разбухшего внутреннего слоя, который при ох­ лаждении легко скалывается от основной массы кирпича. Для предотвращения перегрева в цехе внедряется конт­ роль за температурой свода с помощью специальных тер­ мозондов периодического действия. Скорость износа сво­

дов заметно снизилась.

Однако дальнейшее повышение стойкости сводов сдер­ живалось службой нижнего строения печи, не обеспечи­ вающего увеличения межремонтного периода из-за зарастания вертикальных каналов настылями, заноса шлаковиков и регенераторов, обрушения арок вертикаль­ ных каналов. Переход с двух промежуточных ремонтов низа печи (IV категория) на три нежелателен, так как даже при правильном охлаждении и разогреве кладка

свода скалывается примерно на 30 мм.

Для удлинения межремонтного периода печей измени­ ли кладку поднасадочных устройств. По первоначально­ му проекту эти арки выполняли из кирпича толщиной 113 мм с расстоянием между рядами 300 мм, а насадки соответственно 75 и 230 мм. При этом ячейки нижних ря­ дов насадки перекрывали наполовину проходное сечение

кирпичей поднасадочных арок.

В процессе эксплуатации и на промежуточных ремон­ тах, когда заменяли верхние ряды насадок, эти ячейки забивались плавильной пылью и боем отработанного кирпича, а очистить их было невозможно. Для устранения этого толщину кирпича в поднасадочных арках умень­ шили со 113 до 75 мм, а их шаг — до 230 мм. Одновремен­ но для устранения преждевременного заноса поднасадоч­ ного пространства плавильной пылью увеличили его объ­ ем за счет изменения высоты этих каналов с 1500 до

61

1800 мм. Регулярно проводится поддувка воздуха и об­ мывка водой под давлением 15—17 атм воздушных на­ садок в течение кампании печи по своду.

Наблюдения показали, что усиленный износ насадок происходит из-за неравномерного распределения продук­ тов горения по сечению насадки. Для снижения скорости отходящих газов и равномерного распределения их по насадке окно, соединяющее шлаковик и регенератор, бы­ ло увеличено с 1350 до 1600 мм, с одновременным подня­ тием сводов регенераторов на 200—300 мм. В результате улучшилась тепловая работа насадок печи, повысился нагрев воздуха и уменьшился расход топлива.

Для обеспечения межремонтного периода 270—300 плавок (между ремонтами IV разряда) своды шлаковиков подняли на 200—500 мм с увеличением их объема на 8—12%. Для устранения подсосов воздуха и образования настылей вертикальные каналы стали тщательно уплот­ нять и торкретировать.

Стоимость магнезито-хромитовых огнеупоров главного свода составляет значительную долю расходов на эксплу­ атацию мартеновских печей. От ее стойкости существенно зависит и производительность агрегатов. Все это требует изыскания путей дальнейшего повышения стойкости фу­ теровки печей.

Для дальнейшего повышения стойкости главных сво* дов мартеновских печей цеха намечено провести следую­ щие мероприятия.

Для полного устранения коробления свода необходи­ ма еще более слабая наборка кирпича, а следовательно специальное подвешивание замков. Перспективным явля­ ется и применение ящичных сводов, в которых за счет ряда более длинных кирпичей их подвеска вынесена из зоны высоких температур и пластина со штырем не долж­ на перегорать до полного износа огнеупоров. В проведен­

ия

ных на заводе опытах такая конструкция не теряла строительной прочности до остаточной толщины кирпича 70—80 мм.

Однако условия обдувки сводов резко ухудшаются, необходимой становится установка более сложной сдув- но-вытяжной конструкции для уборки пыли. Есть еще значительные резервы и в улучшении ухода за печами.

Необходимо отметить, что в зарубежной практике так­ же уделяется большое внимание разгрузке свода от воз­ никающих в процессе разогрева и эксплуатации в магне­ зито-хромитовых кирпичах распорных усилий. Так, в США («Экспресс-информация, Черная металлургия», 1960, вып. 46, № 250) успешно опробован свод мартенов­ ской печи с подвеской всех кирпичей к балкам, которые могут поворачиваться у закрепленного конца. Благодаря саморегулированию положения арок усилия в таком сво­ де составляют только 20% от обычных.

В Англии («Экспресс-информация, Черная металлур­ гия», 1960, вып. 41, № 220) проводились измерения напря­ жений и растрескивания кирпича в сводах трех конструк­ ций при следующих режимах:

—выдержка при температуре 1700° в течение 24 ча­

сов;

—изменения температуры в интервале от 1700 до 1100°, причем каждый из 12 циклов длился по 2 часа.

Испытания проводились с насыщением «горячей» по­

верхности кирпичей окислами железа и без обдувки. Конструкция свода «А» имела ребристые кольца, пя­

товые кирпичи опирались на пружины. Припуск на рас­ ширение свода в продольном направлении составлял 8%. Свод «А» имел более высокую начальную нагрузку по внешней «холодной» стороне, а при нагреве до 1700° напряжения переместились к внутренней «горячей» его поверхности:

63

При общем росте нагрузок в своде почти на 50% в наружной поверхности они уменьшились в 2,6 раза, а по внутренней — возросли более чем в 7 раз. Рост нагрузок на подпятовые балки с 12 до 20 т привел к сжатию пру­ жин на 19—25 мм. При нагреве и охлаждении свода на­ грузки изменялись пропорционально его температуре.

При испытаниях свода с постоянной температурой ни­ какого растрескивания кирпичей не наблюдалось (ин­ декс скалывания 1,0). При нагреве и охлаждении растре­ скивание магнезито-хромитового кирпича составило 1,8 без обдувки и 2,2 — с подачей окислов железа на его поверхность. Насыщение горячей поверхности кирпичей существенно увеличило не только скалывание кирпичей, но и перераспределение усилий в них. По наружной по­ верхности они уменьшились с 495 до 35 кг (в 14,3 раза), а по внутренней возросли с 29 до 816 кг (в 29,5 раза).

Конструкция свода «Б» более жестко крепилась при монтаже и не имела припуска на расширение в продоль­ ном направлении. В этом случае индекс растрескивания кирпичей при насыщении окислами железа возрос уже не на 0,4, как в конструкции «А», а на 0,7, т. е. в два раза.

В конструкции свода «В» свод опирался, как обычно, на неподвижные пятовые балки и жестко крепился в про­ дольном направлении. Отсутствие любых припусков на

64

нагрузок между внутренней и наружной поверхностями кирпича в этом случае оказалось самым низким.

Эти исследования очень убедительно подтверждают правильность всех наших мероприятий по разгрузке сво­ довых усилий, снижению нагрева и насыщения магнези­ то-хромитовых кирпичей окислами железа. Отмечается также повышение стойкости свода с увеличением стрелы подъема и в особенности его высоты. Опробование кон­ струкции свода с опорой пятовых его кирпичей на пру­ жины может оказаться весьма целесообразным и на оте­ чественных заводах.

Положительной может оказаться и наборка свода че­ редующимися рядами магнезитового и магнезито-хроми­ тового кирпича («Экспресс-информация, Черная метал­ лургия», 1960, вып. 41, № 221). Идея такой кладки за­ ключается в том, что магнезитовый кирпич при высокой температуре сжимается и спекается, а магнезито-хроми­ товый, наоборот, растет при поглощении окислов желе­ за. Практика показывает, что в таком смешанном своде резко уменьшаются распорные усилия и растрескивание, а строительная прочность остается достаточной даже до 51 мм остаточной его толщины.

Повышение стойкости свода мартеновских печей, как показывает зарубежная практика, достигается и при си­ стематическом поддержании рабочей его толщины за счет внутреннего торкретирования («заправки»). В при­ меняемой для этой цели торкретпушке (рис. 10) нагне­ таемый огнеупорный материал поступает в смеситель, а оттуда через шланг и наконечник забрасывается в печь. Мощность пушки достаточна для заброски в любое место футеровки печи в течение нескольких минут 0,6 ж3 запра­ вочной массы весом около 1 г («Экспресс-информация, Черная металлургия», 1957, вып. № 29, № 134).

На одном из заводов США сплошное торкретирование

65

сводов (расход огнеупорной массы составил 3 кг/т) 340- и 245-тонных мартеновских печей, работающих с продув­ кой ванны кислородом, повысило их стойкость до 539 и 572 плавок, а 145-тонных — 636 плавок. Аналогичное ме­ роприятие позволило на другом заводе повысить сред­ нюю стойкость 360-тонных печей с 274 плавок в 1961 году до 502 — в 1962 году, а 180-тонных — с 380 до 77? плавок. Стойкость стен при торкретировании повысилась с 400— 500 до 958 плавок. Проведение этой операции позволяет, кроме всего прочего, строго соблюдать графики ремонта печей и снизить их простои на ремонтах («Обзор зару­ бежной литературы и информационных материалов», ЦИИН ЧМ, 1963, № 46-И; № 52-И).

Хотя приведенные в этих и других материалах дан­ ные по стойкости сводов и уступают достигнутым на на­ ших агрегатах, применение торкретирования футеровки мартеновских печей на отечественных заводах представ­ ляет безусловный интерес.

Многое должны сделать и огнеупорщики саткинского завода «Магнезит» — повысить качественные характери­ стики и однородность свойств сводовых изделий, расши­ рить их сортамент. Давно уже назрел вопрос и комплект­ ной поставки всех требуемых марок кирпичей, что исклю­ чило бы подтесывание огнеупоров, увеличение числа соединительных прокладок и другие вредные половинча­ тые решения. Удельный вес более стойких в службе сво­ да периклазошпинелидных кирпичей необходимо' повы­ сить до 100%. Не решен и вопрос поставки форстеритового кирпича, без которого насадки регенераторов не выдерживают полного срока службы свода и печь при­ ходится преждевременно останавливать на ремонт.

Решение этих вопросов позволит повысить уже в бли­ жайшее время стойкость сводов мартеновских печей на­ шего цеха до 1000 и более плавок.

67

В ЦЕНТРЕ ВНИМАНИЯУДЕШЕВЛЕНИЕ СТОИМОСТИ СТАЛИ

За последние годы коллектив нашего мартеновского цеха добился значительного улучшения своих технико­ экономических показателей. Достаточно отметить, что за семилетие себестоимость каждой тонны стали, несмотря на усложнение ее сортамента, снизилась на 3 руб. 34 коп. Сумма немалая. Даже по сравнению со скорректирован­ ными плановыми показателями в 1963 году цех получил экономию 459,7 тысячи рублей.

За пять месяцев 1965 года средняя продолжительность плавок по цеху по сравнению с предыдущим годом сок­ ращена еще на 18 минут, а расход условного топлива уменьшен на 10,1 кг/т. До рекордно низких значений сни­

Вопрос удешевления производства стали находится в центре внимания всего коллектива. Сейчас уже не обой­ тись без повышения экономических знаний не только ин­ женерно-технических работников, но и всех рабочих.

68

Поэтому изучение вопросов хозяйственной деятельности цеха, снижения издержек производства введено в прог­ рамму школ коммунистического труда. Воспитанию вкуса к экономике способствует постоянно действующее произ­ водственное совещание цеха, общественное бюро эконо­ мического анализа, бюро нормирования и конструктор­ ское.

Общественное бюро экономического анализа (ОБЭА), представляющее все категории трудящихся цеха, дейст­ вует уже более четырех лет. В его составе 20 человек. Одна из главных задач бюро — довести итоги работы коллектива до каждого, привлечение к поискам новых резервов. Так, одно время в цехе крайне нерационально расходовали ферромарганец. Только в 1962 году его пе­ рерасход составил около 1000 т. Все это тяжелым бреме­ нем ложилось на себестоимость стали. На заседании ОБЭА было решено при выплавке среднеуглеродистых сталей присаживать ферромарганец для раскисления ме­ талла не в печь, а в ковш при выпуске плавок. Внедрение же в жизнь этого решения члены бюро взяли на себя. Результат — систематическая экономия этого ценного ферросплава по сравнению с плановой нормой расхода. Предложенное ОБЭА применение отходов дефицитных и дорогостоящих никеля и молибдена дало цеху экономию

около 220 тысяч рублей в год.

Долгое время мартеновская печь № 1 работала не­ удовлетворительно— затягивались плавки, перерасходо­ валось топливо. Общественное бюро экономического ана­ лиза не могло с этим примириться. Проведенное по его предложению обследование выявило дефекты в состоя­ нии печи, качестве горения топлива, режиме давления и реверсировании факела. Разработка и внедрение рацио­ нального теплового режима печи повысили ее произвоДительность на 1,7%, сократили расход топлива на 11%

69