Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Неформованные огнеупоры. Свойства и применение неформованных огнеупоров Сост. И. Д. Кащеев [ др.]; Под ред. И. Д. Кащеева

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.72 Mб
Скачать

Порошок дунитовый для изготовления теплоизоляционных вкладышей по ТУ 1522-011-00190495-2000

Наименование показателя

Норма

Массовая доля, %:

 

М§0, не менее

46

ЗЮг, не более

41

Изменение массы при прокаливании, %, не более

0,8

Зерновой состав, массовая доля %:

 

остаток на сетке № 10, не более

20

проход через сетку № 3, не более

25

в т.ч. проход через сетку № 0063, не более

3

Кладка узла донного выпуска (эркера) и сталевыпускного канала производится из периклазографитовых блоков, втулки, оформляющей нижнюю часть канала, и трубок ПУПЭ № 22 и 26. Втулки и трубки последовательно устанавливают на съемную обой­ му, крепящуюся к дну эркера под отверстием. Кладку ведут на растворе из тонкомоло­ того периклазового порошка с добавкой 10-15 % глины и жидкого стекла или хлори­ стого магния. После установки в обойму втулки на ней закрепляют первую трубку, затем вокруг нее на растворе монтируют гнездовой блок из четырех фасонных изде­ лий ПГРБС-90 (№ 51). Зазор между трубкой и гнездовым блоком заполняют массой из периклазового порошка ППП-85 или ППП-86, увлажненного водным раствором жид­ кого стекла плотностью 1,30-1,35 г/см3. Массу уплотняют при помощи ручной трам­ бовки, а затем монтируют следующие трубки и гнездовые блоки.

Перед началом завалки металлошихты в печь сталевыпускной канал перекрывается снизу затвором и заполняется прокаленным дунитовым порошком ПДВ. Характерис­ тика дунитового порошка по ТУ 1522-011-00190495-2000 приведена в табл. 5.5.

Для поддержания подины печи в безаварийном состоянии ее периодически восста­ навливают до проектного профиля. Восстановительные работы начинают проводит в случае, если износ подины превышает ‘/2 толщины монолитной (набивной) части, или через установленное опытным порядком число плавок. При выплавке без “болота” после выпуска плавки подину, откосы и все углубления очищают от остатков металла

ишлака, а затем заправляют огнеупорными материалами.

Вкачестве заправочных огнеупорных материалов применяют периклазовый поро­ шок ППЭ-88 и ППЭК-87, обмасленный периклазовый порошок ППОЗ-86 или ППОЗ85, обожженный доломит ДОМ по ОСТ 14-85-82, хромитовый порошок ХП или хро­ митовую руду такого же зернового состава по ТУ 14-9-250-83, молотые периклазовые

ихромсодержащие изделия после службы с зерновым составом, соответствующим заправочному периклазовому порошку.

При значительных разрушениях футеровки заправленные места покрывают извес­ тью, а для закрепления отремонтированных участков подины и откосов первые 1-2 плавки стали ведут в облегченном тепловом режиме. Углубление ванны производят путем добавки кварцевого песка или железной руды. При значительном износе от­ дельные участки откосов и стен, особенно в печах с цилиндрическим кожухом, вос­ станавливают смесью из заправочного периклазового порошка (70 %) и боя отрабо-

тайных изделий (30 %) в кусках размерами 50-100 мм, увлажненной раствором жид­

кого стекла плотностью 1,15-1,20 г/см3.

 

Межплавочную заправку стен и откосов осуществляют серийно выпускаемыми ма­

шинами ЭДП. Некоторые параметры машины приведены ниже:

 

Производительность, т/ч ....................................................

До 70

Дальность броска, м ...........................................................

10

Вместимость бункера, м3....................................................

2,4

Масса, т ................................................................................

6

Для заправки стен и откосов применяют также универсальную заправочную маши­

ну МУЗ-1, работающую на принципе полусухого торкретирования; применяют и оте­

чественные, и зарубежные центробежные установки.

 

Центробежная установка для торкретирования и заправки футеровки стен дуговых

электропечей состоит из бункера с заправочной воронкой, выполненной в виде кону­

са. Под бункером расположен механизм нанесения смеси на футеровку печи— турби­

на, которая соединена валом с двигателем. Порошок поступает на турбину через заг­

рузочные окна. Применяют также факельное торкретирование, обеспечивающее при­

рост стойкости на 15-20 плавок.

 

При ремонте с помощью заправочных машин или засыпкой порошков с помощью

мульды или контейнера образуется неплотная структура отремонтированного участ­

ка, упрочняющаяся в процессе одной плавки спеканием на небольшую глубину (30 -

40 мм). Это приводит к разрушению отреставрированного участка после первой заг­

рузки шихты, необходимости последующего ремонта после 1-2 плавок и повышенно­

му в связи с этим удельному расходу заправочных порошков. Для увеличения толщи­

ны рабочей зоны в порошки вводят расплавообразующие материалы, содержание и

состав которых, способствуя спеканию, не создают большого количества расплава при

температурах эксплуатации и воздействии реагентов. Образующийся при этом проч­

ный рабочий слой толщиной 80-100 мм увеличивает износоустойчивость отремонти­

рованных участков и позволяет сократить число ремонтов в течение кампании в 2-3

раза. Применение таких материалов при ремонте откосов рекомендуют для получе­

ния заданной геометрии рабочего пространства как в начале кампании, так и в ходе

эксплуатации футеровки.

 

Замена футеровки канала донного выпуска стали производится путем замены изно­

шенной втулки с отсоединением обоймы, крепящей втулку к каналу, или путем удале­

ния изношенной трубки вместе с втулкой из подины эркера. В обоих случаях после

удаления отработанных изделий производится очистка образовавшегося канала. Все

зазоры после установки изделий заполняют массой на основе периклазового порошка

марки 111111-85 или 111111-86, которая используется в первоначальной футеровке дон­

ного узла. Применение ремонтных масс для реставрации канала узла донного выпус­

ка стали позволяет не менять концевую втулку и трубку от начала до конца кампании,

длительность которой определяется стойкостью стен печи.

 

С талеразливочны е ковши. Металлургическими агрегатами, осуществляющими транспортировку и распределение металла, выплавленного в конвертере, электропечи или мартеновской печи, являются сталеразливочные и промежуточные ковши. Стале­ разливочные ковши сохраняют функцию агрегата для транспортирования жидкого металла до участка разливки стали, однако сегодня это и агрегат, в котором осуществ­ ляются доводка и рафинирование выплавленного продукта или полупродукта.

Схема сталеразливочного тракта: сталеразливочный ковш (СК) - промежуточный ковш (ПК) МНЛЗ - кристаллизатор показана на рис. 5.15.

Сталеразливочный ковш состоит из металлического корпуса, футерованного огне­ упорами, устройства для ввода инертного газа, узла для выпуска жидкого металла, оборудованного устройством для бесстопорной разливки стали — шиберным затво­ ром (реже наборным стопором). Крышка способствует сохранению тепла расплавом.

Рис. 5.15. Схема сталеразливочного тракта: сталеразливочный ковш (СК) - промежуточный ковш (ПК) МНЛЗ - кристаллизатор: 1 — продувочная фурма; 2 — СК; 3 — крышка СК; 4 — футеровка; 5

— гнездовой кирпич; 6— стакан; 7— плита шиберного затвора; 8 — стакан-коллектор; 9 — защит­ ная труба; 10— перегородка; 11— крышка ПК; 12— цилиндр; 13— новый стакан; 14 — отслужив­ ший стакан; 15— “боевая” плита; 16— стакан-дозатор; 17— погружаемый стакан; 18— кристалли­ затор; 19— теплоизолирующая шлаковая смесь; 20— расходный слой; 21 — постоянный слой футе­ ровки; 22 — ПК; 23 — стопор-моноблок; I — узел быстрой замены погружаемых стаканов

Мертель огнеупорный муллитокорундовый на основе бокситов по ТУ 14-8-649-95

Наименование показателя

Норма

Массовая доля, %:

75

АЬОз, не менее

РегОз, не более

2,5

Изменение массы при прокаливании, %, в пределах

1,6-3,0

Массовая доля влаги, %, не более

5

Зерновой состав, %, не менее, проход через сетку:

 

№5

100

№009

70

Существуют “чайниковые” сталеразливочные ковши, в которых металл удаляется не

через дно, а через носок, расположенный в верхней части стенки, путем наклона ков­ ша. Выбор огнеупоров для футеровки СК зависит от их конструкции и условий эксп­

луатации. Футеровка СК может быть однослойной, но чаще всего включает рабочий, защитный (арматурный) и теплоизоляционный слои (последний необязателен).

Рабочий слой футеровки может быть выполнен как из штучных огнеупорных изде­ лий, так и из неформованных огнеупоров (бетонов и наливных масс). Применяют так­

же огнеупорные обмазки для защиты рабочего слоя.

При футеровке штучными изделиями традиционно используют шамотные и мулли­

токремнеземистые изделия. Кладку ведут на шамотном мертеле по ГОСТ 6137-97 (см. табл. 5.3). Предусмотрена возможность применения шамотных пластифициро­ ванных мертелей с содержанием А120 3 31-39 %. Зерновой состав таких мертелей — 100 % фракции мельче 1 мм — позволяет выполнять кладку с толщиной швов не бо­ лее 2 мм.

В более жестких условиях применяют высокоглиноземистые огнеупоры с содержа­

нием А120 3 более 62 %. Для кладки изделий рекомендуется использовать пластифи­

цированный муллитовый и муллитокорундовый мертель марок ММЛ-62, ММК-72,

ММК-77 и ММК-85 по ГОСТ 6137-97, а также марки ММКБ-75 (на основе боксита) по ТУ 14-8-649-95. Характеристика муллитокорундового мертеля по ТУ 14-8-649-95 приведена в табл. 5.6.

Рис. 5.16. Примерыприменения НЦОБ вфутеров­ кесталеразливочногоковша: а — наливноедно (У), стены (2) и шлаковый пояс (5) из штучных огне­ упоров; б — наливное дно (У) и стены (4), шлако­ вый пояс (5) из штучных огнеупоров; Т — тепло­ изоляционный слой; Г — гнездовой кирпич; А

арматурный слой

Т а б л и ц а 5.7

Низкоцементные бетоны на основе глиноземистых заполнителей для футеровки сталеразливочных ковшей

Показатели

СОМРК-1Т

АМСО-СА8Т-

СОМРК-

ЫОУА-СОЫ

88С-КО

185Н

УЬ93М

1Т185НМ

95

Х71

 

Содержание, %:

 

 

 

 

 

А12Оз

97,0

92,5

90

94,2

92

8Ю2

5,5

7,5

5

0,6

0,1

0,7

5,1

СаО

1,1

0,1

Кажущаяся плотность, г/см3, после

 

 

 

 

 

термообработки при температуре:

 

 

 

 

 

110 °С (24 ч)

2,90

3,0

3,05

3,01

1000 °С (3 ч)

3,05

2,96

1500 °С (3 ч)

3,00

2,89

Предел прочности при сжатии,

 

 

 

 

 

МПа, после термообработки при

 

 

 

 

 

температуре:

 

 

 

 

 

110 °С (24 ч)

80

20

25

37

1000 °С (3 ч)

55

40

35

66*'

41,5

1500 °С (3 ч)

60*2

110

47,0

Линейная усадка, %, после

 

 

 

 

 

термообработки при температуре:

 

 

 

110 °С (24 ч)

0,05

0,1

0

1000 °С (3 ч)

0,20

0,06

1500 °С (3 ч)

1,2*3

0,2*4

0,47*3

Содержание добавляемой воды. %

5,5-6,0

3,8-4,8

*' Указан при 816 °С. *2Указан при 1482 °С. *3Указан рост, %. *4Указан рост при 1816 °С, %.

В настоящее время повсеместно используются наливные футеровки сталеразливоч­ ных ковшей из низкоцементных огнеупорных бетонов (НЦОБ) корундового и корундошпинельного состава: простота их изготовления сочетается с высокой стойкостью. На рис. 5.16 показаны примеры применения НЦОБ в футеровке сталеразливочного ковша. В табл. 5.7 приведены характеристики некоторых НЦОБ производства зару­ бежных фирм, которые используются на отечественных металлургических предприя­ тиях.

Оборудование для изготовления наливной футеровки: смеситель принудительного действия, в который загружается сухая смесь, поставляемая обычно в одноразовых контейнерах типа “биг-бэг”, и увлажняется (5-6 % воды), установка с перекачиваю­ щим устройством для наливки рабочего слоя, шаблон при применении саморастекающихся НЦОБ или виброшаблон при применении виброукладываемого бетона, стенд сушки ковша в вертикальном положении и стенд разогрева. Футеровочные работы желательно производить при плюсовой температуре.

Поскольку преимущества корундовых и корундошпинельных НЦОБ (сплошность, высокая плотность, мелкопористая структура) создают проблему с сушкой футеровки толщиной 150-250 мм, важнейшим элементом технологии применения НЦОБ в футе­ ровке любых металлургических агрегатов, особенно СК, является процесс ее сушки и разогрева. Каждая фирма-поставщик передает потребителю технологическую инст­ рукцию на рекомендуемый режим сушки, который должен обеспечивать максимально

Рис. 5.17. Схема установки типа печьковш: 1— ковш с металлом; 2 — пода­ ча аргона; 3 — свод ковша; 4 — элект­ роды; 5 — подача добавок

равномерное удаление влаги по всему объему фу­ теровки; в противном случае вероятно ее растрес­ кивание, которое может носить взрывной харак­ тер.

Днище СК можно выполнять из предваритель­ но изготовленных бетонных блоков, причем наи­ более уязвимую (“боевую”) зону падения струи металла при этом выкладывают бетонными бло­ ками улучшенного качества или особой конфигу­ рации, что позволяет увеличить стойкость днища. Известен вариант выполнения футеровки днища СК из штучных огнеупоров с размещением в зоне падения струи металла плиты, предварительно изготовленной из огнеупорного бетона.

Установка печь-ковш. Установка имеет два основных элемента: ковш, снабженный устрой-

&17

Рис. 5.18. Футеровка узла подачи аргона вустановке печь-ковш: 1— периклазовая фурма марки ПФ- 2; 2 — металлический кожух; 3 — периклазовая втулка ПСП № 23а; 4,5 — периклазохромитовые гнездовые изделия марки ПХПС; б — корундовая набивная масса; 7, 8 — рабочая футеровка из периклазохромитовых изделий; 9,10— арматурная футеровка из шамотных изделий; 11 — броня; 12

— огнеупорное кольцо; 13 — шамотная трубка марки ШСП-32; 14 — байонетная гайка; 15 — опор­ ная шайба; 16 — вытяжная труба; 17 — аргоноподводящая трубка

Т а б л и ц а 5.8 Мертель периклазовый, периклазохромитовый и хромитопериклазовый

для установок внепечного вакуумирования стали по ТУ 14-8-147-75

Марки. МПВ — на основе спеченного периклазового порошка сдобавкой хромовой руды для кладки периклазовых изделий; МПХ — на основе плавленого периклазохромита для кладки периклазохромитовых изделий из плавленых материалов; МХПВ — на основе спеченного периклаза и МПХВ — на основе плавленого периклазохромита для кладки периклазохромитовых изделий. Предназначены для кладки периклазовых, периклазохромитовых и хромитопериклазовых изделий в установках ва­ куумирования стали.

Физико-химические показатели

Марка

МПВ

МПХВ

МХПВ

Массовая доля, %:

 

 

 

М§0, не менее

80

70

55

СггОз, не менее

4

8

18

Потери массы при прокаливании, %, не более

0,8

0,3

1

Приме ча ния . 1. Массовая доляСаО—не менее 3 %, 8Юг— не более 3 %. 2. Влажность при отгрузке — не более 2 %.

 

Зерновой состав

 

 

Марка

МПВ

МПХВ

МХПВ

Проход через сетку № 0063, %, не менее

45

85

45

Примечание . Проход через сетку № 05 -- не менее 99%. Мертели упаковывай>т в полиэтиленовый и бумажный мешки.

Т а б л и ц а 5.9

Массы набивные корундовые гидравлически твердеющие для установок внепечного вакуумирования стали по ТУ 14-8-359-80

Марки. МКН-94 и МКН-90. Предназначены для футеровки патрубков и крышек установок внепечно­ го вакуумирования стали. Изготовляют из порошков плавленого корунда и высокошиноземистого цемента.

Физико-химические показатели

 

Марка

МКН-94

МКН-90

Массовая доля, %:

94

90

АЬОз, не менее

ЗЮг, не более

1,5

4,5

РегОз, не более

1

1,5

Предел прочности при сжатии образцов

17

15

после хранения во влажной среде в

 

 

течение 3 сут., Н/мм2, не менее

 

 

П р и м е ч а н и я . 1. Массовая доля СаО —- 3-4 %. 2. Влажность при отгрузке — не более 0,8 %. 3. Потери массы при прокаливании — не более 0,8 %.

Зерновой состав. Проход через сетки, %: № 7 — 100; № 5 — 85-90; № 3,2 — 75-80, № 1 — 50-55, № 05 — 40-45, № 0063 — 27-32.

Массы и смеси огнеупорные корундовые и муллитокорундовые набивные по ТУ 1523-025-00188162-98

 

 

 

Нормадля марки

 

 

 

ММКН-90

ММКБН-85

СМКН-90

СМКН-87

СМКН-84

Массовая доля на

 

 

 

 

 

прокаленное вещество, %:

 

 

 

 

 

А120з, не менее

90

85

90

87

84

8Юг, в пределах

3,2-5,0

5,0-10,0

4,0-7,0

РегОз, не более

1,0

1,0

1,2

1,0

1,0

Р20з, в пределах

2,6-3,5

2,5-3,5

0,9-1,7

В20з, в пределах

1,1- 1,8

1,1- 1,8

Изменение массы при

-

1,2- 1,7

прокаливании, %, в пределах

 

 

 

 

 

Массовая доля влаги при

2,7-3,6

2,7-3,6

2,6

1,0

1,0

отгрузке, %, не более

 

 

 

 

 

Зерновой состав (проход

 

 

 

 

 

через сетку), %:

 

 

№ 5, не более

99

99

№ 3,2, не менее

97

97

100

2, не более

77

77

1, не менее

55-65

55-65

95

Кг 05, не более

55

55

90

42-50

42-50

№ 009, в пределах

35-43

35-43

45-60

№ 0063, в пределах

20-26

20-26

№ 004 в пределах

34-42

34-42

42-57

Примечание . Допускается по соглашению сторон устанавливать для марки ММКН-90 другие нормыпо массовой доле влаги.

ством для подачи аргона через днище, и нагревательный свод (крышка), в котором устанавливают графитовые электроды для дугового подогрева расплава (рис. 5.17).

Для футеровки установок печь-ковш применяют шамотные, периклазовые и периклазохромитовые изделия. Для кладки шамотных изделий используют шамотный мер­ тель по ГОСТ 6137-97 (см. табл. 5.3), а для кладки периклазовых и периклазохромитовых изделий — периклазовый и периклазохромитовый мертель по ТУ 14-8-147-75, характеристики которого приведены в табл. 5.8.

Для футеровки нагревательного свода (крышки) ковша применяют набивную ко­ рундовую гидравлически твердеющую массу по ТУ 14-8-359-80. Характеристики этой массы приведены в табл. 5.9.

Важную роль для обеспечения обработки металла в установке печь-ковш играют конструкция и футеровка узла подачи аргона в ковш. На рис. 5.18 показана схема фу­ теровки узла подачи аргона, которую используют в ряде установок печь-ковш. Газо­ подающим элементом узла является пористая периклазовая фурма. В комплект футе­ ровки узла подачи аргона входят также периклазовая втулка и периклазохромитовые гнездовые изделия, образующие составной гнездовой блок. Пространство между гнез­ довым блоком и футеровкой днища ковша заполняется корундовой набивной массой

Рис. 5.19. Схема установки порционного вакуумиро­

Рис. 5.20. Схема установки циркуляционно­

вания: 1 — ковш с металлом; 2 — вакуум-камера в

го вакуумирования: 1— ковш с металлом; 2

верхнем положении; 3 — то же в нижнем положе­

— вакуум-камера; 3 — к вакуум-насосу; 4

нии; 4 — к вакуум-насосу

— подача аргона

Рис. 5.21. Схема футеровки порционного вакууматора: 1 — крышка колпака; 2— патрубок для загрузки легирующих доба­ вок и раскислителей; 3— уровень металла; 4 — сливное отвер­ стие; 5 — всасывающий патрубок; 6 — ввод нагревательного стержня

Рис. 5.22. Схема футеровки циркуляционного вакууматора (ниж­ няя часть): 1— всасывающий патрубок; 2 — сливной патрубок; 3— рабочий слой; 4—теплоизоляционный слой; 5 — набивная масса

по ТУ 1523-025-00188162-98. Характеристики корундовой набивной массы приведе­ ны в табл. 5.10.

Внепечное вакуумирование. Внепечное вакуумирование металла осуществляется в специальных вакууматорах. Различают способы порционного вакуумирования и цир­ куляционного вакуумирования. В порционном вакууматоре вакуумированию подвер­ гают порцию металла, как правило, не превышающую 10 % от массы плавки и подни­ мающуюся через всасывающий патрубок из сталеразливочного ковша в результате разности давлений: атмосферного над поверхностью ковша и пониженного в вакуумкамере. При этом осуществляется вертикальное возвратно-поступательное движение вакуум-камеры относительно ковша или наоборот. В циркуляционном вакууматоре металл из ковша поступает в вакуум-камеру вследствие инжекции инертным газом, подаваемым во всасывающий патрубок, и сливается по сливному патрубку, погружен­ ному в металл. Схемы установок порционного и циркуляционного вакуумирования

металла показаны на рис. 5.19 и 5.20 схемы их футеровок на рис. 5.21 и 5.22.

Конструктивно установки мало отличаются друг от друга, за исключением конст­

рукций донной части вакуум-камер и числа патрубков.

Для футеровки установок вакуумирования применяют шамотные, корундовые, периклазохромитовые и хромитопериклазовые изделия. Кладку шамотных и корундо­ вых изделий ведут соответственно на шамотном и муллитокремнеземистом мертеле по ГОСТ 6137-97 (см. табл. 5.3), периклазохромитовых и хромитопериклазовых изде­

лий — на соответствующем мертеле по ТУ 14-8-147-75 (см. табл.5.8).

Набивную корундовую гидравлически твердеющую массу по ТУ 14-8-359-80 (см.

табл. 5.9) используют в футеровке наружного слоя всасывающего патрубка.

Набивную периклазохромитовую массу по ТУ 1523-011-00188162-97 используют в футеровке рабочего слоя колпака-крышки. Характеристики набивной периклазохро-

митовой массы приведены в табл. 5.11.

Муллитокремнеземистый рулонный материал по ГОСТ 23619-79 применяют в теп­ лоизоляционном слое стен, цилиндрической части колпака и патрубка для разгрузки

Т а б л и ц а 5.11

Массы набивные высокоогнеупорные периклазовые и периклазохромитовые для установок внепечного вакуумирования стали по ТУ 1523-011-00188162-97

Наименование показателя

 

Нормадля марки

 

мпвс

МПВП

МПХВП

 

Массовая доля, %:

 

 

 

М^О, не менее

86

89

68

М^ЗО^НгО, в пределах

1,3-2,5

1,3-2,5

1,3-2,5

СГ2О3, не менее

8,0

Массовая доля влаги при отгрузке, %, не более

1,0

1,0

1,0

Изменение массы при прокаливании, %, не более

2,5

2,5

2,5

Зерновой состав, %:

 

 

 

остаток на сетке № 3,2, не более

8

8

8

остаток на сетке № 1, в пределах

35-50

35-50

35-50

проход через сетку № 05, не более

55

55

55

проход через сетку № 0063, не менее

27

27

27