СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО ШЛАКА С ПОДИНЫ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО КОЛОДЦА Российский патент 1996 года по МПК C21D9/70 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для удаления сварочного шлака с подин нагревательных колодцев.

Известен способ жидкого шлакоудаления из нагревательных колодцев с использованием в качестве шлакообразующих смесей сернистых соединений железа (см. авт. свид. СССР N 700553, кл.5 С 21 Д 9/70, опубл. БИ N 44, 1979).

Одним из недостатков этого известного способа является высокий расход сернистых соединений от 0,5 до 12,5 что приводит к значительным затратам.

Кроме того, при реагировании смеси со шлаком происходит выгорание серы и потупление сернистых газов в атмосферу, что ухудшает условие труда.

Известен также способ удаления шлака из нагревательного колодца, включающий нагрев слоя шлака сначала у леток, а затем нагрев шлака до той же температуры на остальной части подины, поддерживания при этом температуру шлака у леток, равной температуре его плавания (см. авт. свид. СССР N 729267, кл.5 С 21 Д 9/70, опубл. БИ N 15, 1980).

Недостатком этого способа является изготовление и монтаж. дополнительных горелочных устройств, что связано с дополнительными затратами.

Этого недостатка лишен принятый за прототип способ удаления сварочного шлака с подины нагревательного колодца (см. авт. свид. СССР N 1322130, кл.С 21 Д 9/70, опубл. БИ N 16, 1988), который включает загрузку на твердый сварочный шлак экзотермической смеси, выдержку и удаление шлака через летку в расплавленном виде под действием экзотермической смеси.

Недостатком этого способа является неоправданно высокий расход дорогостоящей экзотермической смеси.

Задача снижения расхода экзотермической смеси, поставленная перед настоящим изобретением решена следующим образом. В способе удаления сварочного шлака с подины нагревательного колодца путем расплавления введением на него экзотермической смеси и удаления его через летку, согласно изобретению, экзотермическую смесь вводят порциями, начиная у летки. Вследствие этого сварочный шлак расплавляется сначала у летки, освобождая ее для удаления расплава с подины, в результате чего обеспечивается непосредственный контакт экзотермической смеси с твердым сварочным шлаком, а не с его расплавом, поэтому экзотермическая смесь расходуется экономично, только на расплавление новых участков твердого сварочного шлака. Снижение общего расхода экзотермической смеси подтверждение результатами апробирования. Режим ведения способа, обеспечивающий снижение общего расхода экзотермической смеси без временных задержек, т. е. без снижения производительности способа, что выявлено и подтвеждено в результате опробирований, следующий. У летки подают порцию экзотермической смеси, составляющую 0,25 0,33 от общего ее расхода с временным интервалом до следующей порции 5 10 мин при общем расходе экзотермической смеси, равном 0,003 0,005 кг/кг удаляемого объема сварочного шлака и температуре нагревательного колодца 1350 1400^oC.

На основании того, что неизвестный в технике совокупностью признаков изобретения достигнуто решение проблемы снижения расхода дорогостоящей экзотермической смеси, следует вывод о соответствии этих признаков изобретения критерию "изобретательский уровень"
При количестве экзотермической смеси, вводимой у летки как первой порции, меньше, чем 0,25 от общего ее расхода, снижения расхода экзотермической смеси на наблюдается.

При количестве экзотермической смеси, вводимой у летки, больше, чем 0,33 от общего ее расхода, наблюдается перерасход экзотермической смеси.

При интервале времени между введением экзотермической смеси у летки и следующей порцией менее, чем 5 минут, полного расплавления сварочного шлака у летки не происходит, снижения от общего расхода экзотермической смеси для полного удаления сварочного шлака не наблюдается.

При интервале времени между введениями экзотермической смеси у летки и следующей порцией более, чем 10 минут, расплавленный шлак у летки начинает застывать до расплавления его на остальной части подины, снижения общего расхода экзотермической смеси не наблюдается.

При общем расходе экзотермической смеси и менее, чем 0,003 кг/кг сварочного шлака, расплавляется не весь сварочный шлак и, соответственно, он не весь удаляется с подины нагревательного колодца.

При общем расходе экзотермической смеси более, чем 0,005 кг/кг от сварочного шлака, наблюдается снижение стойкости огнеупорной футеровки из-за ее разгара.

При температуре нагревательного колодца менее чем 1350^oC, не удается получить достаточное количество расплавленного сварочного шлака, летка от первой порции экзотермической смеси не освобождается. При температуре нагревательного колодца более, чем 1400^oC, сварочный шлак жидкоподвижен, хорошо выходит из летки, однако стойкость огнеупорной футеровки снижается.

Пример промышленного осуществления способа.

После того, как нагретые слитки удалены из нагревательного колодца, можно приступать к удалению сварочного шлака. Замеряют температуру нагревательного колодца. Если она ниже 1350^oС, то ее повышают, если выше 1400^oС, то ее понижают, поддерживая в интервале 1350 1400^oС. Определяют объем сварочного шлака, который следует удалить с подины нагревательной печи. Это можно сделать следующим образом. Определяют визуально или другим известным образом толщину слоя сварочного шлака на подине нагревательного колодца. Например, она равна 0,12 м. Умножают ее на площадь подины нагревательного колодца, которая равна, например 15 м², получают объем сварочного шлака, который необходимо удалить: 0,12 x 15 1,8 м³. Определяют массу сварочного шлака, которая при его плотности, равной 4500 кг/м³, составляет 1,8 x 4500 8100 кг. Определяют общий расход экзотермической смеси, необходимый для удаления этого объема, умножив на массу сварочного шлака на удельный расход экзотермической смеси, т.е. на любое число в интервале (0,003 0,005 кг/кг) например:
8100 x 0,004 32,4 кг. Затем определяют массу экзотермической смеси для засыпки первой порции у летки, умножив общий расход (32,4) на любое из чисел в интервале (0,25 0,32). Например:
32,4 x 0,30 9,7 кг. Это количество экзотермической смеси засыпают на подину нагревательного колодца непосредственно у летки. В качестве экзотермической смеси используют любую шлакообразующую смесь, например, следующего состава, мас. отсевы алюминия 20, железорудный концентрат 20, датолитовый концентрат 60. По истечение 5 10 минут вводят следующую (вторую) порцию экзотермической смеси на следующий по направлению от летки участок твердого сварочного шлака. Вторая порция может быть равна остатку от общего расхода
Экзотермической смеси или части от этого остатка. Остаток определяется как разница между общим расходом экзотермической смеси и количеством ее первой порции, т.е. в данном примере: 32,4 9, 7 22,7 кг, а часть остатка определяется также, как и первая порция. После второй порции через 5 10 мин. подают третью порцию экзотермической смеси.

При этом сварочный шлак расплавляется сначала у летки и сразу же самотеком удаляется из нее, не задерживаясь на подине. Летка освобождается для беспрепятственного выхода из нее следующих порций жидкого сварочного шлака. Таким образом, жидкий сварочный шлак не остается на подине в виде локальных участков среди твердого сварочного шлака и не препятствует непосредственному контакту твердого сварочного шлака и следующих порций экзотермической смеси поглощением последней. В результате того, что таких локальных участков расплава сварочного шлака не образуется при введении экзотермической смеси порциями, последняя контактирует непосредственно с твердым сварочным шлаком и тратится только на расплавление твердого шлака, неэффективных ее затрат нет.

Примеры с другими конкретными числовыми значениями приведены в таблице. При соблюдении предлагаемого режима введения экзотермической смеси общий ее расход, как видно из таблицы, снижается в 1,5 2,5 раза. При отступлении от предлагаемого режима для полного удаления сварочного шлака приходится увеличивать общий расход экзотермической смеси. ТТТ1 ТТТ2

Способ относится к металлургии, применим для удаления сварочного шлака с подины нагревательного колодца. На шлак вводят с начала у летки первую порцию экзотермической смеси, которая составляет 0,25 - 0,33 от общего ее расхода. Через 5 - 10 мин вводят следующую порцию, (которая определяется как первая) или оставшуюся часть экзотермической смеси на остальную часть подины. Общий расход экзотермической смеси составляет 0,003 - 0,005 кг/кг удаляемого сварочного шлака. Температура нагревательного колодца при этом равна 1350 - 1400^oС. Снижается общий расход экзотермической смеси.

Способ удаления сварочного шлака с подины нагревательного колодца, включающий введение на твердой шлак экзотермической смеси, удаление расплавленного шлака через летку, отличающийся тем, что экзотермическую смесь вводят порциями, причем первую порцию, составляющую 0,25-0,33 от общего ее расхода, помещают у летки, интервалы между порциями 5-10 мин при общем расходе экзотермической смеси 0,003-0,005 кг на кг удаляемого сварочного шлака, а температуру колодца поддерживают на уровне 1360-1400^oC.