СПОСОБ ЗАДЕЛКИ ЛЕТКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2011 года по МПК C21D7/00 

Описание патента на изобретение RU2436846C1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к эксплуатации оборудования доменной печи, в частности ее горна, в нижней части которого расположены чугунные и шлаковые летки.

Чугунная летка является наиболее уязвимым местом в конструкции горна доменной печи, так как представляет собой сквозной канал в кладке горна, через который проходит большое количество жидкого чугуна и шлака, которые при истечении интенсивно размывают огнеупорную футеровку канала.

Эксплуатация современных доменных печей с большой производительностью и частыми выпусками продуктов плавки обуславливает высокие требования к эксплуатационным свойствам летки и способам заделки леточного канала после выпуска продуктов плавки из доменной печи.

Леточный канал чугунной летки шириной 250-300 и высотой 400-500 мм после выпуска чугуна и шлака заполняют густой огнеупорной леточной массой с помощью машины для забивки чугунной летки.

Известен способ заделки леток доменных печей с использованием пушки леточной массой, включающей молотый коксик, огнеупорную глину, высокотемпературный каменноугольный пек, шамотный порошок и полимеризованное поглотительное масло (SU 1224339 А, МПК С21В 7/12, опубл. 15.04.1986).

Недостатком данного способа является то, что в составе леточной массы используется дорогостоящая, причем канцерогенная, составляющая - высокотемпературный каменноугольный пек, что значительно увеличивает расходы по эксплуатации доменной печи.

Состав и качество огнеупорной массы для заделки леточного канала определяются следующими условиями. Огнеупорная масса, используемая для заделки леток доменных печей после выпуска чугуна и шлака, должна обладать высокой стойкостью к воздействию потока расплавленного металла и шлака, пониженным содержанием вредных летучих веществ, высоким сроком годности, быстрым временем схватывания при введении огнеупорной массы в леточный канал и обеспечивать его полное заполнение.

Кроме того, масса должна быть достаточно пластичной и легко заполнять все пространство летки, не оставляя пустот и незащищенных участков около леточного пространства, т.е. должна обладать объемным ростом при отвердевании. При неполном заполнении леточного канала сокращается длина леточного канала, что приводит к нежелательным последствиям, при этом основными требованиями, предъявляемыми к механическим свойствам леточных масс, являются огнеупорная прочность и пластичность. Поэтому основными компонентами огнеупорных масс для заделки чугунных леток доменных печей являются огнеупорные и связующие материалы. Огнеупорные материалы придают массе необходимую прочность, а связующие материалы - пластичность.

Огнеупорная прочность достигается за счет введения в состав массы огнеупорных материалов, как правило, на основе оксидов алюминия и кремния, обеспечивающих достаточный уровень прочности. В качестве компонента, обеспечивающего достаточную пластичность, огнеупорные массы содержат глину, которая является огнеупорным материалом и в то же время обеспечивает массе достаточный уровень пластичности.

Известна огнеупорная леточная масса, используемая для заделки леток доменных печей, включающая шамотный порошок, огнеупорную глину, молотый кокс, полимеризованное поглотительное масло и в качестве спекающей составляющей использован пекообразный продукт, полученный путем смешения органической массы угля с фракцией каменноугольной смолы в присутствии катализатора (соединений железа). Смесь подогревают до температуры 300-400° и выдерживают под давлением собственных газов (RU 2188179 С2, МПК С04В 35/52, опубл. 27.08.2002).

Недостатком известной массы являются невысокие характеристики по стойкости против воздействия потоков чугуна и шлака и значительная себестоимость огнеупорной массы.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу заделки летки доменной печи является способ заделки летки доменной печи леточной массой, приготовленной по патенту (RU 2224730, МПК С04В 35/52, опубл. 27.02.2004), которая содержит огнеупорный заполнитель в виде смеси кварцита и кварцевого песка в соотношении, мас.%: кварцит - 25-30, кварцевый песок - 70-75, или смеси боксита и корунда в соотношении, мас.%: боксит 30-40, корунд 60-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Огнеупорный заполнитель 34-66,5 Огнеупорная глина 13-20 Углеродосодержащий компонент 5-20 Карбид кремния 2,5-10,0 Органическое связующее в виде смеси фенольной смолы и нефтяных кубовых остатков 10,5-11,5 Натриевая соль алкилароматической сульфокислоты 1,5-2,5 Вода 1-2

Однако масса, приготовленная с таким составом, обладает высокой пористостью и, соответственно, имеет низкую механическую прочность и по этой причине имеет низкую сопротивляемость как к жидкому чугуну, так и к шлаковому расплаву. Кроме того, введение в состав массы органического связующего может привести к повышенной пластичности массы, к значительному выделению летучих веществ, что отрицательно влияет на время схватывания массы в летке. Это приводит к преждевременному разрушению летки, следствием чего является возникновение аварийных ситуаций при эксплуатации доменной печи.

Кроме того, масса является экологически небезопасной за счет того, что в качестве органического связующего в ее составе используется фенольная составляющая и при вскрытии летки происходит выброс газовых выделений.

Задачей изобретения является использование в способе заделки летки такой огнеупорной массы, которая при повышенной прочности и необходимой пластичности имеет низкую себестоимость и является экологически чистой.

Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенных эксплуатационных свойств летки доменной печи за счет использования способа ее заделки огнеупорной массой, которая обладает повышенной прочностью и пластичностью, имеет низкую себестоимость и является экологически чистой.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе заделки летки доменной печи, включающем дозирование компонентов и подготовку густой леточной массы в смесителе, загрузку густой леточной массы в машину для заделки летки и ее выдавливание через носок машины в леточный канал, в смесителе готовят безводную леточную массу влажностью не более 2,2% следующего состава, мас.%:

Шамотный порошок фракцией не более 3 мм 5,3-5,8 Огнеупорная молотая глина фракцией не более 0,3 мм 27,8-28,4 Кокс молотый фракции не более 3 мм 17,3-18,0 Углеродосодержащий концентрат 16,2-17,3 Карбид кремния кристаллический 11-11,6 Пек каменноугольный 2,3-2,5 Смола каменноугольная остальное,

причем в качестве углеродосодержащего концентрата используют отработанные графитовые электроды электродуговых печей с содержанием углерода 80-98% фракцией не более 3 мм, а кокс молотый фракцией не более 3 мм используют с содержанием углерода в количестве 60-90 и окиси железа не более 0,3 мас.%.

Использование в составе леточной массы шамотного порошка обеспечивает повышение прочности и стойкости летки при повышенных температурах и резких теплосменах.

За счет использования в приготавливаемой массе кокса молотого и углеродосодержащего концентрата в виде отработанных графитовых электродов совместно с каменноугольным пеком и смолой после обжига создается в летке углеродистый каркас, тем самым повышается прочность закрытой летки при снижении себестоимости самой массы.

Использование в составе массы пека каменноугольного совместно с огнеупорной глиной и другими компонентами также оказывает влияние на прочность создаваемого углеродистого каркаса, что в целом повышает прочность заделки леточного канала.

Способ заделки летки осуществляется следующим образом.

Сначала готовят безводную леточную массу.

Компоненты смеси в сухом виде, при влажности не более 2,2%, необходимого гранулометрического и количественного состава дозируют и подают в смеситель, где перемешивают в течение 20 минут. После чего из смесителя через промежуточный конвейер смеси подают в смеситель, подогретый до 60-70°С, куда подают порцию каменноугольной смолы, подогретой до 40-60°С. Затем смесь перемешивают в течение 40 минут, после чего смесь загружают в цилиндр машины для заделки летки и выдавливают густую леточную массу через носок машины в виде цилиндрической заготовки в леточный канал.

Кроме того, густую леточную массу можно подавать в шнековый пресс и затем на установку брикетирования. Через мундштук шнекового пресса масса выходит в виде цилиндрической заготовки, диаметр которой соответствует диаметру цилиндра машины для заделки летки, и затем на установке брикетирования режется на брикеты длиной 300 мм. Объем одной порции смеси, загружаемой в цилиндр машины для забивки леток, равен 0,25-0,5 м3. Температура готовой массы соответствует 50-60°С, поэтому мундштук шнекового пресса снабжен устройством для подогрева. Готовые брикеты упаковывают в целлофановые пакеты и могут быть использованы в течение 30 дней.

Пример конкретного выполнения.

Опытным путем установлено, что оптимальный вес порции готовой безводной леточной массы составляет 865 кг.

Для приготовления такого количества леточной массы были использованы указанные компоненты в различном соотношении по массе.

Для приготовления 865 кг готовой безводной леточной массы по первому варианту:

в смеситель дозируют смесь сухих составляющих в количестве: 46 кг шамотного порошка фракции 3 мм; 140 кг углесодержащего концентрата в виде отработанных графитовых электродов электродуговых печей, с содержанием углерода 80-98%, фракции не более 3 мм; 240 кг огнеупорной молотой глины фракции 0,3 мм, влажностью не более 3%, с содержанием в ней Fe2O3 не более 4% и Al2O3 не менее 34%; 95 кг карбида кремния кристаллического фракции не более 3 мм в виде отходов абразивных заводов, например Волжского, с содержанием SiC не менее 60-97%, углерода не более 4-7%, Fe2O3 не более - 0,4%; 150 кг кокса молотого фракции не более 2 мм, с содержанием углерода не менее 72% и Fe2O3 не более 0,4%; 20 кг пека каменноугольного; 174 кг смолы каменноугольной.

Влажность всех компонентов не должна превышать 2,0%. Все компоненты в сухом виде перемешивают в смесителе в течение 20 минут. После получения однородной сухой смеси смесь через промежуточный конвейер подают в смеситель, в который затем дозируют предварительно подогретую до 40-60°С каменноугольную смолу в количестве 174 кг, и всю композицию перемешивают в течение 40 минут. Затем готовую леточную массу используют для закрывания летки доменной печи или подают на расфасовку.

По второму варианту:

- для приготовления 865 кг массы было взято 50 кг шамотного порошка фракции 3 мм; 150 кг углесодержащего концентрата в виде отработанных графитовых электродов электродуговых печей, с содержанием углерода 80-98%, фракции не более 3 мм; 246 кг огнеупорной молотой глины фракции 0,3 мм, влажностью не более 3%, с содержанием в ней Fe2O3 не более 4% и Al2O3 не менее 34%; 100 кг карбида кремния кристаллического фракции не более 3 мм в виде отходов абразивных заводов, например Волжского, с содержанием SiC не менее 60-97%, углерода не более 4-7%, Fe2O3 не более - 0,4%; 155 кг кокса молотого фракции не более 2 мм, с содержанием углерода не менее 72% и Fe2O3 не более 0,4%; 22 кг пека каменноугольного. Все компоненты аналогичным образом перемешивали сначала в сухом виде в течение 20 минут, а затем в течение 40 минут с жидкой каменноугольной смолой, взятой в количестве 142 кг.

Заделку летки осуществляли с помощью одноцилиндровой пушки с электрическим приводом, при этом пушка работает как шприц, ее основным органом является цилиндр, внутри которого перемещается поршень, выталкивающий леточную массу через носок в канал летки. Леточную массу загружают в цилиндр пушки, объем которого равен 0,25-0,5 м3.

В целях определения эксплуатационных свойств густой леточной массы были проведены ее испытания на действующей доменной печи. Результаты испытаний показали надежное закрытие чугунной летки, а при выпуске чугуна не происходит разгар летки по длине и диаметру канала. Кроме того, обеспечены спокойный режим и стабильные параметры выпуска жидкого чугуна и шлака по леткам, а также достигнуто снижение себестоимости леточной массы за счет использования отходов графитовых электродов.

Похожие патенты RU2436846C1

название год авторы номер документа
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ЛЕТОК ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 2000
  • Неволин В.М.
  • Зоткина Н.А.
  • Базегский А.Е.
  • Денисов Ю.М.
  • Колобаева Д.И.
  • Пьяных Е.В.
  • Школлер М.Б.
  • Портнов Л.В.
RU2188179C2
ЛЁТОЧНАЯ МАССА 2007
  • Шатохин Игорь Михайлович
  • Зиатдинов Мансур Хузиахметович
RU2371420C2
Огнеупорная масса для заделки леток доменных печей 1983
  • Лаптев Анатолий Иванович
  • Янковский Александр Самуилович
  • Горбачев Владимир Павлович
  • Марьясов Михаил Фомич
  • Винокуров Геннадий Васильевич
  • Польщиков Анатолий Владимирович
  • Хорошилов Владимир Васильевич
SU1224339A1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ЗАКРЫТИЯ ЧУГУННЫХ ЛЁТОК ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 2007
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Маряшин Виктор Анатольевич
  • Поляков Николай Серафимович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Томских Сергей Геннадьевич
RU2356870C2
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ЧУГУННЫХ ЛЁТОК ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 2007
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Поляков Николай Серафимович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Томских Сергей Геннадьевич
  • Поляков Виталий Николаевич
RU2356871C2
Способ приготовления огнеупорной массы для заделки чугунных леток доменных печей 1981
  • Мишин Петр Павлович
  • Бойко Михаил Гаврилович
  • Цейтлин Марк Аронович
  • Пензин Сергей Алексеевич
  • Туктамышев Ибрагим Шарифович
  • Бычихин Алексей Алексеевич
  • Загайнов Леонид Сергеевич
  • Вибе Герман Абрамович
  • Игольницын Александр Николаевич
  • Степин Геннадий Михайлович
SU1006416A1
Леточная масса 1979
  • Выдрина Жанна Алексеевна
  • Дянкова Людмила Викторовна
  • Устенко Александра Сергеевна
  • Винокуров Израиль Яковлевич
  • Антонов Владимир Михайлович
  • Маньковецкий Леонид Михайлович
  • Детков Виктор Васильевич
  • Ильин Вадим Анатольевич
  • Адушев Михаил Федорович
  • Кругликов Анатолий Абрамович
SU833866A1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА 2000
  • Франценюк Л.И.
  • Асташова Р.В.
  • Коняхин А.В.
RU2189955C2
Лёточная масса 2002
  • Гороховский А.М.
  • Карпец Л.А.
  • Кононова Т.Н.
RU2224730C1
Огнеупорная масса для заделки доменных печей 1977
  • Дышлевич Игорь Иосифович
  • Гребенюк Николай Григорьевич
  • Соколова Элеонора Ивановна
  • Музыка Геннадий Ильич
  • Бойченко Алексей Афанасьевич
  • Моисеев Владимир Андреевич
SU661020A1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ЗАДЕЛКИ ЛЕТКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к эксплуатации оборудования доменной печи. Способ заделки летки доменной печи включает дозирование компонентов и подготовку густой леточной массы в смесителе, загрузку густой леточной массы в машину для заделки летки и ее выдавливание через носок машины в леточный канал, при этом в смесителе готовят безводную леточную массу влажностью не более 2,2% следующего состава, мас.%: шамотный порошок фракцией не более 3 мм - 5,3-5,8; огнеупорная молотая глина фракцией не более 0,3 мм - 27,8-28,4; кокс молотый фракцией не более 3 мм 17,3-18,0; углеродосодержащий концентрат 16,2-17,3; карбид кремния кристаллический 11-11,6; пек каменноугольный 2,3-2,5; смола каменноугольная - остальное. В качестве углеродосодержащего концентрата используют отработанные графитовые электроды электродуговых печей с содержанием углерода 80-98% фракцией не более 3 мм, а кокс молотый фракцией не более 3 мм используют с содержанием углерода в количестве 60-90 и окиси железа не более 0,3 мас.%. Обеспечиваются повышенные эксплуатационные свойства летки доменной печи, а огнеупорная масса обладает повышенной прочностью и пластичностью, имеет низкую себестоимость и является экологически чистой.

Формула изобретения RU 2 436 846 C1

Способ заделки летки доменной печи, включающий дозирование компонентов и подготовку густой леточной массы в смесителе, загрузку густой леточной массы в машину для заделки летки и ее выдавливание через носок машины в леточный канал, отличающийся тем, что в смесителе готовят безводную леточную массу влажностью не более 2,2% следующего состава, мас.%:
шамотный порошок фракцией не более 3 мм 5,3-5,8 огнеупорная молотая глина фракцией не более 0,3 мм 27,8-28,4 кокс молотый фракцией не более 3 мм 17,3-18,0 углеродосодержащий концентрат 16,2-17,3 карбид кремния кристаллический 11-11,6 пек каменноугольный 2,3-2,5 смола каменноугольная остальное,


причем в качестве углеродосодержащего концентрата используют отработанные графитовые электроды электродуговых печей с содержанием углерода 80-98% фракцией не более 3 мм, а кокс молотый фракцией не более 3 мм используют с содержанием углерода в количестве 60-90 и окиси железа не более 0,3 мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2436846C1

Лёточная масса 2002
  • Гороховский А.М.
  • Карпец Л.А.
  • Кононова Т.Н.
RU2224730C1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ЛЕТОК ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 2000
  • Неволин В.М.
  • Зоткина Н.А.
  • Базегский А.Е.
  • Денисов Ю.М.
  • Колобаева Д.И.
  • Пьяных Е.В.
  • Школлер М.Б.
  • Портнов Л.В.
RU2188179C2
Огнеупорная масса для заделки леток доменных печей 1983
  • Лаптев Анатолий Иванович
  • Янковский Александр Самуилович
  • Горбачев Владимир Павлович
  • Марьясов Михаил Фомич
  • Винокуров Геннадий Васильевич
  • Польщиков Анатолий Владимирович
  • Хорошилов Владимир Васильевич
SU1224339A1
ОГНЕУПОРНАЯ МАССА ДЛЯ ЖЕЛОБОВ И ЧУГУННЫХ ЛЕТОК ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 1964
SU431217A1
Огнеупорная масса для заделки доменных печей 1977
  • Дышлевич Игорь Иосифович
  • Гребенюк Николай Григорьевич
  • Соколова Элеонора Ивановна
  • Музыка Геннадий Ильич
  • Бойченко Алексей Афанасьевич
  • Моисеев Владимир Андреевич
SU661020A1
WO 2010094571 A1, 26.08.2010.

RU 2 436 846 C1

Авторы

Сусанин Владимир Иванович

Морозов Алексей Александрович

Даты

2011-12-20Публикация

2010-12-21Подача