Футеровка нижней части конвертера с отъемным днищем Российский патент 2020 года по МПК C21C5/44 F27D1/00 F27D1/16 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к футеровке кислородного конвертера с отъемным днищем.

Известна футеровка конвертера, состоящая из арматурного, рабочего слоя, трех арматурных слоев днища конвертера, рабочего слоя днища конвертера в местах заделки стыка днища конвертера и его цилиндрической части выкладывают дополнительное кольцо из переклазоуглеродистых огнеупоров [1] (Патент на полезную модель РФ, № 24467, МПК⁶ С 21С 5/44, 2002).

Недостатком указанной футеровки является то, что стык конвертера перекрывается одним рядом огнеупорных изделий. Данное техническое решение начинает работать только в заключительной стадии эксплуатации конвертера, что явно недостаточно при длительных кампаниях.

Известна конструкция стыка огнеупорной футеровки конвертера с отъемным днищем состоящая из нескольких слоев, выкладываемых огнеупорными формованными изделиями [2] (Патент на полезную модель РФ, № 139671, МПК⁶ С21С5/44, 2013).

Недостатком этой конструкции является то, что во время эксплуатации стыка конвертера, из-за отсутствия зацепления перекрывающих стык огнеупорных изделий, происходит их выпадение из стыка, тем самым необходимо увеличивать количество материалов на уход за данным районом футеровки металлургического агрегата.

Наиболее близким решение к изобретению является кладка стыка футеровки конвертера состоящая из примкнутых друг к другу футеровки нижней части конвертера и прилегающей к ней футеровки днища, огнеупорной набивной массы, выполнена формованными огнеупорными изделиями с чередующимся сдвигом рядов по фронту на величину 0,02-0,19 длины данного кирпича с заполнением зазоров огнеупорной набивной массой, причем формованные огнеупорные изделия имеют форму параллелепипеда, поочередно обеспечивающие плотное сопряжение футеровки стены и днища, между рядами предварительно нанесен мертель или огнеупорная клеевая композиция [3] (Патент на изобретение РФ, № 2642995, МПК⁶ С21С5/44, F27D1/00 2016) .

Недостатком этой кладки стыка футеровки конвертера является то, что во время эксплуатации стыка конвертера, из-за отсутствия зацепления перекрывающих стык огнеупорных изделий, происходит их выпадение из стыка, тем самым необходимо увеличивать количество материалов на уход за данным районом футеровки металлургического агрегата.

Задача изобретения – увеличение стойкости конвертера за счет исключения проникновения металла в процессе выплавки стали в стык огнеупорной кладки стенок и днища конвертера.

Технический результат изобретения возникает при применении предлагаемой футеровки нижней части конвертера с отъемным днищем в виде двух и более окатов, при этом последний окат кладки нижней части стен конвертера осуществляют с чередованием со слоями кладки стыка конвертера, а величина перевязки последнего оката кладки с соседними рядами 1-4 оката кладки нижней части стен конвертера составляет 0,01-0,5 от длины огнеупорных изделий последнего оката кладки нижней части стен конвертера.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в футеровке

нижней части конвертера с отъемным днищем содержащем примкнутые друг к другу

футеровки нижней части стен конвертера и футеровки отъемного днища конвертера,

набивную огнеупорную массу предусмотрены следующие отличия:

• футеровка нижней части стен конвертера состоит из 1-4 окатов огнеупорных формованных изделий;

• последний окат кладки нижней части стен конвертера осуществляется с чередованием со слоями кладки стыка конвертера с дополнительным заполнением образующихся зазоров огнеупорной набивной массой между футеровкой отъемного днища конвертера и последним окатом футеровки нижней части конвертера и между футеровкой части конвертера и кладкой формованными изделиями стыка конвертера;

• величина перевязки последнего оката кладки с соседними рядами кладки нижней части стен конвертера составляет 0,01-0,5 от длины огнеупорных изделий последнего оката кладки нижней части стен конвертера;

• между горизонтальными рядами футеровки нижней части стен конвертера используют компенсационный материал на высоту от 20-1500 мм от первого ряда кладки.

Кроме того, предложенная футеровка нижней части конвертера с отъемным

днищем отличается тем, что в качестве компенсационного материала используют картон, а также возможны различные варианты исполнения представленной кладки с усилением зоны стыка нижней части конвертера и днища конвертера путем примыкания рядов кладки стыка к футеровке днища конвертера, либо на высоту от 50 до 250 мм, либо на высоту от 250 до 450мм, либо на высоту от 450 до 650 мм.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Техническое решение позволяет увеличить продолжительность времени эксплуатации конвертера, снизить расходы материалов по уходу за футеровкой конвертера и исключить проход металла в стык между рабочей футеровкой днища и нижней части стен конвертера, тем самым снизить время на ремонт металлургического агрегата.

Техническая сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором:

ФИГ 1. – общая схема стыка футеровки конвертера с отъемным днищем,

ФИГ 2 – показан пример выполнения кладки формованными огнеупорными изделиями стыка конвертера с их примыканием к футеровке отъемного днища конвертера на высоту от 50 до 250 мм.;

ФИГ 3 показан пример выполнения кладки формованными огнеупорными изделиями стыка конвертера с их примыканием к футеровке отъемного днища конвертера на высоту от 250 до 450 мм.

ФИГ 4 показан пример выполнения кладки формованными огнеупорными изделиями стыка конвертера с их примыканием к футеровке отъемного днища конвертера на высоту от 450 до 650 мм.

Предложенная футеровка нижней части конвертера с отъемным днищем состоит из 1-футеровки нижней части конвертера, 2- окат футеровки нижней части стен конвертера , преимущественно в количестве 1-4 окатов, 3 – последний окат футеровки нижней части конвертера, 4 – огнеупорная набивная масса, 5 – кладка формованными огнеупорными изделиями стыка конвертера, 6 - футеровка отъемного днища конвертера, 7 – зазор между футеровкой отъемного днища конвертера и последним окатом футеровки нижней части конвертера, 8 – зазор между футеровкой нижней части конвертера и кладкой формованными огнеупорными изделиями стыка конвертера, 9 – перевязка формованных огнеупорных изделий стен нижней части конвертера; 10 – компенсационный материал.

Осуществление изобретения.

Огнеупорную футеровку конвертера с отъемным днищем выполняют с разделением операций. Вначале выкладывают стенки в собственном конвертере до нижней части конуса конвертера 1. Затем укладывают от 1 - 4 окатов нижней части стен конвертера 1. После чего отомкнутое отъемное днище конвертера 6 футеруют отдельно. Затем детали кожуха соединяют и осуществляют завершение кладки. После примыкания футеровки отъемного днища конвертера 6 осуществляют укладку последнего оката 3, который чередуют со слоями кладки футеровки стыка конвертера 5. Величина перевязки последнего оката кладки нижней части стен конвертера 3 с соседними рядами 1 - 4 окатов кладки нижней части стен конвертера 1 составляет 0,01-0,5 от длины огнеупорных изделий 5 последнего оката кладки нижней части стен конвертера, минимальный размер (0,01) обусловлен не достижением технического результата, а максимальный (0,5) конструкционной особенностью кладки футеровки конвертера, при увеличении параметра более 0,5 приводит к усложнению технологии кладки и увеличению времени футеровочных работ. Между горизонтальными рядами футеровки нижней части стен конвертера 1 применят компенсационный материал 10, необходимого для компенсации усадки футеровки нижних рядов, на высоту от 20-1500мм от первого ряда кладки. Для окончательного уплотнения в зазорах между футеровкой отъемного днища конвертера и последним окатом футеровки нижней части конвертера 7, а также в зазорах между футеровкой нижней части конвертера и кладкой формованными огнеупорными изделиями стыка конвертера 8 используют огнеупорную набивную массу 4.

В качестве огнеупорной набивной массы 4 используют набивную массу на основе периклаза, обеспечивающего надежное заполнение образующихся в процессе кладки футеровки зазоров.

Количество 1 - 4 окатов нижней части стен конвертера 2, зависит от размеров огнеупорных изделий, применяемых в нижней части стен, при увеличении числа окатов в данной области более 4 необходимо применять изделия небольшой длины, что приведет к снижению эксплуатационных свойств футеровки нижнего конуса конвертера и увеличению времени огнеупорных работ.

Дополнительная перевязка слоев нижней части стен конвертера обеспечит повышенную износоустойчивость стыка нижней части стен и днища конвертера.

Минимальный показатель совмещения второго ряда кладки с соседними рядами первого слоя кладки нижней части стен конвертера 0,01 в зависимости от длины огнеупорных изделий второго ряда кладки нижней части стен конвертера 1 обусловлен отсутствием технического результата.

Максимальный показатель совмещения второго ряда кладки с соседними рядами первого слоя кладки нижней части стен конвертера 0,5 в зависимости от длины огнеупорных изделий второго ряда кладки нижней части стен конвертера 1 обусловлен сложностью исполнения схема футеровки и, как следствие значительного увеличения времени футеровки конвертера.

Зазоры 7 и 8 между огнеупорными изделиями 5 в нижней части конвертера 1 под тяжестью верхних слоев уплотняются, поэтому футеровка стыка, выполненная из формованных огнеупорных изделий и огнеупорной набивной массы, по высоте будет не соответствовать футеровке нижней части конвертера 1, что приведет к увеличению времени кладки последних рядов стыка конвертера. Для исключения данного недостатка в футеровке нижней части конвертера устанавливается компенсационный материал 10.

В качестве компенсационного материала 10 используют предпочтительно картон, т.к. в процессе нагрева футеровки картон выгорает, тем самым компенсирует тепловое расширение огнеупорных материалов.

Высота компенсационного материала 10 между горизонтальными рядами футеровки нижней части стен конвертера 1 предпочтительно составляет 20-1500мм от первого ряда кладки. Минимальный размер 20 мм. обусловлен не достижением технического результата, максимальный размер 1500 мм. достаточен для компенсации усадки футеровки в нижнем конусе конвертера под тяжестью огнеупоров цилиндрической части и верхнего конуса конвертера.

В качестве вариантов возможно исполнение представленной кладки с усилением зоны стыка нижней части конвертера 1 и днища конвертера 6 путем примыкания рядов кладки стыка 5 к футеровке отъемного днища конвертера 6 на высоту от 50 до 250 мм, приведенная на ФИГ.2, от 250 до 450 мм, приведенная на ФИГ.3, от 450 до 650, приведенная на ФИГ.4. Дополнительное перекрытие стыка конвертера формованными огнеупорными изделиями позволит обеспечить надежную работу футеровки конвертера.

Испытание по футеровке нижней части конвертера с отъемным днищем прототипа и предлагаемого изобретения осуществлены в конвертерном цехе АО «ЕВРАЗ НТМК», что соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая футеровке нижней части конвертера с отъемным днищем футеровка позволяет увеличить стойкость конвертера, за счет исключения проникновения металла в процессе выплавки стали в стык огнеупорной кладки стенок конвертера и днища.

Источники информации

[1] (Патент на полезную модель РФ, № 24467, МПК⁶ С 21С 5/44, 2002).

[2] (Патент на полезную модель РФ, № 139671, МПК⁶ С21С5/44, 2013).

[3] (Патент на изобретение РФ, № 2642995, МПК⁶ С21С5/44, F27D1/00 2016).

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к футеровке кислородного конвертера с отъемным днищем. Футеровка нижней части конвертера с отъемным днищем состоит из примкнутых друг к другу футеровки отъемного днища конвертера и футеровки нижней части стен конвертера, выполненной из формованных огнеупорных изделий, расположенных рядами с чередованием, формованных огнеупорных изделий стыка конвертера и набивной огнеупорной массы, предназначенной для заполнения образовавшегося зазора между футеровками. Величина перевязки формованного огнеупорного изделия одного ряда футеровки нижней части стен конвертера относительно другого ряда составляет 0,01-0,50 от длины упомянутого формованного огнеупорного изделия. При этом между горизонтальными рядами футеровки нижней части стен конвертера расположен материал для компенсации усадки футеровки нижних рядов на высоте от 20-1500 мм от первого ряда кладки нижней части стены конвертера. В результате обеспечивается увеличение стойкости конвертера за счет исключения проникновения металла в процессе выплавки стали в стык огнеупорной кладки стен конвертера и днища. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Футеровка нижней части конвертера с отъемным днищем, состоящая из примкнутых друг к другу футеровки отъемного днища конвертера и футеровки нижней части стен конвертера, выполненной из формованных огнеупорных изделий, расположенных рядами с чередованием, формованных огнеупорных изделий стыка конвертера и набивной огнеупорной массы, предназначенной для заполнения образовавшегося зазора между футеровками, отличающаяся тем, что величина перевязки формованного огнеупорного изделия одного ряда футеровки нижней части стен конвертера относительно другого ряда составляет 0,01-0,50 от длины упомянутого формованного огнеупорного изделия, при этом между горизонтальными рядами футеровки нижней части стен конвертера расположен материал для компенсации усадки футеровки нижних рядов на высоте от 20-1500 мм от первого ряда кладки нижней части стены конвертера.

2. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что высота стыка конвертера из формованных огнеупорных изделий составляет от 50 до 250 мм.

3. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что высота стыка конвертера из формованных огнеупорных изделий составляет от 250 до 450 мм.

4. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что высота стыка конвертера из формованных огнеупорных изделий составляет от 450 до 650 мм.

5. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве материала для компенсации усадки футеровки нижних рядов используют картон.

6. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что в нижней части стен конвертера она состоит из 1-4 окатов.