Способ заправки подин нагревательных колодцев Советский патент 1984 года по МПК C21D9/70 

Изобретение относится к нагреву металла, конкретно к нагревательным колодцам. Известен способ заправки подин нагревательных колодцев, включающий введение заправочного материала на подину, где в качестве заправочного материала используется коксик и доломит l . При данном способе заправки подина колодца остается незащищенной от воздействия окалины, что ограничивает скорость нагрева за счет повышения температуры теплоносителя из-за опасения размягчения окалины, ее взаимодействия с футеровкой подин и последующего роста подины. Наиболее близким к предлагаемому является известный способ заправки подин нагревательных колодцев, включающий введение на подину колодцев и в шлаковые стаканы коксика в смеси с доломитом, что позволяет защищать как шлаковые стаканы, так и подину И; При этом не допускается ошлакование слоя защитного состава, непосред ственно прилегающего к подине, так как в случае полного ошлакования смеси образуется вязкий шлак, трудно удаляемый с подины. Уборка защитного состава производится сгребанием через открытые шлаковые стаканы специальной лопатой закрепляемой в клещах крана. Заправочный период составляет от четырех до десяти всадов. Основным требованием, предъявляемым к заправочным материалам, при сухой уборке шлака служит его способ ность к поглощению и нейтрализации шлака, образующегося при нагреве. Раздельная заправка пода колодца чередующимися слоями коксика и доломита ненамного увеличивает межзаправочный период работы колодца, так ка окислительная атмосфера при нагреве металла обуславливает горение коксика. Отказ от использования коксика, заправка стаканов только жаростойким материалом, например окатышами, без укрытия самой подины, возможно только при низких температурах нагрева металла, когда окалина не размягчает ся и не взаимодействует с материалом футеровки пода. Однако при нагреве некоторых марок стали, например трансформаторной образуется жидкий шлак в большом количестве из-за наличия в составе ока лины Si и S, При использовании известного запр вочного состава образующийся жидкий шлак пропитывает состав с большей скоростью и достигает подины. Такой шлак удаляется трудно с подины колод ца, приводит к зарастанию подины и соответственно к росту нагрузок на механизм кранов при удалении заправочного состава .лопатой. Цель изобретения - увеличение межремонтного периода работы и снижение нагрузки на механизмы чистки подины. Указанная цель достигается тем, что согласно способу заправки подии нагревательных колодцев, преимущественно с отоплением верхней горелкой и удалением шлака через шлаковые стаканы, включающему дозированную подачу заправочного материала на подину и в шлаковые стаканы и последующее удаление образовавшегося шлака, в качестве заправочного материала в шлаковые стаканы подают жаростойкий : пылевидный материал, а на подину - флюс, образующий с окалиной нагреваемого металла жидкий шлак. В качестве флюса используют до-, менный шлак. В качестве флюса используют конвертерный шлак. В качестве жаростойкого пылевидного материала используют прокатную окалину. В качестве жаростойкого пылевидного материала используют доменный шлак. В качестве жаростойкого пылевидного материала используют конвертерный шлак. Между жаростойким материалом, засыпанным в стаканы, и флюсом, засыпанным на подину, происходит граничное (пленочное) взаимодействие, но образования жидкого шлака в массе не происходит,так как нет условий для прогрева жаростойкого материала в стакане из-за отсутствия коксика. Работа колодца с наличием отрицательного давления на поде способствует охлаждению материала в стакане и ограничению его взаимодействия с флюсом из-за подсоса воздуха через затвор стакана. Образующаяся на границе между жаростойким материалом в стакане и флюсом, находящимся на подине, жидкая пленка застывает и препятствует проникновению расплавленного флюса в стакан. Падение вязкости шлака при насыщении его окалиной обуславливает снижение усилий на механизмы клещевого крана при сгребании шпака лопатой. Заправка подины нагревательного колодца производится следующим образом. С помощью бадьи шлаковые стаканы заполняют одним из вышеуказанных жаростойких пылевидных материалов с небольшим превышением уровня насыпаемого материала над подиной колодца. Подину колодца засыпают флюсом на высоту . 200-250 мм. Производят посад слитков и нагре их до установленной температуры. Флюс расплавляется после достижения температуры ISOO C и выдержке при этой температуре 3-4 ч. Окалина с нагреваемых слитков, п пс1дая в расплав флюса, растворяется в нем с образованием железистого монтичеллита CaO-FeO-SiOn с темпера турой плавления . После нагрева слитков производит их выдача в прокат. После выдачи слитков производится следующий поса слитков, С увеличением времени пребывания расплава флюса на подине происходит его насыщение окалиной с постепенны повышением вязкости, но подвижность шлака остается достаточно высокой, чтобы обеспечить значительное сниже ние I механических нагрузок на механизм клещевого крана при последующе уборке шлака. Через 14 всадов производят чистк пода колодца. После выдачи металла колодеи пазогревают до температуры 1260-1270 и производят чистку, пода. Чистку пода производят следующим образом. Открывают затворы шлаковых стаканов и высыпают жаропрочный пылевидный материал в установленные коробки. Так как расплавленный флюс образует спекшуюся корочку над шлаковым стаканом, которая препятствует затеканию флюса в стакан, то образующуюся корочку пробивают пико Образующееся отверстие расширяют лопатой и сгребают шлак в стаканы. Так как шлак имеет низкую вязкость, он без больших усилий удаляется с подины. После удаления шлака затворы шла ковых стаканов закрывают и производят заправку стаканов жаропрочным пылевидным материалом, а подину засыпают флюсом. На нагревательных колодцах стана 1300 Челябинского металлургического завода проведены испытания способа заправки нагревательных колодцев, работающих с отоплением верхней горелкой и удалением шлака через шлаковые стаканы. Испытание 1. После очистки пода от ишака и закрытия затворов шлаковых стаканов последние заполняют сушеной прокатной окалиной следующего состава, массовые доли в %: SiOo - 2,56; СаО - 0,96; Мд - 0,82; FeO - 64,94; - 32,64; следы. Расход окалины на заправку составляет в среднем 1,5-2,0 т. На подину колодца в качестве флюсующего материала вводит доменный шлак в количестве десяти тонн следующего состава, массовые доли в %: СаО - 34,42; SiOj - 39,45; MgO 11,67; - 12,39; FeO - 0,31; MnO - 0,77; S - 0,83. При использовании в качестве флюса доменного шлака разжижение шлака происходит в результате образования соединения типа монтичеллита СаО FeO-Si с температурой, плавления 1208С. Испытаниями установлено, что оптимальная вязкость шлака находится после 12-14 всада, после чего вязкость шлака постепенно увеличивается за счет роста содержания FeO в шлаке. После 14 всада подину колодца чистят. Шлак при сгребании лопатой гранулируются в куски размером 50200 мм. Бугров и наростов на подине не образовывалось. Так как испытания способа заправки проводят в колодцах, которые ранее заправляют коксо-доломитовой смесью, то введение доменного шлака как флюса способствует растворению бугров и наростов на подине. Прорывов и затекания шлака в стаканы нет, так как верхний слой окалины в стакане при соприкосновении с расплавленным флюсом спекается и образует корку. Всего выполнено восемь заправок с использованием в качестве флюса доменного шлака и заправкой шлаковых стаканов окалиной. Испытание 2. Шлаковые стаканы заполняют сухой прокаткой окалиной, а в качестве флюса используют конвертерный шлак фракции 0,5-10 мм следующего состава массовые доли в %:: СаО - 46,3; SiO - 15,5; MgO - 37бО; - 3,0; FeO - 16,3; MnO - 4,2; - 11,1. При использовании в качестве флюса.конвертерного шлака происходит преимущественно образование ферритов кальция CaO-Fe O-j с температурой плавления 1216ОС. Заправку и чистку подин производят через 14 всадов. Всего сделано на данном составе шесть заправок. Порядок нагрева и чистки подин сохраняется как и в предыдущем испытании. Вязкость образующегося шлака была несколько выше, чем с использованием в качестве флюса доменного Шлака. Чистка ведется удовлетворительно, нагрузки на механизм клещевого крана меньше чем при сухом шлакоудалёнии. Испытание 3. В качестве-жаропрочного пылевидного матёригипа в шлаковые стаканы загружают доменный шлаи. Его же.используют для заправки подин в качестве флюса. Состав доменного шлака идентичен приведенному в примере испытания 1. Режим нагрева металла остается преждним. Максимальная температура нагрева 1300°С, минимальная - 1280с.

Чистку подины делают через 14 всадов. Образующийся шлак жидкотекучий, легко сгребается лопатой.

Степень спекания шлака в шлаковом стакане практически остается на том же уровне, что и при использовании прокатной окалины. Стаканы после открывания затворов пробивают с помощью пики и лопаты. Всего опробовано шесть заправок на данном составе.

Испытание 4. Конвертерный шлак фракции 0,5-10 мм используют для заправки шлаковых стаканов и подины. Состав конвертерного шлака идентичен приведенному в примере испытания 2. Режим нагрева металла - горячий и холодный всад, температура нагрева 1280-1300°С. При чистке пода после 14 всадов шлак имеет несколько большую вязкость, чем доменный шлак, нагрузки на механизм клещевого крана меньше, чем при сухом шлакоудалении. Всего проведено с конвертерным шлаком б-заправок.

Возможность использования флюсов - доменного и конвертерного шлака в качестве жаропрочного материала для защиты стаканов обуславливается возможностью работы колодца с разрежением на подине и охлаждением материала в стакане воздухом, подсасывающимся через слой материала в стакане.

Экономическая эффективность применения данного способа заправки подин нагревательных колодцев подтверждается расчетом.

Длительность времени затрачиваемого на чистку подин снижается в 2,33 раза, что позволяет снизить простои на 1167 ч и за счет этого увеличить производительность колодцев .

1. СПОСОБ ЗАПРАВКИ ПОДИН НАГРЕВАТЕЛЬПЫХ КОЛОДЦЕВ, преимущественно с отоплением верхней горелкой и удалением ишака через шлаковые стаканы, включающий дозированную подачу заправочного материала на подину и в шлаковые стаканы и последующее удаление образовавш8гося шлака, о тличающийся тем, что,с целью увеличения межремонтного периода работы печи и снижения нагрузки на механизм чистки подины,в качестве заправочного материала в шлаковые стаканы подают жаростойкий пылевидный материал, а на подину - флюс, образующий с окалиной нагреваемого металла жидкий шлак. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве флюса используют доменный шлак. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве флюса используют конвертерный шлак. 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жаростойкого пылевидного материала S используют прокатную окалину. (Л 5.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качестве пылег. видного мат.ериала используют доменный шлак. 6.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жаростойкого пылевидного материала ис-. пользуют конвертерный шлак. ki СО