Способ выполнения набивной футеровки желоба доменной печи Советский патент 1993 года по МПК C21B7/14 

Изобретение относится к металлургии, а именно, к производству железа, чугуна и стали и может быть использовано в металлургической промышленности при возведении доменных печей.

Известен способ выполнения набивной футеровки желоба доменной печи, включающий приготовление огнеупорной массы, . ее укладку в дно, а затем и в стенки желоба, виброуплотнение и трамбовку с приданием заданной геометрической формы (1).

Недостаток известного способа заключается в низком рабочем ресурсе желоба. Это объясняется тем, что струи жидкого металла и шлака под влиянием высоких темпе ратур оказывают на желоб деструктивное воздействие, например, уносят летучие и вымывают твердые компоненты футеровки.

Цель изобретения - повышение рабочего ресурса желоба.

Указанная цель достигается тем, что способ выполнения набивной футеровки желоба доменнай печи, включающий приготовление огнеупорной массе, ее укладку в

дно, а затем и в стенки желоба, виброуплотнение и трамбовку с приданием заданной геометрической формы, согласно изобретению, после укладки огнеупорной массы формуют дно желоба дополнительной подсыпкой графитовых фракций, предварительно покрытых при температуре 250...300°С плёнкой каменноугольного пека на толщину 0,35...0,50 мм, причем высота подсыпки составляет 1/3 высоты набивной футеровки дна желоба.

Техническое решение предусматривает выполнение набивной футеровки, состоящей из огнеупорной подушки и цементирующей подсыпки на основе графитовых фракций и каменноугольного пека, уложенной на наиболее нагруженном участке - в днище желоба доменной печи. Формовка дна желоба, например, подсыпкой графитовых фракций, после укладки огнеупорной массы обеспечивает высокую адгезию и плотность компонентов набивной футеровки..

(Л

Х|

СП

о

00

со

ы

Физическое воздействие над каменноугольным пеком и графитом, как материальными объектами с высокими связующим и теплоизолирующим свойствами, позволяет проявить сверхсуммарный эффект, нацеленный на повышение рабочего ресурса желоба. Так, графитовые фракции перед виброуплотнением, покрывают пленкой ка- менноуголь ного пека на заданную толщину, в частности 0,25...0,50 мм, а каменноугольный пек (перед нанесением) подвергают термообработке - разжижают при Т 250- 300°С, значительно превышающей температуру плавления. Покрытие графитовых фракций пековой пленкой исключает перенасыщение массы ее излишками, разнотол- щинность, скопление которой в зазорах между фракциями графита склонно к выгоранию и уносу из-за недостаточной связи с. огнеупоной массой. Именно воздействие на графит пековой пленкой перед виброуплотнением снижает влияние температурной и механической агрессии со стороны жидких шлака и металла, ибо предлагаемое покрытие позволяет изолировать от них огнеупор- ную массу и активировать адгезию компонентов набивной футеровки.

. Применение другого материала вместо каменноугольного пека сдерживает достижение поставленной цели.

Достижение указанной цели невозможно и без условий выполнения операций над каменноугольным пеком и графитом. В частности покрытие графитовых фракций пленкой каменноугольного пека толщиной менее 0,35 мм нецелесообразно. Это обусловлено тем, что при меньших значениях толщины пленки снижается адгезия цементирующей подсыпки с огнеупорной массой подушки желоба. Увеличение толщины пековой пленки более 0,50 мм нецелесообразно также, Это объясняется увеличением пористости цементирующего слоя,содер- жания избытка пека в зазорах между фракциями графита, выхода летучих компонентов, что в совокупности снижает эффект цементации набивной футеровки. Вместе с тем покрытие графитовых фракций каменноугольным пеком (или разжижение пека) при Т 250...300°С, позволяет последнему проявить сверхсуммарный эффект, нацеленный на повышение рабочего ресурса желоба доменной печи. Это обусловлено тем, что при Т 250...300°С значительно превышающей Т плавления, пек превращается в псевдоожиженьое состояние. В указанном состоянии каменноугольный пек, как компонент с высоким связующими и огнеупорными характеристиками диффундирует кристаллическую решетку графита, проникая как большую глубину структуры, проявляя тем самым свойство коагулянта. Это, ввиду доведения графита до фракционных габаритов в большом приближении, способ- ствует его глубокой пропитке, а после виброуплотнения и трамбовки - закупорке пека в подсыпке и значительному сокращению уноса летучих ингредиентов. Результатом взаимодействия фракций графита и

0

каменноугольного пека является получение

цементирующего слоя высокой температурной мощности, предотвращающего температурную и механическую агрессию со стороны струй металла и шлака в желобе,

5 достигнутого новым свойством каменноугольного пека. Покрытие графитовых фракций каменноугольным пеком при Т меньше 250°С нецелесообразно. Это обусловлено снижением здгезионных и коагуляционных

0 свойств пека. Покрытие при температуре разжижения пека, превышающей 300°С нецелесообразно также. Это объясняется повышенной испаряемостью пека, что снижает его теплофизические свойства и

5 повышает текучесть, снижающую возможность достижения равномерного пленочного покрытия графита, развивается его разнотолщинность, а следовательно неравномерность цементации набивной футе0 ровки,

Наряду с этим, высота подсыпки, согласно изобретению, составляет 1/3 высоты набивной футеровки дна желоба. Отклонение высоты подсыпки от заданного значе5 ния нецелесообразно. Это объясняется тем, что при высоте подсыпки меньшей 1/3 высоты набивной футеровки снижается эффективность цементации, ибо возрастает вероятность вымывания футеровки струями

0 расплавленных металла и шлаков. При высоте подсыпки превышающей 1/3 высоты набивной футеровки снижается мощность ее огнупорного слоя, повышается вероятность разрушения цементирующей под5 сыпки вследствии ускорения выгорания графита и уноса летучих компонентов каменноугольного пека.

На чертеже представлено продольное сечение желоба доменной печи.

0 Желоб содержит дно 1, боковые футерованные огнеупорным кирпичом стенки 2 и наружную оболочку 3. Дно 1 и боковые стенки 2 насыщены огнеупорной массой 4, составляющей основу набивной футеровки. В

5 дне 1 поверх огнеупорной массы 4 размещена цементирующая подсыпка 5 на основе графитовых фракций и каменноугольного пека, высотой Hi, соответствующей 1/3 высоты На набивной футер6вки4дна 1 желоба.

Для изготовления предлагаемого желоба доменной печи, в работающие бегуны .типа СН567 из объемных дозаторов загружают исходную огнеупорную массу, которую перемешивают ковшевым элеватором. Футеровочная масса имеет следующий состав, мае. %:

Кокс доменный24,5-29,5 Пек каменноугольный 11,0-16,0 Глина огнеупорная 17,5-20,5 Углеродосодержащий материал (1C) 36,5-44,5 Влага 10-14 Кокс доменный т класса 25-40 мм, отвечающий ТУ 14-6-1114-75. Пек каменноугольный - высокотемпературный с Т размягчения 140-160°С, отвечающий ТУ- 14-6-153-76. Глина огнеупорная Часов-Яр- ского месторождения марки 4-1, ЧПК-1, отвечающая ТУ 14-8-162-75. Углеродосодержащий материал С-термически обработан (С - 25+45%, С02 - 10+20%), фракции - до 20 мм.

Полученную огнеупорную массу 4 с помощью конвейера подают в зону формования желоба и укладывают в дно 1, в частности до заполнения 2/3 высоты Н2 набивной футеровки дна 1 желоба. Затем формуют участок дна 1 желоба, контактирующий со струями металла и шлака, путем равномерного внесения подсыпки 5 графитовых фракций, предварительно покрытых пленкой каменноугольного пека, на высоту Hi, соответствующую 1/3 высоты Н2 набивной футеровки Н2. Габариты графитовых фракций 100...150 мм, толщина пековой пленки 0,35...0,50 мм. Пековую пленку наносят при температуре разжижения 250...300°С. После этого наращивают высоту боковых стенок 2 и подсыпки 5. Затем в течение 15-20 мин, предварительно сформированную массу, виброуллотняют и трамбуют с приданием окончательной формы и осуществляют обжиг. В дальнейшем используют трубу диаметром 1/211 с 3-4 мм перфорацией в качестве насадки к газовой горелке при продолжении обжига. Обжиг осуществляют в течение 7-8 час,, изолируя желоб металлическими листами. С помощью щупов в период трамбовки контролируют высоты Ж и Н2 и толщины желоба. После обжига проверяют равномерность прокаливания. Усадка, локальные повреждения и трещины устраняются обмазкой на основе огнеупорной массы 4. Геометрическая форма желоба достигаются с помощью использования шаблонов.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа были испытаны технологические режимы обработки графитовых

фракций и высота слоя подсыпки в набивной футеровке желоба.

Результаты испытаний отражены в таблице.

5При исследовании заявляемого способа анализировали 90 вариантов обработки графитовых фракций, которые сведены в прилагаемую таблицу. Таблица информирует о том, что 9 из них обладают оптимальным

0 результатом и свидетельствует о достижении поставленной цели. Оптимальные результаты соответствуют 7, 8, 9 сериям проведенных экспериментов, Некоторые смеси, например, полученные в 3 и 13 сери5 ях также повысили ресурсонаработки желоба, в частности до 9 и 10 сут соответственно, однако они не достаточно эффективны в сравнении с отмеченными результатами. Проведенные испытания информируют

0 о том, что именно после покрытия графитовых фракций каменноугольным пеком, в частности, пленкой на толщину 0.35...0,50 мм при Т 250...300°С и укладки посыпки на высоту соответствующую 1/3 высоты набив5 ной футеровки дна желоба, рабочий ресурс желоба доменной печи возрастает до .12... 15 суток.

Сравнение заявляемого способа с прототипом показывает, что совокупность

0 предлагаемых отличий позволяет получить эффект, нацеленный на увеличение рабочего ресурса желоба. Это обусловлено допол- нительным применением графитовой подсыпки, предварительно обработанной

5 каменноугольным пеком, в частности, при температуре, способствующей переводу последнего в псевдоожжиженное состояние и коагуляции в структуру графита. Это позволило увеличить стойкость огнеупорной фу0 теровки к температурной и механической агрессии струй металла и шлака - увеличить рабочий ресурс желоба с 8 до 12... 15 суток, путем повышения плотности и термостойкости набивной футеровки, Это обусловлено

5 снижением испаряемости летучих ингредиентов, пористости и вымывания твердых компонентов футеровки. Пековая пленка на поверхности графита, нанесенная при Т 250...300°С на толщину 0,35..,0,50 мм улуч0 шает адгезию компонентов футеровки, герметичность и придает цементирующему слою подсыпки сверхсуммарные свойства.

О

Использование предлагаемого способа 5 при возведении доменных печей дополнительно позволит улучшить экологию путем сокращения выбросов токсичных аэрозолей в атмосферу; сократить количество простоев доменной печи; повысить надежность желоба.

Формула изобретения Способ выполнения набивной футеровки желоба доменной печи, включающий приготовление огнеупорной массы, ее укладку в дно, а затем и в стенки желоба, виброуплотнение и трамбовку с приданием заданной геометрической формы, отличающийся тем, что, с целью повышения

рабочего ресурса желоба, после укладки огнеупорной массы формуют дно желоба дополнительной подсыпкой графитовых фракций, предварительно покрытых при температуре 250-300°С пленкой каменноугольного пека на толщину 0,35-0,50 мм, причем высота подсыпки составляет 1 /3 высоты набивной футеровки дна желоба.

Сущность изобретения: в способе выполнения набивной футеровки желоба доменной печи, включающем приготовление огнеупорной массы, ее укладку в дно, э затем и в стенки желоба, виброуплотнение и трамбовку с приданием заданной геометрической формы, после укладки огнеупорной массы формуют дно желоба дополнительной подсыпкой графитовых фракций, предварительно покрытых при температуре 250...300°С пленкой каменноугольного пека на толщину 0,35...0,50 мм. причем высота подсыпки составляет 1/3 высоты набивной футеровки дна желоба. 1 табл., 1 ил.