Футеровка ванны сталеплавильной дуговой печи Советский патент 1993 года по МПК F27D1/00 F27B3/14 

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть исполь- зовано для изготовления футеровки сталеплавильной печи с дуговым нагревом.

Целью изобретения является повыше- ние эксплуатационной надежности футеровки путем упрочнения ее рабочей зоны.

Задачей заявляемого технического решения является повышение производительности печи путем сокращения простоев печи на ремонт.

Сущность предложения заключается в следующем. Выполнение слоя набивной части футеровки, находящейся на контакте с расплавленным металлом, из огнеупорной периклазовой композиции, упрочняющейся при температуре на 350-500°С ниже температуры расплавленного металла, обеспечивает .формирование рабочей зоны футеровки значительной толщины уже в период первой плавки. Из практики установлено, что.толщина сформированного упрочненного слоя, равная 150-180 мм, достаточна, чтобы избежать разрушения футеровки механическими повреждениями при загрузке металлического лома.

Набивная, часть футеровки выполнена из периклазового порошка. Упрочнение слоя футеровки, контактирующего с расплавленным металлом, достигается наличием в нём известных добавок, например, на основе натрийборсиликатных или железо- содержащих компонентов в количестве, определяемом диаграммой равновесного состояния многофазной системы. За счет добавок обеспечивается снижение температуры прохождения жидкофазных и твердофазных процессов на границах периклазовых зерен, что обуславливает упрочнение связей между зернами и обеспечивает прочную и плотную структуру рабочей зоны футеровки.

Слой, следующий за упрочненным слоем, .выполнен только из периклазового порошка. Он является буферным, компенсирующим возникающие в рабочей зоне футеровки термомеханические напряжения при эксплуатации печи.

00

со

О С

ы

Кроме того, этот слой предотвращает проход расплавленного металла до кожуха печи, в случае, когда в рабочей зоне образуется трещина.

По мере износа упрочненного слоя и миграции через него реагентов плавки, обращенная к рабочей поверхности часть буферного слоя под действием температур после нескольких плавок претерпевает физико-химические изменения и тоже упрочняется. Упрочнение буферного слоя проходит постепенно за счет длительного воздействия высоких температур. Таким образом, обеспечивается непрерывность формирования прочного рабочего слоя по мере износа набивной части футеровки.

Если разница температур расплавленного металла и упрочнения набивного слоя, контактирующего с расплавленным метал- лом, составит более 500°С (снижение темпе- ратуры упрочнения ниже заявляемого предела), то в этом случае, наблюдается разрушение футеровки вследствие ее вымывания расплавленным -металлом, т.к. огнеупорная футеровка содержит много низкотемпературной стеклофазы.

Если разница температур расплавленного металла и упрочнения набивного слоя составит менее 350°С, т.е. увеличение температуры упрочнения выше заявляемого верхнего предела, то толщина упрочненного слоя за период первой плавки составит менее 100 мм и будет иметь место снижение надежности футеровки. °

При анализе источников научно-технической и патентной информации не ус- тановлена известность футеровки сталеплавильной дуговой печи аналогичная заявляемой конструкции, что позволяет сделать вывод о существенности отличий.

Предложение поясняется примером конкретной реализации.

На чертеже изображена печь, разрез.

Она содержит металлический кожух печи 1, кирпичную кладку 2. слой набивной части футеровки из периклазового порошка 3 (буферный слой); слой набивной части футеровки на основе периклазового порошка, упрочняющийся при температуре на 350- 500°С ниже температуры расплавленного металла, плавильное пространство 5.

Технология изготовления предлагаемой многослойной футеровки электросталеплавильной печи осуществляется следующим образом.

На кожухе 1 печи выполняют кирпичную кладку 2 по форме подины из периклазового кирпича (в три ряда на плашку или на ребро) с обязательной просыпкой швов из отсеянного периклазового порошка, После выполнения кирпичной кладки 2 изготавливают набивной слой 3 (буферный) толщиной 420 мм в подине и 520 мм в откосах путем послойной засыпки и виброуплотнения пе

риклазового порошка. Далее изготавливают слой 4 из набивной массы, упрочняющейся при температуре на 350-500°С ниже температуры расплавленного металла. Набивную часть откосов изготавливают с помощью

стальных кольцевых шаблонов различных диаметров, постепенно наращивая высоту футеровки, засыпкой огнеупорного порошка между шаблоном и кирпичной кладкой 2. Для разграничения буферного слоя 3 и упрочняющегося слоя 4 применяют вспомогательный шаблон. Для изготовления буферного слоя 3 периклазовый порошок засыпают между кирпичной кладкой 2 и вспомогательным шаблоном, для изготовления упрочняющегося слоя 4 в пространство между вспомогательным шаблоном и шаблоном с диаметром, соответствующим диаметру ванны печи не данном участке футеровки, засыпают периклазовый порошок с добавкой, после этого удаляют вспомогательный шаблон и виброуплотнением уплотняют засыпанную зернистую массу. Далее наращивают следующую часть шаблона и засыпают в такой же последовательности огнеупорный порошок. Таким образом, выполняют всю футеровку печи. Формирование рабочей зоны футеровки проводят путем загрузки металлического лома в печь, расплавления его и выдержки

расплавленного металла 1650-1700°С в печи 2,0-2,5 ча са.И

Для определения прочности рабочего слоя футеровки, выполненного из ряда огнеупорных композиций, обладающих способностью упрочняться при температурах ниже .температуры расплавленного металла I (1700°С), были изготовлены образцы диаметром 36 ми высотой 50 мм. Образцы обжигали при температурах 1200, 1350 и 1500°С

и определяли их прочность на сжатие (ГОСТ 4071-80).

Результаты испытаний приведены в таблице.

50

Формула изобретения

Футеровка ванны сталеплавильной дуговой печи, включающая кирпичную кладку и два слоя из периклазового порошка, один из которых, контактирующий с расплавленным металлом, имеет толщину 150-180 мм, отличающаяся тем, что, слой футеровки, контактирующий с расплавленным металлом, выполнен из огнеупорной композиции на основе периклазового порошка, обладающей способностью упрочняться при температуре на 350-500°С ниже

температуры расплавленного металла перед выпуском из печи.

Сущность изобретения: футеровка ванны сталеплавильной дуговой печи содержит кирпичную кладку и набивную часть из нескольких слоев периклазового порошка. Слой, контактирующий с расплавом, имеет толщину 150- 180 мм и выполнен из огнеупорной композиции на основе периклазового порошка, обладающей способностью упрочняться при температуре на 350-500°С .ниже температуры расплавленного металла перед выпуском из печи. 1 табл., 1 ил.