Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




22.04.2019


22.04.2019


21.04.2019


21.04.2019


19.04.2019


17.04.2019


09.04.2019


09.04.2019


03.04.2019


03.04.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Изготовление футеровки основных дуговых сталеплавильных печей

Изготовление футеровки основных дуговых сталеплавильных печей

20.03.2019

Кладку и набивку подины электропечи выполняют обычно в ходе капитального ремонта, общая продолжительность которого зависит от емкости печи и составляет 5—10 суток.

Подина печи состоит из кирпичной кладки, отделенной от днища теплоизоляционным слоем, и верхнего набивного слоя. Стойкость подан составляет более 2000 планок (иногда — до 4000 плавок), следовательно, смену футеровка поданы осуществляют один раз в два года или реже.

Схематически устройство подин и стен дуговых печей средней емкости представлено на рис. 13; на рис. 14 показана футеровка основной электросталеплавильной печи емкостью 20 т.

Рассмотрим в качестве примера последовательность операций при изготовлении подины 30-т электропечи. Поверх засыпаемого на днище слоя молотого диатомита, который слегка уплотняют до толщины 30 мм, укладывают один ряд пеношамота на плашку, а на него — один ряд шамота на плашку. Кладку теплоизоляционного слоя, толщина которого составляет (30+65+65) 160 мм, ведут всухую с засыпкой швов шамотным порошком.

Затем, изменив направление рядов на 90° для перекрытия швов, укладывают на плашку первый слой магнезитовой кладки; за ним еще один слой — на плашку и два слоя — на ребро. При этом каждый последующий ряд разворачивают на 45° по отношению к нижнему слою. Общая толщина кирпичной кладки составляет, таким образом, 360 мм (65+65+115+115). Как и при кладке теплоизоляционного слоя, кирпичи укладывают всухую, плотно притирая одни к другому, заполняют швы мелким магнезитовым порошком и простукивают кладку деревянными молотками для заполнения всех швов.

На магнезитовой кладке набивают огнеупорный слой, толщина которого обычно составляет около 150—200 мм. Для набивки подины применяют магнезитовый порошок «экстра» (МПЭ), просеянный через сита, отбирая фракцию 1—4 мм. В качестве связующего применяется хорошо обезвоженная каменноугольная смола и пек (89% магнезита, 10% смолы, 1% пека). Указанное соотношение составляющих обеспечивает хорошее покрытие зерен магнезита связующим материалом и не позволяет массе быстро твердеть на воздухе.

Таким образом, имеется достаточное время для плотной трамбовки каждого слоя набивки. Перед замешиванием магнезитовый порошок и смолу с пеком подогревают до 50—80° С. Качество смеси проверяют следующим образом. Во-первых, в ней не должно быть коричневых несмоченных частиц магнезита, во-вторых, горсть смеси, сжатая рукой (в рукавице), не должна рассыпаться, но и не быть «жирной», а должна лишь слегка схватываться.

Перед нанесением первого слоя набойки магнезитовую кладку прогревают в течение 1—2 ч с помощью костра, после удаления углей и золы поверхность кладки промазывают горячей смолой и начинают набойку. Массу распределяют равномерно слоями по 15—20 мм и трамбуют пневматическими трамбовками (давление воздуха 5—6 атм), бойки которых периодически очищают от приставших частиц и подогревают в жаровнях.

Набойку следует вести непрерывно, проверяя качество трамбовки каждого слоя с помощью печного молотка, который при ударе средней силы должен отскакивать от набойки, не оставляя на ней следов. При недостатке смолы смесь рассыпается и не пристает к предыдущему слою, при избытке набиваемый слон коробится и отстает от предыдущего слоя в виде пленки.

Описанный процесс изготовления подины 30-т печи длится около двух суток. Ясно, что на крупных печах трудоемкость и длительность набойки увеличиваются. В связи с этим на 100-г дуговых печах ЧМЗ в 1962 г. был опробован новый способ набивки подин. Магнезитовый порошок МПМЗ увлажняли водным раствором жидкого стекла и после заполнения массой уступов в кирпичной кладке наносили ее на подину слоями толщиной 50 мм и трамбовали. Затем на подину и откосы укладывали секции, сваренные из тонкого листового железа, которые предохраняли набивной слой от разрушения при завалке шихты. Стойкость подины, изготовленной таким способом, оказалась не хуже смоломагнезитовой.

В настоящее время для набивки подин на ЧМЗ применяют массу, состоящую из 70—80% трубомельничной магнезитовой пыли и 20—30% мелкозернистого магнезитового порошка. Набивку ведут всухую, для лучшего спекания верхнего слоя добавляют прокатную окалину.

Заканчивая описание процесса изготовления подин электропечей, отметим, что на некоторых заводах (УЗТМ, «Красный Октябрь») успешно применяются и другие, принципиально отличающиеся от рассмотренных выше методы. К ним относится в первую очередь метод изготовления подины целиком из магнезитового кирпича, без верхнего набивного слоя. Такая подина на печи ДСВ-8 УЗТМ имела стойкость, в 1,5—2 раза превышающую стойкость набивных подин. На KMK подины 30-т печей изготовляли с набивным слоем толщиной всего 35 мм, они также обеспечивали стойкость примерно 2 тыс. плавок. Как правило, при эксплуатации кирпичных подин во время ремонтов заменяется лишь верхний слой кирпича.

Футеровку стен дуговых сталеплавильных печей выполняют в трех принципиально различных вариантах: в виде кирпичной кладки, набивными и блочными. На основании опыта советских металлургических заводов следует считать наиболее целесообразной кладку из большемерного безобжигового магнезитохромитового кирпича в кассетах (обоймах) из листового железа толщиной 1,5 мм либо изготовление стен из крупных блоков (3—6 шт.), набитых вне печи из смеси огнеупорного порошка с песком.

Кирпичную кладку степ чаще выполняют па откосах, набитых так же, как подина (см. выше), либо ведут ее прямо с кирпичной подины и заканчивают до набивки последней. В этом случае необходима особая тщательность кладки, так как при последующей набивке подины непрочная кладка может расшататься от сотрясений. Толщину стен обычно уменьшают к своду, что способствует повышению их стойкости.

Рассмотрим последовательность операций при изготовлении кирпичных стен. Кожух электропечи, к внутренней поверхности которого для повышения устойчивости теплоизоляционного слоя рекомендуется вертикально на расстоянии 350—450 мм по окружности приваривать угловое железо 30х30 мм, оклеивают (на жидком стекле) листовым асбестом толщиной 10 мм. Затем на плашку укладывают слон шамотного кирпича. Магнезитовую часть кладки выполняют в один кирпич (230 мм) на малых печах, на печах средней емкости — в полтора кирпича (345 мм) и на печах большой емкости — в два кирпича (460 мм). Пород началом кладки тщательно выравнивают откосы ночи и придают им небольшой уклон и сторону каркаса. Откосы выравнивают, подбивая их магнезитовым порошком на смоле или пеке при помощи пневмотрамбовок. Кладку ведут вперевязку насухо. заполняя швы мелким просеянным магнезитом или смесью его с окалиной (1:1); последнее способствует повышению стойкости стен электропечей. Пригонка кирпичей должна обеспечить толщину швов между ними не более 1 мм, ряды кладки должны быть строго горизонтальными.

Стены электропечей на KMK выкладывают из магнезитового кирпича высокой плотности (пористость не более 10%) лишь на высоту 150 мм от уровня шлака. Выше кладут четыре ряда большемерного безобжигового магнезитохромитового клинового кирпича длиной 430 мм в железных кассетах. Верх кладки выполняют из такого же кирпича, но меньшей длины (300 мм). Железные кассеты обеспечивают сваривание кирпичей в прочный блок.

Стены наиболее крупных в Советском Союзе дуговых печей ДСП-80 на ЧМЗ первоначально изготовляли вертикальными и футеровали магнезитовым кирпичом. После опробования трех улучшенных вариантов кладки был выявлен оптимальный, и в настоящее время кладку ведут следующим образом (рис. 15). На откос вплотную к металлическому каркасу укладывают на 750 мм по высоте арматурный ряд хромомагнезитового кирпича XM-1 на плашку. В стык к арматурному ряду на ту же высоту укладывают пять рядов периклазошпинелидного кирпича ПШС-13. Кирпич ПШС-13 заменяют магнезитовым большемерным на шпинельной связке MГ-13.
Изготовление футеровки основных дуговых сталеплавильных печей

Арматурную и нижнюю часть стены (высотой 750 мм) перекрывают одним рядом из кирпича ПШС-13. Затем, применяя кирпич ПШС-11, ПШС-9 и ХМ-3, выводят стены на нужную высоту и обеспечивают при этом последовательное уменьшение их толщины.

Переход к наклонным стенам па печах ДСП-80 позволил повысить их среднегодовую стойкость на Ново-Липецком металлургическом заводе с 64 до 133 плавок (максимальная стойкость составляла 178 плавок).

Крупноблочный ремонт, цель которого состоит в сокращении длительности и трудоемкости процесса изготовления футеровки стен электропечей, был предложен в 1938 г. на заводах «Электросталь» и «Днепроспецсталь». Футеровку изготовляли вне печи в виде крупных блоков (одного блока — для малых печей и трех-шести блоков — для больших), а затем устанавливали в печь, из которой предварительно удаляли старую футеровку. Продолжительность ремонта стен, занимавшего ранее около двух суток, была доведена до 5—8 ч.

Блоки изготовляют путем набивки их в металлическом шаблоне. Наружная часть шаблона — разъемная цилиндрическая, диаметр ее меньше внутреннего диаметра кожуха на удвоенную толщину теплоизоляционного слоя. Внутренняя часть шаблона представляет собой неразъемный усеченный конус, размеры которого соответствуют размерам рабочего пространства печи. Между наружным и внутренним каркасами шаблона устанавливают перегородки, количество которых равно количеству блоков (чаще всего — 3), а также два короба, с помощью которых выполняются полости для загрузочного и выпускного отверстий. У загрузочного отверстия в блоках выполняют уступы, служащие пятами для арки загрузочного отверстия. Вся металлоконструкция изготовляется из листового железа толщиной 8—10 мм.

Смесь для набивки блоков составляют из 50% (по массе) магнезитового порошка марки МПЭП и 50% обожженного доломита с добавлением 7—8% каменноугольного пека. При изготовлении верхних частей блоков можно использовать 15—20% размолотых отходов футеровки. Блоки набивают слоями толщиной по 40—50 мм; их верхнюю часть обычно делают не горизонтальной, а с уклоном, соответствующим кривизне свода. В каждый блок затрамбовывают по два штыря с петлями для последующего переноса и установки в печь с помощью крана. После набивки блоки не менее суток выдерживают в шаблоне, а затем 2—3 суток вне шаблона.

После удаления старой футеровки откосы печи выравнивают магнезитовым порошком, смешанным с каменноугольным пеком. Первым устанавливают средний блок, совмещая ось выпускного отверстия со сливным желобом; к среднему блоку приставляют передние. При установке блоков добиваются наиболее плотного прилегания их друг к другу и к теплоизоляционному слою; зазоры между блоками уплотняют смесью магнезита с пеком, а зазоры между блоками и теплоизоляционным слоем засыпают сухим магнезитовым порошком. Затем срезают автогеном выступающие из блоков штыри и приступают к последней операции — сооружению арки и столбиков загрузочного окна.

Третий наименее распространенный метод изготовления стен — набивка их в печи — отличается от вышеописанного большей трудоемкостью и длительностью. Естественно, что при набивке стен непосредственно в печи применяется только один внутренний конический шаблон, который обычно устанавливается строго по оси печи. Если замечено, что футеровка стен изнашивается в каком-то месте быстрее, то шаблон соответственно сдвигают и стену в этом месте набивают. Набивку ведут слоями толщиной 25—30 мм по той же технологии, что и набивку блоков вне печи или набивку подин. Ремонт стен 30-т печи при использовании этого метода занимает 16—30 ч.

Столбики и арки загрузочного и выпускного окон являются наиболее быстро изнашивающимися частями футеровки стен дуговых печей. Они испытывают частые тепловые удары при открывании загрузочного окна и могут быть повреждены завалочной машиной. В связи с этим их следует выкладывать из термостойкого магнезитохромитового кирпича. На многих заводах кирпичная арка и столбики заменены водоохлаждаемой коробкой.

Кирпичная арка изготовляется из нормального кирпича и клина, кладку ведут с двух сторон от пят к центру и заканчивают забивкой центрального клинового кирпича («замка»). Кладка выполняется в два кирпича по шаблону, обеспечивающему стрелу подъема не менее 0,1 ширины окна. Столбики также выкладывают в два кирпича вперевязку, срезая углы, обращенные внутрь печи. Сверху столбик заканчивают пятой, на которую опирается арка; причем для увеличения стойкости арки пяту относят от края в глубь столбика.

Свод электросталеплавильной печи является наиболее быстро изнашивающимся элементом ее футеровки. Кладка свода перегревается, причем весьма неравномерно, отраженной от стен и шлака лучистой энергией электрических дуг, подвергается тепловым ударам и значительным механическим нагрузкам, а также разрушается в результате химического взаимодействия с печной атмосферой. Увеличение продолжительности плавки, уменьшение высоты свода над уровнем ванны, наличие значительных интервалов между плавками, увеличение емкости печи — эти и некоторые другие факторы снижают стойкость сводов.

Ранее главным материалом для изготовления сводов основных и кислых дуговых печей был динасовый кирпич. В настоящее время своды основных печей успешно изготовляются из заменителей динаса — магнезитохромитовых или высокоглиноземистых огнеупорных материалов. Применяя эти, как правило, более дорогие, чем динас, материалы, удалось повысить стойкость сводов по сравнению с динасовыми: в 2—4 раза при термостойком хромомагнезитовом кирпиче, в 4—5 раз при электроплавленом магнезитовом кирпиче, в 2—3 раза при карборундовом и силиманитовом кирпиче. Ориентировочно стойкость хромомагнезитовых сводов на печах средней (20—40 г) емкости можно оценить в 100 плавок, но, как отмечено ранее, этот показатель зависит от множества факторов и может меняться от завода к заводу. Для динасовых сводов эту цифру следует считать равной 40—50 плавкам.

Свод набирают на специальном металлическом шаблоне, выпуклость которого соответствует стреле подъема свода. Для динасового свода отношение стрелы подъема к диаметру должно быть не менее 1:12, а для хромомагнезитового — не менее 1:10. На шаблоне имеются указатели, обеспечивающие точную установку сводового кольца и углубления, куда вставляют «знаки» для сводовых отверстий.

Кладку свода в зависимости от емкости печи и условий ее работы ведут различными способами.


Наиболее распространенными являются секторная (рис. 16) и секторно-арочная кладка. Секторная кладка, которую могут вести одновременно четыре каменщика, получила широкое распространение, особенно для малых печей, благодаря простоте выполнения и симметричному расположению кирпичей, обеспечивающему равномерную нагрузку на кладку. При выходе из строя центральной части свода секторная кладка сохраняет достаточную устойчивость, что позволяет восстановить и износившуюся часть кладки.

Секторно-арочная кладка свода применяется главным образом на крупных печах и для ее выполнения необходимо иметь кирпич четырех фасонов. Последовательность кладки отдельных участков показана на рис. 17.

На крупнейших в России печах ДСП-80 применяют кладку с центральной аркой, не доведенной до кожуха (рис. 18). Центральная арка проходит между отверстием для электрода второй фазы и отверстиями для электродов первой и третьей фаз и при этом опирается на поперечные сегменты кладки над завалочным и выпускным окнами. Пo бокам электродных отверстий в центральную арку упираются опорные арочки.

Рассмотренные способы кладки сводов требуют наличия кирпича четырех фасонов (прямого и клина), для изготовления динасовых сводов огнеупорная промышленность выпускает восемь различных фасонов кирпича.

В целом изготовление и последующий разогрев динасового свода (рис. 19) являются значительно более трудоемкими процессами, поэтому применение их все более ограничивается кислыми электропечами.