Способ горячего ремонта футеровки конвертора в процессе его эксплуатации

 

Изобретение относится к'черной металлургии, конкретнее к способам горячего ремонта футеровки конвертора в процессеэксплуатации. Целью изобретения является повышение стойкости футеровки. Факельное торкретирование ведут в присутствии жидкого конечного конвертерного шлака предыдущей плавки, после завершения торкретирования в конвертор вводят углеродсодержащий материал в количестве 2-6 кг/т садки конвертора и осуществляют нанесение на футеровку гарниссажа путем продувки шлакл кислородом с расходом 1,0-2.2 м^т садки.мин в течение 0,5-1,5 мин. Использование предлагаемого способа повышает стойкость торкретпокрытия за счет увеличения толщины, прочности и огнеупорности шлакового гарнисажа, а также за счет повышения плотности основного торк-' ретпокрытия. Сваривающегося с футеровкой прИ одновременном спекании зерен торкретпокрытия между собой за ьремя, в течение которого изнашивается гарнисаж- •ный слой футеровки. 2 табл.у^Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам факельного торкретирования футеровки кислородных конверторов.Цель изобретения - повышение стойкости футеровки.По предлагаемому способу торкретиро-, вания футеровки конвертора, включающему нанесение на ее поверхность огнеупорного порошка, в котором частицы огнеупора предварительно оплавлены в высокотемпературном факеле, торкретирование ведут в присутствии жидкого конечного конверторного шлака, а после завершения нанесения покрытия на футеровку в конвертор вводятуглеродсодержащий материал в количестве 2-6 кг/т садки конвертора и осуществляют продувку кислорЬдом с расходом 2,0-2,3 м /т садки-мин в течение 0,5-1,5 мин.К числу особенностей предложенного способа относятся: факельное торкретирование в присутствии жидкого конечного шлака; ввод в конвертор углеродсодержащего материала после ввода огнеупорного материала и продувка полученной смеси кислородом; конкретные параметры процесса, расход углеродсодержащего материала, интенсивность и продолжительность продувки кислородом.41о00сх>& о0s

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 . С 21 С 5/4

Г.ГАСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ.ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692754/02 (22) 19.05.89 (46) 30.01.92; Бюл. N 4 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) В.С. Капустян, В.E. Купершток, И.П. Гриневич, А.С. Перегудов, С.П. Терзиян, Л;Ф. Литвинов, Ю.В. Оробцев, Е.Н. Дымченко и Л.В. Аверьянов (53) 669.184.244.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

° N 478870, кл. С 21 С 5/44, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N- 1310434, кл. С 21 С5/44, 1985. (54) СПОСОБ ГОРЯЧЕГО РЕМОНТА ФУТЕРОВКИ КОНВЕРТОРА В ПРОЦЕССЕ ЕГО

ЭКСПЛУАТАЦИИ .(57) Изобретение относится к черйой металлургии, конкретнее к способам горячего ремонта футеровки конвертора в процессе

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам факельного торкретирования футеровки кислородных конверторов.

Цель изобретения — повышение стойко- сти футеровки.

По предлагаемому способу торкретиро-, вания футеровки конвертора, включающему нанесение на ее поверхность огнеупорного порошка, в котором частицы огнеупора предварительно оплавлены в высокотемпературном факеле, торкретирование ведут в присутствии жидкого конечного конверторного шлака. а после завершения нанесения покрытия на футеровку в конвертор вводят

„„SU „„1708866A1 эксплуатации. Целью изобретения является повышение стойкости футеровки. Факельное торкретирование ведут в присутствии жидкого конечного конвертерного шлака предыдущей плавки, после завершения торкретирования в конвертор вводят углеродсодержащий материал в количестве 2-6 кг/т садки конвертора и осуществляют нанесение на футеровку гарниссажа путем продувки шлака кислородом с расходом

1,0 — 2,2 м /т садки.мин в течение 0,5-1,5 мин. Использование предлагаемого способа повышает стойкость торкретпокрытия за счет увеличения толщины, прочности и огнеупорности шлакового гарнисажа, а также за счет повышения плотности основного торкретпокрытия, сваривающегося с футеровкой прй одновременном спекании зерен торкретпокрытия между собой за время, в течение которого изнашивается гарнисаж- 2 ный слой футеровки. 2 табл.

00 углеродсодержащий материал в количестве ОО

2-6 кг/т садки конвертора и осуществ- 0 ляют проуувку кислородом с расходом Ос, 2,0 — 2,3 M /т садки иин е течение 0,5-т,5 мин.

К числу особенностей предложенного и способа относятся: факельное торкретирование в присутствии жидкого конечного шлака; ввод в конвертор углеродсодержащего материала после ввода огнеупорного материала и продувка полученной смеси кислородом; конкретные параметры процесса, расход углеродсодержащего материала, интенсивность и продолжительность продувки кислородом.

1708866

Предложенная последовательность технологических операций приводит к получению двухслойного покрытия, Первый слой — обычное торкретпокрытие; а второй слой — шлакоогнеупорное покрытие (гарнисаж). Полученный шлакоогнеупорный гарнисаж равномерно распределен по поверхности футеровки, имеет высокую огнеупорность и плотное сцепление с первым слоем, что обеспечивает сохранение второго слоя по крайней мере в течение одной плавки. За время существования второго слоя происходит взаимная диффузия компонентов первого нанесенного торкретслоя и материала футеровки конвертора. Таким образом создаются практически идеальные условия для прочного сцепления основного торкретпокрытия с футеровкой, что обеспечивает повышение стойкости покрытия за счет исключения растрескивания и обвалов покрытия, а также приводит к повышению стойкости футеровки при этом же количестве операций торкретирования и пониженном расходе торкретмассы.

Схема процессов, протекающих в конверторе, при осуществлении предложенного способа следующая.

Конечный шлак, оставляемый в конверторе во время торкретирования, аккумулирует частицы торкретмассы. не приварившиеся к футеровке, что приводит к повышению его температуры плавления.

Одновременно возрастает физическая температура шлака вследствие его интенсивно го нагрева теплом: факела, что позволяет поддерживать жидкоподвижность шлака на достаточно высоком уровне.

После ввода в конвертор углеродсодержащего материала в ходе продувки кислородом шла ковоуглеродистой смеси получает развитие процесс окисления углерода как газообразным кислородом, так и кислородом окислов железа, находящихся в шлаке. При этом шлак интенсивно вспенивается пузырями двуокиси углерода и, осаждаясь на стенках при опускании с окончанием продувки. покрывает нанесен.ное торкретпокрытие слоем влажной массы, практически не содержащей окислов железа и имеющей по сравнению с конечным шлаком высокое содержание огнеупорных компонентов(окислов магния и кальция, поступивших в шлак в процессе торкретирования).

Нанесенный на торкретпокрытие материал сваривает между собой отдельные зерна торкретмассы, образуя монолитный защитный слой на футеровке, практически не имеющий дефектов.

20

ЗО в нем поры, но смывается раньше, чем тор50

4Я

При проведении плавок на конверторе наружный шлаковый слой постепенно смывается, однако за время его нахождения на футеровке между торкретпокрытием и основной футеровкой протекают твердофазные реакции диффузионного взаимодействия, приводящие к образованию между торкретпокрытием и футеровкой зоны взаимодействия, обеспечивающей высокую прочность сцепления покрытия и футеровки, что практически исключает возможность макросколов торкретпокрытия, Кроме того, в течение периода защиты торкретпокрытия шлаковым гарнисажем спекаются отдельные зерна торкретпокрытия, что повышает его стойкость. Комплекс описанных физических и физико-химических явлений обеспечивает повышение стойкости покрытия на футеровке конвертора и обеспечивает повышение стойкости футеровки беэ увеличения числа операций торкретирования эа кампанию конвертора.

При вводе в конвертер углеродсодержащего материала в количестве менее 2 кг/т садки не обеспечивается достаточно полного раскисления шлака (т.е. снижения содержания в нем окислов железа). При этом шлаковое покрытие, наносимое на торкретпокрытие, хотя и устраняет имеющиеся кретпокрытие срастается с футеровкой, что приводит к образованию сколов и отслаиванию торкретпокрытия после смывания шлакового гарнисажа. При расходе углеродсодержащего материала более 6 кг/т садки углерод не успевает выгореть в процессе нанесения шлака на футеровку, при этом кусочки углеродсодержащего материала налипают на стенку конвертора, а после их выгорания,образуются поры, незащищенные участки, нарушается сплошность гарнисажа, что приводит к егопреждевременному разрушению. В обоих рассмотренных случаях стойкость футеровки снижается.

При интенсивности продувки кислородом менее 1 м /т садки.мин не обеспечиваз ется устойчивого вспенивания шлака, что затрудняет получение качественного гарнисажа на торкретпокрйтии и ведет к снижению стойкости футеровки. При интенсивности вдувания кислорода более

2,2 м /т.садки мин скорость движения газоз шлаковых потоков в конвертере достигает величин, при которых гарнисаж не фиксируется на стенках конвертера, а наоборот, захаатывает с собой частицы торкретпокрытия, что ведет к снижению стойкости футеровки. 708866

При продолжительности вдувания кислорода менее 0.5 мин не успевает окислиться минимальная навеска углеродсодержащего материала, необходимая для вспенивэния шлака, при этом в гарнисаже при эксплуатации образуются поры, что приводит к снижению стойкости.

При продолжительности продувки более 1,5 мин получает развитие процесс вторичного окисления железа, так как углерод полностью выгорает и кислород расходуется на сжигание металлического железа, образовавшегося в первой фазе нанесения гарнисажэ. Это ведет к снижению температуры плавления шлакового покрытия, быстрому его разрушению и снижению стойкости футеровки.. Таким образом, при реализации описанной технологии торкретирования за счет оптимизации порядка операций и режимных параметров процесса достигается су щественное повышение стойкости футеровки.

Режимные параметры способа отработаны в Ходе проведения опытно-промыш-леннойй ком па н и и на 350-тонном конвертере.

Пример. После выпуска металла из

350-тонного конвертера его перевели в вертикальное положение и выполнили операции факельного торкретирования. В качестве торкретмассы использовали магнезитовый порошок, в качестве топлива — кокс (30 (, по массе), расход торкретмассы

1100 кг/мин, продолжительность торкретирования 3 мин. В ходе проведения исследовэНия с помощью лазерного интерферометра выполнили измерение толщины слоя нанесенного торкретпокрытия, толщины слоя шлакового гарнисажа, а затем при проведении плавок †.скоростй их растворения.

При обработке технологии торкретирования е качестве углеродсодержащего материала исйольэовали кокс, изменяя его расход, интенсивность и продолжительность продувки.

Результаты опытных плавок, а также средние результаты замеров в двух фиксированных точках конвертора, расположенных в центре каждой цапфенной эоны футеровки, приведены в табл.1.

Условные обозначения табл,1: 1 — толщина слоя торкретпокрытия, мм; I I — толщина слоя шлакового гарнисажа, мм; III— скорость износа торкретпокрытия, мм/за 1 плавку; IV â€, стойкость торкретпокрытия, плавок; Ч вЂ” расчетная стойкость футеровки конвертора при сохранении постоянным де.проведения опытно-промышленной кампании торкретирование производили, оставляя весь шлак предыдущей плавки в конверторе. После окончания торкретиро20 вания в конвертор присаживали 600 кг ант25

30 приведены в табл.2

40

55

15 числа операций торкретирования за кампанию.

Как видно иэ табл.1, использование предложенного способа существенно повышает стойкость торкретпокрытия как за счет увеличения толщины, прочности и огнеупорности шлакового гарнисажа, так и за счет повышения плотности основного торкретпокрытия, сваривающегося с футеровкой при одновременном спекании зерен торкретпокрытия между собой за время, в течение которого изнашивается гарнисаж-: ный слой футеровки.

Проверку применимости данного. способа в условиях конвертора другой емкости произвели на 150-тонном конвертере. В хорацита (4 кг/т садки) и .осуществляли продувку кислородом с расходом 300 м /мин (2 м /т садки мин) втечение 45с (0,75 мин). Сравнительную компанию проводили по технологии прототипа — факельное торкретирование магнезитовым порошком через каждые 7 плавок.

Результаты кампаний, проведенных на параллельно работающих конвертерах, Таким образом, независимо от условий, в которых производится торкретирование. предложенная технология дает значительный экономический эффект. Низкое абсолютное значение стойкости футеровки связано с плохим качеством смолодоломитового кирпича ЕМЗ, высокой окисленностью конечного шлака, длительными простоями между плавками, попаданием воды в конвертор и т.д. Однако даже в этих экстремальных условиях применение предложенного способа обеспечивает почти двухкратное повышение стойкости футеровки.

Формула изобретения

Способ горячего ремонта футеровки конвертора в процессе его эксплуатации, включащий выпуск металла, оставление конечного шлака предыдущей плавки, ввод углеродсодержащего материала на шлак, нанесение шлакового гарнисажа и факельное торкретирование. отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки конвертора, факельное торкретирование производят после выпуска металла в присутствии конечного шлака, а углеродсо-, держащий материал загружают на шлак после - окончания факельного

1708866 торкретирования, затем наносят гарнисаж мин конечный шлак кислородом с расходом на футеровку, продувая в течение 0,5-1,5 1,0-2,2 м /т садки мин.

1708866

10! а Ж О О0.0 |о а о С! м » Оа,ФСО ОФ ФОО»

|О - ВСФ Л В В Л - В алм мв |мв|чф О -.О еа ла о о о о|ол.о о|чсол»Фыо О\ л О0 л л Ф а е ОО л л |О |О о IO — ria

° a ° а

Ъ| Ъ.е |Ч вваол со ом м

a a в а а ° а\

|4 .т -т д»»| еъ О | ыа w ф-т л|ч в в е а

mmmmI4 а

МО М а О а» O а ФЪО0 O\ ФЪ Со а» В Е В а» О ФЪ

ОЭ О сосо Фъоь Фъа»аф

0I е Л «ао

o o лв»»аФЧ ала «а

ВЛ|ОСО В

° Ол«оа

m л л м Фч О О |О m«r

° ч сч с4 I4 c4 m еъ N и ач о - в а л Оъ о а в|о м мими NmNNN е ФФФ

|Ч С4 |Ч |Ч С4

|О О|о |О|О m л|оаом лвоив сч ф вф |о I4 в в а л ф«««Л а |О

--О с4 anа ав со о со-а..Ф

-x4> лчэ ло аО0 л«««в |оловл лллод асчмоь

° О CO 00 О0 О0

ВВ М В |О В О Ф О сЧ

a a aв» а a aа а мф влм мафф m в в Фч со

an Ф Ф со с> а Ф а м лсо л.ае сч mач ал

° с

mmеъ 0 m

CI

СО а Фъ Ф| а а а an в о ф а а а ao an а аф

ФЪ ФЪ 00 Ф\ вл|

|О ФЪ сосо о

Л- — МОО

O OC4

|о«а, о

ОО|0 В °

« | uam

NNC4NМ

° Ф |ч|о е| Ф N. In|ч m

МСЧМ|ЧМ I4CCNC414 а О ло-Ф

c4 N сч с4 ач

Inа |ОСОI4 еч и м Фч ач

Вф а о|о m 0вв

|О О ЕЪ m |Ч >0 |О О «Л Л а Oa Cn л л е л а |О «an »O ° m о въо ъо-е О а в|о м м в|о вм и-0 о в о м л о м м

ФФЛЛЛ |О .»»а»ф Ф ° а»»»Ф Фа»СЧ»»ф ЛФЪФЛФ\ аач|О|оа Ф»ОО»ооъ ФъсчО аеоь ФъОФООО Ф|ОФФ»б с а в в в в с а а е a a a° а a »a aе а е а а а м mmm Ф»ълвлм, мве вм млввеь м.о мм.с. о а- ааав

Фъсо «ее

1 С I еб> Н 1 и I

3 г

У> .и

Ф О а. в лвл|о ! еъо во в ач еъ м м е4 овав

° ° CO

О а» В|О.О овл

|О ° О0 оаалв — а an as еъ в-т о в с4 ач с4 ач I4 t4 c4 m c4 м еао лсч о ач N 14 с4 сч ал|О «л

C4 N I4 С4 С4

-оо счл в лв а вам

a0 - л

I.1 б

anIxI в а с

4t me4 м-о, !

a ° л«а О!

I о.0 оол 1 с4 0I o a a ла ло о

) ° оао М«

° О а е а>е м te.а.м м

o m

00»» Л ФЪФЪ I

Рв н

° 0 I

In |О |О |О а 1 н н н.! .

t4 Сч |Ч N C4 D н! н

ВО О и е||Ч а Ф с

a ««N N tI

/ z

I е ллллл о е ° в а ав с

° Ъ Фаъ 0

C> CO CO В В. |О «С4 а|О

W Л ЛВ О О|оф О О е аО СФ а» «а» CO

|О ФЪ О Л о оосчв вфааа

0>Nw леъ

Ч> ВСЧ М а лаОО в

° az 1

I С 1

1 IX 1

1 Я I

1 1

ОО |О |О 00 CO мле лм о

Ф аааа

ФЪФЪО0 СО «

a .

О0 ° ФЪ О0 CO ао а а а с0 ф а а а в

w ов ео еч «.а ов -.Фо

МСЧСЧ С4 С4 о оаа с4 ач еч е4 Фч

1 а>

1 сб

1 0 б

ln

liw м а« е с в а

° аы а\ |а ы"ъ а

Э 1

Э Э

Э 1

1 t б I

1 б

1 I

I . 1

1 I

1 I

1

1 >

I I

1 аол« а4 с4 ач N сч

1. 1

1 Ю

Уа

I Ф I»

I !» u

>89

I !

1

I ФЪО|О C4 m

| а а

1 О, I4C4

1 во|о|ч|»| во о| |м

zR х Фа! О»a X Z

ОСZХX у а>

Фб>с са> в о ч> ач м

Ф а а

O ««e4 С4

О«СЧ.С4 a«NC4

1 ! ! а ananan an

I еч ачачач|4

> o aaoo

I > Э

> са

Ос!С а Еб

I X CSXXX

° Рukxa>eez

ФС0 x2озхаас оооо! 1 О» 1 ! 1 I

1 1 с .|

| |

«е ! н

1 I 1

1 1 I с j н

t э л н н

1 I

1 .1 1

I > н ! Э I

1

1 Э I б 1 б

1 1 I

l Э 1

1 Э

| 1 ! ) н 1

1 1 1

1 >

1 1 1

>-| I ! о н 1 н

1 1 I

1 I н 1 ! >

1 I

1 I

1 1

1 I

I Э

О! ! Мб

I Э

1 O

1 1

I «1 ! е э б 1 1 б н б

Э Х1 1

Э Э Н ! ° 1 1

CI ве вф ф ааав е ааав в вва в-0ачечan о ае

Ф Ф м т месм m cs в в м -т в со в4г о овф О ФЪФЪ вв влв «|ч а вач о

- c4 rica mеч mao ë ечw m 01 мсчммм cCNt4c4c4 ачачмечи аоф N 0! an a-е л! w мanas ma оu> с4

Фъсч л Ф о оъсчааа вмлли |о вм .э

О» Л |О Л Ф Л >i В|О |О |О В ФЪ |О Л Л ф |О CO Л а

ЛО а» ° Ф Ф ао ФЧ Ф |О и ОЕ а а а a a a a »a a aв a »a с в

mrna ЕЪЕ \ ЕЕ 0 0 mm mW Е\ m |»Ъ е о аО ФЪ ВС0 Ф CO ФЪО> OICO e ri t»e В ф СО ОО Вф а«а а|О 0 а|0 аа |О аФ аао а»О»О Л|О

Эав мл |ооомо ооа«а

I Фч N и сч |ч |ч |ч m c4 Фч ач t4 |ч с4 I4 ааааа ооооо ааааа

Ф

1 .1

Э

I ,1 1

I !

1

t

Э б

1

I ! !

1

1 б

1

1, 1

Э

Ф

1 !

1

Э

1

Э

I ! ! б

I

1708866

Таблица 2

Составитель А, Каханов

Редактор М, Келемеш Техред М.Моргентал Корректор T. Малец г

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 404, Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5