Способ ремонта футеровки доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию доменных печей. Сущность изобретения: способ ремонта футеровки доменной печи включает очистку места ремонта футеровки, установку в месте ремонта опалубки, закладку упрочняющей арматуры, обмазывание углеродсодержащими материалами и укладку огнеупорного бетона, при этом очистку места ремонта в зоне заплечиков и в верхней части фурменной зоны производят путем удаления гарнисажа и сколов огнеупора по контуру печи на глубину не более толщины огнеупорного слоя, подготавливают основание для укладки огнеупорного бетона в виде кольцевой горизонтальной площадки, отношение высоты слоя бетона в зоне заплечиков к высоте в фурменной зоне равно 1,5 - 2,5:1. В качестве углеродсодержащего материала используют смолодоломит, каменноугольную или синтетическую смолу. Укладку огнеупорного бетона производят путем заливки, вибротрамбования, нагнетания, торкретирования или обмазывания. В качестве огнеупорного бетона используют муллито-корундовую массу. Данное изобретение позволяет осуществлять выполнение ремонта футеровки заплечиков без выпуска "козла" и при отсутствии футеровки в фурменной зоне. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию доменных печей.

Известен традиционный способ ремонта огнеупорной футеровки нижней части доменной печи с разборкой и удалением старой оставшейся футеровки и ее восстановлением, начиная от металлоприемника до заплечиков (Огнеупоры и их применение, под ред. Я.Инамуры, Москва, Металлургия, с.316-319).

Однако этот способ ремонта нельзя применить для восстановления футеровки заплечиков при выдувке доменной печи до фурм без выпуска козла и при отсутствии футеровки в фурменной зоне, в связи с отсутствием основания для укладки огнеупорных изделий.

Известны также способы восстановления футеровки с использованием огнеупорных бетонов в шахте доменной печи, однако они не применимы для футеровки заплечиков и фурменной зоны в связи с более высоким уровнем температур и более интенсивным износом футеровки в указанных зонах.

В последние годы в огнеупорной промышленности резко стала возрастать доля производства неформованных огнеупоров. Об их эффективности свидетельствуют особые способы строительно-футеровочных и ремонтно-футеровочных работ различных видов высокотемпературных печей. Раньше эти работы проводили только с использованием кирпича. Теперь, исходя из экономических, технических и строительных соображений, стало целесообразным некоторые участки футеровки печей изготовлять из неформованных бетонов, связующим материалом которых является глиноземистый цемент, разделяют на классы в зависимости от их вязкости, основности или теплоизоляционных свойств. Известны виды и области применения огнеупорных бетонов - сверхглиноземистый бетон применяется в воздухонагревателях, металлургических печах следующего химического состава, мас.%: SiO₂ - 10 Al₂O₃ - 85-95 (Огнеупоры. Технология строительства и ремонта печей. Пер. с японского. М., Металлургия, 1980, с. 159-169).

Вышеуказанный бетон используется для футеровки воздухонагревателей доменной печи и имеет недостаточную коррозионную устойчивость к шлаку и металлу.

Известен способ ремонта доменной печи (патент RU N 2001956, C 21 B 7/06 - наиболее близкий аналог), включающий очистку места ремонта, установку опалубки и упрочняющей арматуры, укладку огнеупорного бетона.

Технической задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков и выполнение футеровки заплечиков и верхней части фурменной зоны в период ремонта ДП при выдувке до фурм без выпуска "козла".

Технический результат достигается тем, что способ ремонта футеровки доменной печи, включающий очистку места ремонта, установку опалубки и упрочняющей арматуры, укладку огнеупорного бетона, в котором очистку места ремонта производят в зоне заплечиков и верхней части фурменной зоны путем удаления гарнисажа и сколов огнеупора по контуру печи на глубину не более толщины огнеупорного слоя, выравнивают очищенное место путем обмазки его углеродсодержащим материалом с образованием основания в виде кольцевой горизонтальной площадки, на которую устанавливают опалубку с размещенной в ней упрочняющей арматурой и укладывают огнеупорный бетон, отношение высоты слоя которого в зоне заплечиков к высоте в фурменной зоне выдерживают в пределах 1,5-2,5:1.

Способ, в котором в качестве углеродсодержащего материала используют смолодоломит, каменноугольную или синтетическую смолу.

Способ, в котором укладку огнеупорного бетона производят путем заливки, вибротрамбования, нагнетания, торкретирования или обмазывания.

Способ, в котором в качестве огнеупорного бетона используют муллито-корундовую массу следующего химического состава, мас.%: Al₂O₃ - 90-94 Fe₂O₃ - Не более 1,0 CaO - 3,0-4,0 SiO₂ - Не более 1,5 После выдувки доменной печи зону ремонта, включая холодильники, установленные на кожухе печи, очищают от оставшейся футеровки и гарнисажа. Удаление гарнисажа и сколов огнеупора выполняют по всему контуру печи на глубину не более толщины огеупорного слоя. Более глубокая очистка нецелесообразна, в связи с увеличением трудозатрат при отсутствии преимуществ. Очистку участка футеровки фурменной зоны ниже холодильников фурм нецелесообразно из-за нарушения целостности гарнисажа и проникновения расплавов к холодильникам фурм после задувки печи и последующей ее эксплуатации.

Затем выравнивают очищенную зону ремонта путем обмазки углеродсодержащей массой до получения горизонтальной кольцевой площадки.

Использование смолодоломита, каменноугольной или синтетической смолы позволяет повысить пластичность и прочность используемой углеродсодержащей массы.

На подготовленную горизонтальную кольцевую площадку устанавливают опалубку. Внутри опалубки размещают упрочняющую металлическую арматуру, состоящую из стержней, установленных вдоль образующей бетонной стеки, и из стержней, установленных радиально.

Упрочняющая металлическая арматура располагается внутри бетона на расстоянии не более 2/3 от наружной поверхности бетона, прилегающей к холодильникам.

Бетонный пояс в заплечиках имеет форму конуса, расширяющегося кверху. Его монолитная конструкция опирается на образующие конические поверхности холодильников и кожуха печи, что обеспечивает работоспособность бетона при эксплуатации.

Выполнение единого бетонного пояса в верхней части фурменной зоны и нижней части заплечиков, упрочненного металлической арматурой, позволяет получить монолитную прочную конструкцию футеровки.

Отношение высоты слоя бетона в заплечиках к его высоте в фурменной зоне равно 1,5-2,5:1. При отношении менее 1,5 прочность бетонного пояса будет недостаточна. Отношение более 2,5 нецелесообразно, так как прочность бетонного пояса при этом увеличивается незначительно. Целесообразность указанного выше соотношения подтверждается также экспериментально.

Между боковой поверхностью бетона и прилегающими холодильниками предусматривается температурный компенсационный зазор, который заполняется углеродистой массой.

Бетон готовится в бетономешалке и укладывается наиболее удобным способом: нагнетанием с помощью насоса или заливкой вручную с последующим вибротрамбованием. Возможна укладка бетона торкретированием или обмазкой.

После окончания бетонирования поверхность бетона укрывают тканью и поддерживают в увлажненном состоянии.

Затем после набора необходимой прочности на бетон укладывается футеровка из огнеупорных изделий.

Использование муллито-корундового бетона на высокоглиноземистом цементе с высоким содержанием Al₂O₃ - 90-94% при низком содержании примесей Fe₂O₃ не более 1,0% и SiO₂ не более 1,5% позволяет получить более высокие эксплуатационные показатели: по сравнению с аналогом: огнеупорность - 1850^oC, прочность на сжатие - не менее 15 H/мм², а также более высокая коррозионная устойчивость к жидкому чугуну и шлаку.

В ОАО СП АК "Тулачермет" в октябре 1999 г. выполнен ремонт предлагаемым способом футеровки заплечиков и верхней части фурменной зоны доменой печи N 3. В результате чего продолжительность ремонта печи была уменьшена на 3 суток. В настоящее время футеровка и холодильники фурменной зоны и заплечиков находятся в работоспособном состоянии.

Предлагаемый способ ремонта футеровки доменной печи значительно сокращает продолжительность ее ремонта по сравнению с известным способом.

Эффективность предлагаемого способа ремонта доменной печи заключается в обеспечении сохранности холодильников заплечиков, фурменной зоны и брони печи в период задувки после ремонта и при дальнейшей ее эксплуатации. Кроме того, выполнение футеровки в фурменной зоне и заплечиках выше указанным способом позволяет разделить ремонт всей футеровки доменной печи на 2 этапа: - ремонт футеровки заплечиков, шахты;
- ремонт футеровки металлоприемника и фурменной зоны.

Разделение ремонта доменной печи на 2 этапа является особенно важным при следующих обстоятельствах:
- прогар значительного количества холодильников шахты печи;
- неудовлетворительное или аварийное состояние брони шахты печи, не позволяющее ее дальнейшую эксплуатацию;
- недостаточное количество финансовых средств и ремонтного персонала для полной замены футеровки печи;
- отсутствие времени, необходимого для подготовки к капитальному ремонту доменной печи.

Технико-экономическая эффективность определяется за счет следующих факторов:
- увеличение производительности доменной печи;
- сокращение продолжительности ремонта доменной печи при выполнении I этапа ремонта футеровки;
- снижение затрат на текущие ремонты доменной печи по восстановлению брони и холодильников фурменной зоны и заплечиков;
- увеличение продолжительности эксплуатации металлоприемника доменной печи.

Формула изобретения

1. Способ ремонта футеровки доменной печи, включающий очистку места ремонта, установку опалубки и упрочняющей арматуры, укладку огнеупорного бетона, отличающийся тем, что очистку места ремонта производят в зоне заплечиков и верхней части фурменной зоны путем удаления гарнисажа и сколов огнеупора по контуру печи на глубину не более толщины огнеупорного слоя, выравнивают очищенное место путем обмазки его углеродсодержащим материалом с образованием основания в виде кольцевой горизонтальной площадки, на которую устанавливают опалубку с размещенной в ней упрочняющей арматурой и укладывают огнеупорный бетон, отношение высоты слоя которого в зоне заплечиков к высоте в фурменной зоне выдерживают в пределах 1,5 - 2,5 : 1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют смолодоломит, каменноугольную или синтетическую смолу.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что укладку огнеупорного бетона производят путем заливки, вибротрамбования, нагнетания, торкретирования или обмазывания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве огнеупорного бетона используют муллито-корундовую массу следующего химического состава, мас.%:
Al₂O₃ - 90 - 94
Fe₂O₃ - Не более 1,0
CaO - 3,0 - 4,0
SiO₂ - Не более 1,5.