Способ торкретирования сталевыпускного отверстия металлургического агрегата

 

Изобретение относится к металлургии и предназначено для ремонта футеровки металлургических агрегатов, конкретнее к способам ремонта сталевыпускного отверстия конвертера. Технический результат - повышение срока службы сталевыпускного отверстия металлургического агрегата. В сталевыпускное отверстие устанавливают и закрепляют приспособление, выполненное в виде двух металлических труб разного диаметра, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой сваренными металлическими пластинами, количество которых не менее трех. Соотношение диаметров меньшей и большей труб устанавливают равным 1:(1,4-2,2). Длина большей по диаметру трубы составляет не менее высоты двух леточных блоков. Приспособление устанавливают в сталевыпускное отверстие трубой меньшего диаметра, а труба большего диаметра является шаблоном для сваривания торкрет-массы. Торкрет-массу наносят на поврежденное место послойно, желательно с выдержкой в течение 2-5 мин после каждого слоя. Толщина одного слоя составляет не более 150 мм, а количество наваренных слоев составляет не более трех. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к металлургии и предназначено для ремонта футеровки металлургических агрегатов, конкретнее к способам ремонта сталевыпускного отверстия конвертера.

Известен способ торкретирования конвертера в горизонтальном положении, включающий нанесение огнеупорного порошка на футеровку, причем перед нанесением огнеупорного порошка и после его нанесения футеровку пропитывают жидким шлаком путем возвратно-поворотного движения корпуса конвертера вокруг продольной оси, кроме того, конвертерный шлак периодически разогревают [1].

Известны способы факельного торкретирования футеровки металлургических агрегатов, включающие подачу огнеупорного материала и кислорода, сжигание топлива и нагрев порошка огнеупорного материала в торкрет-факеле и нагрев футеровки печи, торкрет-массу при этом наносят на поврежденную часть футеровки агрегата [2, 3].

Недостатками этих всех известных способов торкретирования футеровки конвертеров является то, что существующими способами ремонтируется огнеупорная футеровка конвертера (цилиндрическая и коническая части), а также его днище, но не ремонтируется леточное отверстие. Леточное или сталевыпускное отверстие ремонтируется только заменой изношенных огнеупорных блоков на новые.

Наиболее близким техническим решением является способ восстановления канала разливочного стакана шиберного затвора, включающий замену и ремонт огнеупоров, отличающийся тем, что со стороны внутренней поверхности днища ковша устанавливают металлическую трубу в канал разливочного стакана, а образовавшиеся пустоты по ее периметру заполняют несколькими слоями огнеупорного раствора, при этом каждый последующий слой огнеупорного раствора наносят после затвердевания предыдущего слоя [4].

Данный способ позволяет увеличить стойкость сталеразливочных ковшей и уменьшает расход гнездового ковшевого кирпича. Однако такой способ пригоден при ремонтах днищ ковша, при ремонтах же сталеразливочных отверстий, которые находятся в горловине металлургического агрегата, торкрет-покрытие получается с большой пористостью и недостаточной механической прочностью.

При отработке технологии торкретирования футеровки конвертера было отмечено, что при торкретировании конической части футеровки имеют место повышенный расход торкрет-массы и низкое качество нанесенного торкрет-слоя. Повышенный расход торкрет-массы определяется геометрией верхней части футеровки конвертера. Из-за ее обратной конусности торкрет-масса не схватывается с поверхностью футеровки и проваливается вниз. Данный эффект усиливается еще тем, что в конической части конвертера поверхность футеровки более нагрета, так как там выше коэффициент теплоотдачи от газа из-за увеличения его скорости и большего дожигания за счет подсоса воздуха.

Задачей изобретения является повышение срока службы сталевыпускного отверстия металлургических агрегатов, Поставленная задача достигается тем, что в сталевыпускное отверстие устанавливают и закрепляют приспособление, выполненное в виде 2-х металлических труб разного диаметра, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой сваренными металлическими пластинами, количество которых не менее 3-х, причем соотношение диаметров меньшей и большей труб устанавливают как 1:(1,4-2,2), а длина большей по диаметру трубы составляет не менее высоты 2-х леточных блоков, приспособление устанавливают в сталевыпускное отверстие трубой меньшего диаметра, а труба большего диаметра является шаблоном для сваривания торкрет-массы. Кроме того, торкрет-массу наносят на поврежденное место послойно с выдержкой в течение 2-5 мин после каждого слоя, а толщина одного слоя составляет не более 150 мм, причем количество наваренных слоев составляет не более 3-х.

Приспособление состоит из 2-х металлических труб меньшего и большего диаметра. Трубы соединены на сварку металлическими пластинами. Для жесткости и устойчивости приспособления количество (перегородок) пластин должно быть не менее трех. Соотношение диаметров меньшей и большей труб устанавливают как 1: (1,4-2,2), при этом длина большей по диаметру трубы составляет не менее высоты 2-х леточных блоков. Приспособление устанавливают в сталевыпускное отверстие трубой меньшего диаметра, а труба большего диаметра является шаблоном для сваривания торкрет-массы.

Способ торкретирования сталевыпускного отверстия осуществляют следующим образом. При износе футеровки металлургического агрегата в районе сталевыпускного отверстия на глубину примерно 1,5 леточных блока конвертер наклоняют на сливную сторону и приспособление с внешней стороны конвертера устанавливают в леточное отверстие и закрепляют. После установки приспособления производят торкретирование поврежденной части леточного отверстия путем нанесения торкрет-массы с помощью торкрет-фурмы. Для лучшего спекания торкрет-масса наносится слоями, причем толщина каждого слоя не должна превышать 150 мм. Исходя из условий наилучшей адгезии и прочного спекания торкрет-покрытия с поверхностью футеровки материал наносимого слоя выбирается в соответствии с материалом огнеупорной футеровки конвертера.

После нанесения первого слоя торкрет-масса должна надежно схватиться с футеровкой и леточными блоками, для этого делают выдержку в течение 2-5 минут. После окончания кипения массы аналогичным образом наносится 2-ой слой торкрет-массы, а при необходимости и 3-й слой. Дальнейшее увеличение количества слоев, наносимых за один цикл на поверхность конической части футеровки конвертера, нецелесообразно, так как после нанесения нескольких слоев торкрет-массы ее частицы начинают отскакивать от твердого предыдущего слоя, и расход торкрет-массы увеличивается.

Пример реализации способа При торкретировании 160-тонного конвертера применяли торкрет-массу марки МД-109, имеющую следующий хим. состав, %: МgO≥95,0, SiO₂≥1,0. Зернистость порошка 0-5 мм.

Торкрет-порошок разводится водой до получения массы необходимой консистенции. Масса имела следующие физические свойства: - после выдержки при температуре 110^oС в течение 10 час - 618 кг/см²; - после выдержки при температуре 1600^oС в течение 2 час - 612 кг/см²; - объемная плотность после выдержки в течение 24 час при температуре 110^oС - 2,98 кг/см³.

Торкрет-массу подавали к поврежденному месту конвертера с помощью торкрет-фурмы, оборудованной соплами для подачи торкрет-массы в струе сжатого воздуха при давлении воздуха 6 атм.

Перед торкретированием из конвертера слили шлак, конвертер наклонили таким образом, чтобы леточное отверстие находилось снизу. Затем установили приспособление трубой меньшего диаметра в леточные блоки, а труба большего диаметра при этом выступала внутрь конвертера.

Приспособление состоит из скрепленных последовательно и находящихся на одной оси 2-х труб диаметром 76 и 156 мм, длина меньшей трубы 400 мм, большей 650 мм. Торкрет-массу наносили в два слоя, толщина каждого слоя 150 мм. Для надежного спекания массы с футеровкой и до полного окончания кипения массы после нанесения каждого из слоев делали выдержку в течение 4-х минут. Температура футеровки конвертера, выложенного из переклазоуглеродистого кирпича марки ПУПК-1, была 1480^oС.

Процесс торкретирования характеризуется следующими показателями: продолжительность торкретирования, мин - 4 расход торкрет-массы, кг/мин - 450 расход кислорода, мм³/мин - 240 огнеупорность торкрет-покрытия, ^oС - 1950
стойкость, плавок - 26
Основа торкрет-покрытия имела пористую рабочую поверхность, плотную текстуру и мелкозернистую структуру.

Соотношение типоразмеров приспособления (диаметра труб и их длины) подобрано экспериментальным путем, учитывая толщину футеровки конвертера, внутренний диаметр сталевыпускного отверстия и высоту леточных блоков. Опытные работы проводились на 160-тонных конвертерах.

Использование изобретения позволяет получить очень прочное Мg -содержащее торкрет-покрытие. Ему присуще высокая огнеупорность, термостойкость, маленькая смачиваемость конвертерными шлаками.

Наиболее высокие показатели по стойкости футеровки достигаются при использовании магнезитовых и доломитомагнезитовых торкрет-порошков.

Предложенный способ торкретирования сталевыпускного отверстия позволяет увеличить стойкость торкрет-слоя за счет хорошей спекаемости торкрет-массы, а также позволяет экономить дорогостоящие леточные блоки.

Заявляемое изобретение является новым, т. к. не известно аналогов из отечественных и зарубежных источников информации, что подтверждает соответствие критерию "новизна".

Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом техническом решении, которые отличают его от известных решений, что позволяет сделать вывод о его соответствии признаку "изобретательский уровень".

ЛИТЕРАТУРА
1. A.c. 439681, F 27 D 1/16, опубл. в бюллет. 30, 1974 г.

2. A.c. 973626, C 21 C 5/44, F 27 D 1/16, опублик. в бюллет. 42, 1982 г.

3. A.c. 943292, C 21 C 5/44, F 27 D 1/16, опубл. в бюллет. 26, 1982 г.

4. Патент 2077138. В 22 D 41/08, опублик. в бюллет. 10, 1997 г.

Формула изобретения

1. Способ торкретирования сталевыпускного отверстия металлургического агрегата, включающий установку приспособления в сталевыпускное отверстие и нанесение на поврежденную часть футеровки торкрет-массы несколькими слоями, отличающийся тем, что в отверстие устанавливают и закрепляют приспособление, выполненное в виде двух металлических труб разного диаметра, расположенных на одной оси и последовательно соединенных между собой сваренными металлическими пластинами, количество которых не менее трех, причем соотношение диаметров меньшей и большей труб устанавливают равным 1:(1,4-2,2), а длина большей по диаметру трубы составляет не менее высоты двух леточных блоков, при этом приспособление устанавливают в сталевыпускное отверстие трубой меньшего диаметра, а трубу большего диаметра выполняют в виде шаблона для сваривания торкрет-массы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что торкрет-массу наносят на поврежденное место послойно с выдержкой в течение 2-5 мин после каждого слоя, а толщина одного слоя составляет не более 150 мм.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что количество наваренных слоев составляет не более трех.