Способ футеровки элементов доменной печи

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к доменному производству для футеровки окололеточного района доменной печи и элементов доменной печи. Способ включает смешивание огнеупорных компонентов, получение огнеупорного бетона, установку шаблона в районе поврежденного участка футеровки, заливку бетона в шаблон с последующей выдержкой в течение 10-24 ч и одновременным нагревом бетонной массы до 150-180°С, снятие шаблона и обжиг до 800-1000°С для формирования прочного сцепления частиц смеси между собой и к стенке кирпичной футеровки и выдержке при такой температуре 10-12 ч. При этом в качестве огнеупорного бетона используют смесь алюмокарбидкремниевого состава влажностью 5-6%. Использование изобретения обеспечивает повышение стойкости футеровки. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве для футеровки и ремонта окололеточного района доменной печи и других элементов доменных печей.

Известен способ футеровки окололеточного района доменной печи, включающий формовку в виде брикетов огнеупорной массы, состоящей из углеродсодержащего компонента и связующей массы пека и каменноугольной или фенолформальдегидной смолы [1], поштучное укладывание и ручную трамбовку брикетов массы к кирпичной футеровке.

Наиболее близким техническим решением является способ футеровки элементов доменной печи, включающий смешивание огнеупорных компонентов, получение огнеупорного бетона, установку шаблона в районе поврежденного участка футеровки, заливку бетона в шаблон и нагрев [2].

Недостатками данного способа являются более высокие температуры обработки смеси на первой стадии 550-570°С, на второй стадии 1300-1500°С; предлагаемая смесь применяется для футеровки воздухопровода горячего дутья, неработающего в условиях жидких продуктов плавки и агрессивного воздействия раскаленных до 1600° С доменных газов; предлагаемый способ футеровки включает в себя заливку массы между кожухом и опалубкой (т.е. внутренняя футеровка).

Задачей заявляемого изобретения является использование огнеупорного бетона, который позволяет снизить температуру обработки бетона, и достижение высокой эффективности разработки благодаря предложенному способу футеровки, что влияет на прочность футеровки футляра доменной печи, предохраняет леточные холодильники, раму летки и кожуха доменной печи от воздействия раскаленных чугуна, шлака и газов, а также от механического воздействия электропушки во время установки ее в летку.

Поставленная задача достигается тем, что в способе футеровки элементов доменной печи, включающем смешивание огнеупорных компонентов, получение огнеупорного бетона, установку шаблона в районе поврежденного участка футеровки, заливку огнеупорного бетона в шаблон и нагрев, согласно изобретению, шаблон устанавливают в районе рамы чугунной летки. Заливают огнеупорный бетон в шаблон. В качестве огнеупорного бетона используют смесь алюмокарбидкремниевого состава с влажностью 5-8%. После заливки огнеупорного бетона в шаблон осуществляют нагрев до 150-180°C с выдержкой при этой температуре в течение 10-24 ч. Затем шаблон снимают и продолжают нагрев до температуры 800-100°C с выдержкой при этой температуре в течение 10-12 часов для обеспечения формирования прочного сцепления частиц огнеупорного бетона между собой и футеровкой. При этом при локальном повреждении футеровки ее ремонтируют, подливая в установленный шаблон огнеупорный бетон, или при помощи торкретирования бетоном.

Заявляемый состав бетона в сочетании с разработанными авторами параметрами обеспечивает более высокую стойкость (до 30 месяцев) по сравнению с другими бетонами (стойкость 1-2 суток). Кроме того, заявляемый способ футеровки элементов доменной печи позволяет использовать заявочные материалы в более жестких условиях эксплуатации.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. Предварительно в район летки доменной печи устанавливают металлический шаблон по размеру футляра. В смесителях простого типа приготавливают неформованную массу, состоящую из сухой бетонной смеси, воды пластификатора. Состав массы соответствует техническим требованиям ТТ 202-27-99. Затем с помощью пневмонасоса приготовленную бетонную смесь нагнетают в шаблон. Выдерживают в шаблоне в течение 10-24 часов при температуре 150-180°С. Выдержка и подсушка бетона при установленном шаблоне производится с целью структурообразования бетона. После этого шаблон снимают и футляр подвергается сушке и дальнейшему обжигу до температуры 800-1000°С для формирования прочного сцепления частиц смеси между собой и с кирпичной футеровкой в районе летки и выдерживают в течение 10-12 ч. После этого печь готова к выпуску чугуна. При этом механическая прочность возрастает более чем в 10 раз, что обусловлено уплотнением структуры при спекании и образованием керамической связи.

В процессе службы при разрушении бетонной футеровки она восстанавливается вновь заливкой в шаблон приготовленной бетонной смеси или торкретированием, что позволяет срок службы увеличить с 4-6 месяцев до 9-12 месяцев.

В процессе опытно-промышленного опробования предлагаемого способа в условиях ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" удалось определить оптимальные параметры: выдержку 10-24 ч и нагрев в шаблоне до 150-180°С, обжиг футляра после снятия шаблона до температуры 800-1000°С.

В качестве неформальной огнеупорной массы используют готовую жаропрочную бетонную смесь. Смесь алюмокарбидкремниевого состава (Al₂O₃-SiC-C) соответствует техническим требованиям ТТ 2002-27-99. Эту смесь в условиях ОАО "НТМК" затворяют водой, доводя до влажности 5-6%.

Пример 1: В шаблон залили готовую жаропрочную бетонную смесь, затворенную водой до 5-6% влажности, и выдерживали бетон 8 ч при одновременном подогреве бетонной массы до 100°С, снимали шаблон и обжигали футляр до температуры 700°C с выдержкой 8 ч.

При выдержке бетона в течение 8 ч не происходило схватывания и бетон находился в подвижном состоянии, а при обжиге футляра до 700° не обеспечиваются необходимые прочностные параметры, соответствующие условиям эксплуатации.

Пример 2: В шаблон заливали готовую жаропрочную бетонную смесь, затворенную водой до 5-6% влажности, и выдерживали 26 ч при одновременном подогреве 230°С. Убирали шаблон и производили обжиг до температуры 1200°C с выдержкой при такой температуре 15 ч. При таком режиме прочность возрастала, но организационно-технические и технологические процессы (т.к. доменное производство относится к непрерывному производству) не позволяли производить дальнейшую выдержку и обжиг.

Заявляемый способ футеровки окололеточного района футляра имеет значительные технические преимущества перед наиболее близкими аналогами: повышается стойкость футеровки в десять раз: с 1-2 суток до 4-6 месяцев; обеспечивается более надежная защита холодильников, рамы и венчика; снижаются расходы огнеупорных масс; улучшается экология при эксплуатации, т.к. отсутствует задымление и газовыделение летучих углеводородов, которые являются составной частью связки из пека или смолы; повторными подливками или торкретированием срок службы футеровки увеличивается до 9-12 месяцев; не требуется дополнительных трудозатрат.

Конкретные испытания способа футеровки и ремонта элементов доменной печи в доменном цехе ОАО "НТМК" подтверждают "промышленную применимость изобретения".

Предлагаемый способ дает возможность резко сократить количество ремонтных операций, расход огнеупорных масс.

Использованная литература

1. К.К.Стрелов. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов. - М.: Металлургия, 1985, с.404, 406.

2. SU 699017, С 21 В 7/06, 25.11.1979.

Формула изобретения

1. Способ футеровки элементов доменной печи, включающий смешивание огнеупорных компонентов, получение огнеупорного бетона, установку шаблона в районе поврежденного участка футеровки, заливку огнеупорного бетона в шаблон и нагрев, отличающийся тем, что в качестве огнеупорного бетона используют смесь алюмокарбидкремниевого состава влажностью 5-6%, шаблон устанавливают в районе рамы чугунной летки доменной печи, после заливки огнеупорного бетона осуществляют нагрев до 150-180°С и выдержку при этой температуре в течение 10-24 ч, затем шаблон снимают и продолжают нагрев до 800-1000°C с выдержкой при этой температуре в течение 10-12 ч для обеспечения формирования прочного сцепления частиц огнеупорного бетона между собой и футеровкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при локальном повреждении футеровки ее ремонтируют, подливая в установленный шаблон огнеупорный бетон.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при локальном повреждении футеровки ее ремонтируют при помощи торкретирования огнеупорным бетоном.