Способ защиты футеровки металлургических печей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.02.80 (21) 2881347/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

F 27 D 1/12

Гес7дарствениыв квнлтет

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.82 (53) УДК 669.18..27 (088.8) ло делан лэовретений и еткрнткй (72) Автопы изобретения

А. Б. Чернышев, С. Н. Тимошенко, С. В. Шлемк и В. С, Саппоро

g.ß), =::: F/1

Донецкий ордена Трудового Красного Знамен т1тттт1тт хмичее ннЪ (7I) Заявитель институт (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ

ПЕЧЕЙ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к защите футеровки дуговых электросталеплавильных печей.

Известен способ охлаждения участков огнеупорного покрытия печи, находящегося в контакте со шлаком, заключающийся в охлаждении покрытия газом, содержащим капли воды, который с большой скоростью циркулирует в охлаждающих змеевиках, заделанных в покрытие (1).

Недостатком этого способа является малая эффективность охлаждения вследствие низкой теплопроводности футеровки и низ. кого давления газа, содержащего капли воды — оно ниже давления в камере печи.

Из-за присутствия воды в змеевиках не исключается возможность опасных последствий при контакте ее с расплавленным металлом и шлаком в случае повреждения системы охлаждения. Кроме того, футеровка печи получается довольно сложной по техническому исполнению.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому эффекту к предлагаемому является способ аэродинамической защиты свода сталеплавильной печи, включающий подачу газа через футеровку в местах ее максимального износа (2).

Недостатками этого способа являются повышенный износ футеровки за счет разрушения поверхностного слоя ее, находящегося в размягченном состоянии, струями сжатого газа, направленными по касательной к поверхности свода; увеличение энергетических потерь при вдувании в рабочее пространство печи большого количества холодного газа, что ведет к снижению производительности и увеличению расхода электроэнергии на выплавку стали. Кроме того, такой способ применим к защите свода и не может быть применен к защите футеровки стен печи.

Цель изобретения — повышение стойкости футеровки за счет создания гарнисажного слоя на е рабочей поверхности и уменьшения глубины проникновения шлака в капилляры футеровки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе защиты футеровки металлургических печей, включающем подачу газа через футеровку в местах ее максимального износа, циклически производят отсос печных

905597 газов и продувку сжатым газом через футеровку с частотой 0,25 — 2,5 цикла в минуту.

Цикл включает отсос газов через футеровку и продувку сжатым газом через нее.

Известно, что при расплавлении и в окислительный период плавки стены дуговой электропечи покрыты жидкотекучим наносным слоем, температура начала плавления которого равна 1380 — -1600 С и который содержит до 40 — 80 /p окислов железа. Они, проникая в капилляры футеровки (пористость огнеупорных изделий достигает 20—

24 /p по объему), образуют легкоплавкие соединения. Таким образом, максимальный износ футеровки происходит в местах, наиболее приближенных к электродам в эти периоды плавки путем оплавления рабочего слоя ее.

В предлагаемом способе в периоды и в зонах максимального износа производится отсос газов из рабочего пространства печи через поры и швы футеровки, что способствует охлаждению ее рабочей поверхности, учитывая, что температура печных газов ниже температуры рабочей поверхности футеровки на 400 — 500 С и увеличению толщины гарниссажного слоя, так как частички шлака, попадая на футеровку, прилипают к ней, охлаждаются потоком отсасываемых газов и при этом образовывается шлаковая корочка, которая постепенно нарастает. При некоторой ее толщине наступает момент, когда температура рабочей поверхности шлаковой корочки (гарнисажного слоя) достигает температуры плавления и дальнейший рост ее прекращается. Для уменьшения глубины проникновения шлака в капилляры футеровки и получения отверстий в образовывающемся гарнисажном слое периодически производится продувка сжатым газом через футеровку, что способствует дополнительному ее охлаждению и увеличению толщины гарнисажного слоя.

Частота 0,25 — 2,5 цикла в мин. выбрана исходя из практических результатов опытов, которые показывают, что при частоте меньше 0,25 цикла в мин. поры в рабочем слое забиваются шлаком и дальнейший отсос газов становится невозможным. При частоте больше 2,5 цикла в мин. эффективность способа снижается, так как за это время не успевает сформироваться шлаковая корочка (гарнисажный слой) на поверхности футеровки.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена камера, образованная участком кожуха печи 1, футеровкой 2 и газонепроницаемыми пластинами 3, служащая для равномерного распределения газа по защищаемому участку футеровки при отсосе и продувке, В кожухе печи предусмотрено отверстие для отсоса и подачи газа в камеру.

В 100-тонной дуговой электропечи в районе максимального износа футеровки выполнена камера размером 2000х600х100 мм, через которую, в конце периода расправления и в окислительный период плавки, производился циклически отсос печных газов и продувка сжатым газом через поры и швы футеровки. Камера соединена с поршневым насосом, а отсос и продувка производятся через отверстие 100 мм. Насос работает в циклическом режиме — поршень совершает возвратно-поступательные движения с частотой 1,5 цикла в мин и приводится в движение реверсивным электродвигателем по1О средством червячной йередачи. Давление в камере при отсосе печных газов и продувке сжатым газом было соответственно 0,4 и

2,8 атм.

Применение предлагаемого способа защиты футеровки увеличивает стойкость футеровки на 20О/О, а производительность электропечи при этом увеличивается на 2О/p.

По сравнению с известным предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: увеличивается стойкость футе20 ровки за счет создания гарнисажного слоя на рабочей поверхности ее; поверхностный . слой футеровки при продувке через нее сжатого газа предохраняется от пересыщения закисью железа, которая, попадая в капилИ ляры футеровки, образует легкоплавкие соединения, тем самым, при продувке сжатым газом уменьшается износ футеровки; при отсосе и продувке сжатым газом через футеровку происходит охлаждение ее по всей толщине, при этом поверхностный слой не

З0 разрушается струями сжатого газа; снижаются энергетические потери, так как в предлагаемом способе в печь вдувается незначительное количество газа, который, проходя через футеровку, охлаждает ее и попадает в рабочее пространство печи при температуре, близкой к температуре печных газов, что способствует увеличению производительности печи и снижению удельного расхода электроэнергии на выплавку стали; такой сгособ защиты футеровки применим как 6 для защиты футеровки свода, так и для защиты футеровки стен дуговой электропечи.

Экономическая эффективность от применения способа определяется по формуле

Э = (С1 — С ) - А, руб, где С, - себестоимость 1 т стали, получен45 ной по известной технологии, руб/т; с — себестоимость стали, полученной с применением предлагаемого способа, руб/т;

А — годовой объем производства стаso ли, т.

Себестоимость стали при увеличении производительности электропечей на 2О/p снижается на

С вЂ” С = — — — — — — —— 0,235 руб/т, !

2,0 2,0

100 t2,0 где 12,0 — условно йостоянные расходы по л переделу, руб/т.

При уменьшении износа футеровки на

20 /р себестоимость стали снижается на:

0,09 х 6,00 х 0,20 = 0,108 руб/т, 905597

Формула изобретения

Составитель А. Щербаков

Редактор И. Касарда Техред А. Бойкас Корректор С. Щомак

Заказ 341 53 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений л открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 где 0,09 — стоимость 1 кг огнеупора, руб;

6,0 — расход огнеупоров, кг/т стали.

В итоге себестоимость стали снижается на:

0,235 + 0,108 = 0,343 руб/т.

Кроме того, применение предлагаемого способа защиты футеровки позволяет полнее использовать мощность печного трансформатора, что ведет к дальнейшему повышению производительности электропечи.

Годовой экономический эффект составляет 170 тыс. рублей.

Способ защиты футеровки металлургических печей, включающий продувку газом 1 через футеровку в местах ее максимального износа, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки за счет создания гарнисажного слоя на ее рабочей поверхности и уменьшения глубины проникновения шлака в капилляры футеровки, перед продувкой производят отсос печных газов, причем отсос печных газов и продувку сжатым газом через футеровку производят циклически с частотой 0,25 — 2,50 цикла в минуту.

Источники информации, принятые во внимание при экспртизе

l. Патент Франции № 2356105, кл. F 27 D 1/12, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 295809, кл. С 21 С 5/04, 1971.