Способ защиты футеровки сталеплавильного конвертера

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К., АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 241080 (21) 2996701/22-02 (51) М. КП. с присоединением заявки ¹С 21 С 5/44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230882. Бюллетень ¹31

Дата опубликования описания 230882 (53) УДК 669.184. .125,4(088.8) исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУТЕРОВКИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО

КОНВЕРТЕРА

Изобретение относится к способам подготовки к службе футеровки сталеплавильных конвертеров, выполненных из безобжиговых огнеупоров на смоляной или пековой связка>.

В конвертерном производстве стали при проведении первой плавки после разогрева новой футеровки конвертера имеет место значительное механическое и химическое разрушение кладки. В первую очередь зто связано с отсутствием на ее поверхности шлакового гарниссажа. Кроме того, во время обжига футеровки кирпич прококсовывается на глубину 50-80 мм и высокая скорость подъема температуры в конвертере после начала плав ки вызывает интенсивный прогрев еще не скоксованных участков кладки.

Быстрое перемещение фронта термического разложения связующего вглубь кирпича сопровождается выделением большого количества летучих, вследствие чего в кладке возникают термонапряжения, приводящие к сколам. В результате снижается стойкость футеровки конвертера.

Известен способ повышения стойкости футеррвки конвертера путем омывания ее чугуном, разогретым до температуры не ниже 1250 С (1) .

Недостатком является низкая стойкость футеровки, так как при осуществлении этого способа на футеровке практически не образуется шлаковый гарниссаж.

Наиболее близким по технической ð сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, согласно которому в конвертер подают 1020в шлакообразующего (извести) от общей ее потребности íà плавку, заливают 5-10% чугуна от общего его расхода и осуществляют продувку кислородом в течение 3-5 мин (2j .

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает

nporpeB Внутренних еще ые скоксованных участков кладки с безопасной для смолосвязанных огнеупоров скоростью. В результате в кирпиче возникают значительные термические напряжения, которые вызывают сколы клад« ки. Кроме того, недостаточное количество образующегося конечного шлака, малая продолжительность контакта его с футеровкой, а также отсутствие рационального режима раздувки шлака делает известный способ малоэффектив952970 ным с точки зрения полноты и надежности шлакования рабочей поверхности кладки, что снижает стойкость футеровки.

Целью изобретения является повышение стойкости футеровки путем умень- 5 шения механического разрушения и химического износа огнеупора, а также снижения термонапряжений в кладке на первых плавках.

Поставленная цель достигается тем, 10 что согласно способу зациты футеровки сталеплавильного конвертера, выполненной из огнеупоров на смоляной связке, включаюцему загрузку в конвертер шлакообраэующих после обжига новой футеровки, заливку чугуна в количестве 5-10% от обцего его расхода на плавку и продувку этого чу1 гуна кислородом, перез загрузкой шлакообраэующих в конвертер подают порцию основного шлака с температурой 1250-1400 С в количестве 3-8% от вЕса металлошихты и раздувают его в течение 3-8 мин, а последующую продувку чугуна ведут 5-10 мин с 25 нарастающей интенсивностью в прецелах 25-50% от экстремального ее значения и выдержками 25-30 с через каждый 2-2,5 мин продувки.

В качестве основного шлака исполь-З0 эуют конечный конвертерный шлак с основностью 3-4,2 или синтетический штак после внепечного рафинирования стали.

Раэдувкой основного шлака наносят 35 гарниссаж на днище, а также на нижние ряды цилиндрической части кладки. При этом температура в конвертере со временем понижается; Последую цие заливки чугуна и его продувка дают возможность поддерживать температуру в конвертере в пределах, обеспечиваюцих ошлакование поверхности футеровки. При этом наводится дополнительное количество шлака с высокой основностью и повышается его уровень, что позволяет вести шлакование цилиндрической части кладки.

Поскольку интенсивность дутья наращивается постепенно, прогрев внутренних слоев кладки происходит дос- Я) таточно плавно и не сопровождается появлением в кирпиче термических дефектов и сколов.

Выдержки при подачи дутья позволяют устранить местные перегревы и выравнить температуру различных участков кладки. Нанесение на футеровку гарниссажа иэ шлака с высокой основностью предохраняет кирпич от механических разрушений металлошихтой и снижает интенсивность его коррозии агрессивным расплавом. Одновременно достигается более глубокое, чем во время обжига, коксование кирпича. Образование после лалакования 65 более толстого скоксованного слоя в огнеупоре повышает его термическую стойкость. В результате увеличивается продолжительность компании конвертера.

Подача в конвертер шлака массой менее 3% от веса металлошихты приводит к недостаточному ошлакованию кладки, а повышение его количества сверх 8% к ухудшению последующей продувки чугуна кислородом.

Температура заливаемого в конвертер шлака ограничена интервалом 12501400 С. При более низких ее значео ниях из-за повышения вязкости шлака затрудняется его раздувка, снижается прочность сцепления гарниссажа с огнеупором и не обеспечивается равномерное ошлакование всей поверхности футеровки. Превышение указанного предела вызывает появление опасных термонапряжений в кладке вследствие значительного перепада температуры между ее поверхностью и шлаком.

В случае раздувки шлака менее чем за 3 мин толщина слоя гарниссажа недостаточна для надежной защиты поверхности футеровки, а при продолжительности дутья более 8 мин зна- чительно снижается температура и возрастает вязкость расплава, вследствие чего ухудшается адгезия его с поверхностью кладки.

Предложенная интенсивность продувки чугуна кислородом (25-50% от экстремального ее значения для плавки) обеспечивает плавный прогрев внутренних слоев футеровки и одновременно предотвращает ее износ шлаковым расплавом. При более значительной подаче дутья скорость выделения летучих при разложении связки огнеупора резко возрастает, в результате чего в изделиях возникают такие термические напряжения, которые приводят к разрыхлению их структуры, появлению трещин и сколов.

Снижение расхода кислорода при продувке замедляет скорость растворения в шлаке извести, при этом возрастает износ огнеупора от взаимодействия с агрессивным шлаковым расплавом.

При принятой интенсивности подачи кислорода продувка заливаемой B конвертер порции чугуна менее чем . эа 5 мин не обеспечивает наведение основного шлака и дальнейший прогрев внутренних слоев футеровки, увеличение продолжительности дутья сверх

10 мин заметно повышает окисленность шлака и тем самым интенсивность его воздействия на огнеупор.

Выдержки в подаче дутья во время продувки залитой в конвертер порции чугуна позволяют устранить термическое разрушение огнеупора. Экс952970

30 периментально установлено, что наибольший эффект в части предохранения футеровки от разрушения достигает. ся при выдержках в 25-30 с через каждые 2-2,5 мин подачи дутья. В случае уменьшения продолжительности выдержки и увеличения интервалов между ними имеет место интенсивный прогрев более глубоких участков футеровки, скорость выделения газообразных продуктов разложения связки огнеупора 10 превышает, допустимые, вследствие чего в изделиях образуются трещины и сколы

Более длительные выдержки и меньшие интервалы между ними замедляют 15 образование высокоосновного шлака и тем самым способствуют химическому износу кладки шлаковым расплавом.

При нанесении на футеровку гарнис- 20 сажа шлакообразующее вводится в конвертер до начала продувки порции чугуна для связывания и удержания разрушающих огнеупор примесей. Количество шлакообраэующего должно составлять 2

8-12Ъ от массы залитого чугуна и зависит от ряда факторов (содержание S10

3 в чугуне, СаО в извести, количества пыли в ней и др.).

Для защиты футеровки сталеплавильного конвертера от разрушения предлагается использовать конвертер-. ный шлак с основностью от 3,00 до

4,20. При основности шлака менее

3,00 последний содержит в своем составе значительные .количества свободной двуокиси кремния, которая обладает резко выраженными кислотными свойствами. Такой шлак, взаимодействуя с основной футеровкой конвертера, образует легкоплавкие силикатные 40 соединения. Огнеупорность контактирующих со шлаком рабочих слоев кладки понижается и они интенсивно смываются в процессе службы движущимися потоками расплава. Кроме того, при 45 снижении основности шлака ниже 3,00 заметно повышается его жидкотекучесть, а следовательно способность проникать вглубь огнеупора. В то же время уменьшается толщина гарниссажного 50 слоя и прочность.его сцепления с футеровкай.

При превышении верхнего предела предложенной основности шлака вяз.кость последнего настолько возраста- 55 ет, что существенно затрудняется его раэдувка и значительно ухудшается качество гарниссажного покрытия.

В настоящее время в конвертерных цехах широкое применение получило рафинирование выплавленной стали в ковшах синтетическим шлаком. Получающийся после рафинирования металла шлак, который является отходом производства, состоит преимущественно из СаО (45Ъ), А1 0 (-. 41Ъ), MgO (5Ъ), т.е. из окислов, не обраэую õ с основной огнеупорной футеровкой конвертеров легкоплавких соединений. При использовании в качестве гарниссажного покрытия этот шлак дает такой же эффект, что и конечный конвертерный шлак. Поэтому на практике предпочтение следует отдавать тому иэ шлаков, подача которого в конвертер может быть осуществлена наиболее простым и удобным способом.

Способ осуществляют следующим образом.

После окончания обжига футеров-ки конвертера емкостью 350 т в него заливают из сталеразливочного ковша конечный конвертерный или синтетический шлак, несколько раэ пока чивают грушу иэ стороны в сторону, устанавливают форму на расстоянии

2 м от поверхности расплава, подают кислород и раздувают шлак. После этого отключают дутье, засыпают шлакообраэующее (известь), заливают в конвертер чугун, и продолжают продувку при прежнем положении фурмы. Ошлакование ведут, постепенно форсируя расход кислорода и делая выдержки в его подаче.

Кроме того, был испытан известный способ защиты футеровки, который включал следующие операции: загрузку шлакообразующего, заливку чугуна и его продувку кислородом.

Параметры процессов и результаты визуальных наблюдений приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что реализация предложенного .способа защиты футеровки обеспечивает, по сравнению с известным, значительное уменьшение сколов кирпича после первых плавок и улучшение ошлакования поверхности огнеупора.

Применение предложенного способа взамен известного позволяет повысить стойкость футеровки 350 т сталеплавильного конвертера на 30-35 плавок.

952970

% е Р!

Х О х о»

И Х ах

Х ф Э ! й

Т" I I

1 ХЦМ ди,аФн i!

О О,Ц и н д

О + Х Ф О

Ф ЦХХОР

Х ХНО1Э леала ах °! U Х, дД,Xemxx О О ИН

Х ХХ Яи

ЦФЯ 0 Яа

НХОФХФЭ

1ОЦХ6 Х1:Х

Х Х

0«Ч I Х Х о 1 ,"имоО

1оо! а

И И Х И

1 а & Ф е

Х Ф

5 Х

ooo

0! I6

O I6 C

0 Х

О

Х

I6 Х

5 !

Q Х

Н э

О Х а х ое

Х

Х Х

0 I«I I

u)e 1 сч 5 оо

И И Х с с

Х Х

1 НХХ

N I Х

Ф

5Х10

О ! C4 .И ФФ И ф

Х

1 И

1 а

1 Ф

1 о (»

1

I

1, 1 1

1 ф

I Ф О

e I аа

Х !!! И

4

I

I О Х и 5

1 Х

Х 1

> Е

Ц I Ц

О1Оа! хе

И I 0Ц

1 60

1Р!а

I Iá I

Е 6«

Ю

СО

Р 3

О

) ф !

»-

IIP

О

%»

О

CO

««) Ю

Ю

С Ъ, Ю

РЪ

О

Р ) !

Е m61 Х

I О

0ЦОР Х

Фожомйх

Р4ХХЙЦХЕ

О О

Ю «!«

Ю

О

C)

Т:

Ф (б

i6 и

Ф I6 I6 В

Ю

IA

СЧ

Ю

«:!« cl

«-«

Ж

Г«) (Ч Н с

UХ ОМФХ

И I6H ° 0Н Д ац юееоя

ЯЯ ХЗЦН

Х д (б 1

ОНХМIОЬФ

Х О I6 Z 0 I O !6 ж

0 0 Ц Х Э О О С6

OæÉÕWХИН

О

О

Г«1

1 а

Ф !

6 !

I I

Ф 0

Ф

Х

Х .Х

0 Н

K.о »

I

1 х а

1 а Э

1 МИ

1

I

1 О О

1ЙОЯЙ

00ФЙ

«Ч р1. 1

I !

I

1

1

1 !

I

1

I ! I

1

1

1 !

I

I !

1 !

t6

Х I

Ф I

«)

I6

Х I

Х I

""

Ц

Я

I6

Р

I

1

1

I

1 !

1 I

I Э I. 1.

1 МХ«««0

I ХъЮХФ

О Л II) И О

I ХОФФ а,хнаo

1!!1ИХОНХ

1 I

I I6 6I 1 4:

6:r0Â а

I 6 ВВХ

Н Н !

О I Е;>

U Ц4

Щбр Фо>ь(б х-ахи х

1 д О нхеео

omazx л! и

ВИН Н ЭЖО?Г!ТЭ бЦ .

I6

5Х

О

Ц

Э I6

Ф 3

Я

О

Р«э ох

Х Х

I о

Ф ф и о х и

Ж 1.Д

0 Х<ч

Ю "Ъ сч Ц 1-«

I

I

1

1

1 I о !! оО Ч

D c

cd « «, с!«!

K Х!!

I

Х!

ФХ Х!

1 Х Ф! аие д!

ХОФ О! хна а!

1

g IlIlem0 edg

952970

1 м

Ф 9 (((м х

Охх (:ВЭ

О (6 хэо

1.

Ю

Н (6 а

ВФ

И

Ф

Х 9 х ц еих ооо н и Р\

v e ох(:

ОХ4

Э о

lO ф

0 (g

3С ((( о

Э н

М о э

1

I

1. х

olx

ДиЪ (6 о 9 Оа! й5ы

0с(1 Х о хв о мх хй

ОО(I ,М I 9 Х

1аа и н

Э

l9 Я

:ж v

IL о н

I

1

I

I !

5 K+,lA .1

РЪ

Ю м

Cl

РЪ

1 М I

1 >

1 4 1

I ъ 1

1 I ох ! Ж I

uzI

3N х"

Е (".( о

Х !6 1

0Ц!

eo( аа! 0 н

Э 1

Х I

1 > 1

К I О 1 а 1

1 1

I: ° ° " ° .

1 1

1 о

ОР (Ъ

C I Н Н 1

0X O I 9>

04 0Ц4 е хе ео!,е к х ахах

О

РЪ о

lA

I 1

I Ф

I а

1 (((1

Д с о цоа -,кх

oxoezм х х (ц. х

I 1 (u

I l6

I C4 I

i(о о

%3

I

1 о (с( й-(I (, (Ф

I1 с

< (Ч

< РЪ

1

v4O !

»О

0 ъ(ъ 0 ео !

6ñ(Спи -

EJ 1 Х I C I

1

1 М о ч о о

I l6 I 1

Х 1 Ф

Э 1 g!. В» 1 Я

1 Е» ф

М 1

Ю 1 Э

:ь! О

Ц! 0

Я I Ъб

I6 1 а

1 1

1 6(о

1 Х

1 О с

1 !б ь Х

Н ФО

e!бgO

lg

0 н

Ф ч

; :(((СЧ (6 (- Ъg с! О с Э

О а О с((о (6 «:(ch (0

О (йю4

;й

1 х х

Б ол (н (6 Н Ц х оее

ec» ut и Е

1

1

I

I

1

1.

Д ф 1 с

НXÊI O((6

uraZu4Om

О(: ХЭООЕж

ХйХ6 ХОН

1

1 Ц х

I ((( (s

1 ха аэ

C X

1 °, I

1 (Х

2О92 ц((ннажоийабц

О0(ьН

61 Я 1

Ц 1

IO 1 I6 I

Н 1

Э I

Х 1

Х I о!

Ц(О( а(И

Ф I Д

ИХЮ 0Ц х>охи

О (!ъ бъ Е О

ХО 94 ах н ао

a4XOI X

1 1 I

l6Э I 1 н A

ОЮ<Ф01( ба млНХЭЕ (((6 и ц х ч о 9 а и

I

1 (Ij

1 °

I (.

Ij

1

-I

I о

4, 1

О I

Э Ц

Я 9 х е ха (б

0Х

;Е в !

1 1

HO9 хх аcx !

6 XCCI х о х °

I6Oe l

Р Х > (.О (:о

4Ô

X I

;бх ЮО

ХXy(ц((ньо а н а((952970

Формула изобретения

Составитель Л.Ганина

Редактор Г.Волкова. Техред М.Тепер Корректор Н.Король

Заказ 6217/43 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная,4

1. Способ защиты футеровки стале, плавильного конвертера, выполненной иэ огнеупора на смоляной связке, включающий загрузку в конвертер шла- 5 кообраэующих после обжига новой футеровки, заливку чугуна в количестве 5-10% от общего его расхода на плавку и продувку чугуна кислородом, отличающий сятем,,что, с >Q целью повышения стойкости футеровки путем уменьшения механического разрушения и химического износа огнеупора, а также снижения термонапряжений в кладке на первых плавках, перед загрузкой шлакообраэующих в конвертер подают порцию основного шлака с температурой 1250-1400 C в количестве 3-8% от веса металлошихты и раздувают его в течение 3-8 мин, д последующую продувку чугуна ведут

5-10 мин с нарастающей интенсивнос-. тью дутья в пределах 25-50% от экстремального ее значения с выдержками

25-30 с через каждые 2-2,5 мин про- дувки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве основного шлака применяют конечный шлак с основностью 3-4,2 или синтетический шлак после внепечного рафинирования стали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское:;свидетельство СССР

9 303889,, кл. С .21 С 5/44, 1968.

2. "Тйповая технологическая инструкция ТТИ-49-11-2-79 по обжигу футеровкн конвертера, выполненной из безобжиговых огнеупоров на смоляной и пековой связке", Ленинград;

1979, с.7«8.