Торкретмаса для факельного торкретування футеровки конвертерів

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к составам торкретмасс для горячего ремонта футеровки металлургических агрегатов. Известна торкретмасса для факельного торкретирования, содержащая магнезит (огнеупорный материал) и антрацит (углеродсодержащее толливо) (А.с. СССР №670617, кл. C21C5/44, 1975). Недостатком известной торкретмассы является низкая степень полезного использования основного огнеупорного материала, обусловленная тем, что из-за высокой температуры плавления магнезита (~2800°C) не достигается размягчения частиц, достаточного для их эффективного налипання на футеровку. Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является торкретмасса для факельного торкретирования, содержащая 15% коксика, 70% магнезита и 15% алюминиевого порошка (Чемерис О.Н. и др. // Огнеупоры. - 1972. - №11. - С.23 - 29). Данная торкретмасса характеризуется низкими потерями наносимого огнеупорного материала при торкретировании, однако вследствие наличия в торкретмассе значительного количества легкоплавких оксидов алюминия образующихся в факеле при горении частиц шлакоустойчивость покрытия невысокая и стойкость торкретслоя не достигает максимальных значений. Другим недостатком известной торкретмассы является повышенная опасность применения и высокая стоимость порошка металлического алюминия. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать состав торкретмассы для факельного торкретирования конвертеров путем изменения компонентов смеси таким образом, чтобы ввести дешевую и безопасную экзотермическую добавку, понижающую температуру плавления огнеупорных компонентов до момента нанесения их на поверхность футеровки, что приведет к повышенной стойкости покрытий конвертеров, снижению стоимости торкретмассы и повышению безопасности процесса торкретирования. Поставленная задача решается благодаря тому, что торкретмасса для факельного торкретирования конвертеров, содержащая углеродсодержащее топливо (уголь, коксик) и основной огнеупорный материал, согласно изобретению, в качестве основного огнеупорного материала содержит магнезит или доломит или их смесь, и дополнительно содержит горючий сланец при следующем соотношении компонентов, мас.%: Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков необходимо и достаточно для получения технического результата, что подтверждается опытно-промышленными исследованиями футеровки 350-тонных конвертеров металлургического комбината "Азовсталь". Влияние горючего сланца в составе основной торкретмассы можно представить в виде следующей схемы: В процессе торкретирования, благодаря интенсивному нагреву смеси при горении угля (коксика), происходит диффузия легкоплавких компонентов, образующихся при горении сланца в частицы огнеупорного материала. Легкоплавкими компонентами при этом являются содержащиеся в золе горючего сланца оксиды калия и натрия при этом частицы огнеупора размягчаются. Известно, что оксиды калия и натрия обладают высокой летучестью при температурах торкретфакела. Содержание сланца подобрано таким образом, чтобы обеспечить присутствие и в составе торкретмассы до момента касания напыляемых частиц футеровки, при этом обеспечивается интенсивное налипание частиц на футеровки с образованием монолитного торкретслоя, а испарение и обеспечивает высокую огнеупорность и шлакоустойчивость нанесенного покрытия. В ходе проведения исследований торкретсмесей, содержащих горючий сланец, не обнаружено разницы при использовании в качестве основного огнеупорного материала магнезита, доломита или их смесей. Мощное воздействие минеральной массы горючего сланца нивелирует различия в свойствах этих материалов. При содержании в составе торкретмассы основного огнеупорного материала (например, магнезита, доломита, извести или их смесей) менее 40% не достигается повышение стойкости торкретпокрытия из-за его низкой огнеупорности, обусловленной низким содержанием основных компонентов в нанесенном покрытии. При содержании в торкретмассе более 65% основного огнеупорного материала стойкость покрытия снижается вследствие того, что не достигается размягчения всей массы огнеупорного материала, что, в свою очередь, приводит к высокой степени осыпания материала с вертикальных поверхностей футеровки. При содержании в смеси менее 10% углеродсодержащего топлива (например, угля, коксика) не достигается достаточной степени прогрева огнеупорных компонентов торкретмассы, при этом даже при сбалансированном составе смеси по содержанию размягчающих и тугоплавких компонентов размягчения огнеупорных частиц не происходит, и образования монолитного покрытия не достигается. При содержании в смеси более 25% угля (коксика) происходит перегрев смеси, легковозгоняемые компоненты минеральной массы сланца и испаряются до того, как смесь достигнет футеровки. Как следствие, степень полезного использования наносимого материала остается низкой, а стойкость футеровки не достигает максимальных значений. При содержании в смеси менее 25% горючего сланца в смесь не вносится достаточного количества оксидов калия и натрия для эффективного поверхностного размягчения частиц основного огнеупора. При этом низкая степень налипання напыляемых частиц на футеровку не позволяет добиться существенного повышения ее стойкости. При содержании в смеси более 35% горючего сланца оксиды калия и натрия сохраняются в наносимом торкретпокрытии, что приводит к снижению его температуры плавления и соответственно стойкости. Торкретмассу готовят смешением указанных компонентов в соответствующих количествах с использованием, например, шаровой барабанной мельницы, в которой одновременно измельчают компоненты смеси до фракции: остаток на сите с размером ячейки 0,09мм - (10 ... 15)%. Пример. Торкретированию подвергали футеровку 350-тонного кислородного конвертера с использованием торкретмашины горизонтального типа. Продолжительность торкретирования 5 минут. Расход торкретмассы 600кг/мин., расход кислорода 140м3/мин. В качестве носителя торкретмассы использовали азот. Расход азота на аэрацию 140м3/ч. В ходе отработки оптимального состава торкретмассы ее параметры изменяли в широких пределах, а в качестве параметра оптимизации использовали стойкость торкретпокрытия в районе цапфенной зоны конвертера. Составы и стойкость исследованных торкретмасс приведены в таблице. В результате проведенного исследования установлено, что наибольшей стойкостью обладает торкретмасса заявляемого состава при рекомендуемых значениях режимных параметров.