Торкретмаса для факельного торкретування конвертерів

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам смесей, образующих защитные огнеупорные покрытия на футеровке кислородных конвертеров. Известна торкретмасса для факельного торкретирования конвертеров, включающая огнеупорный магнезитовый материал в количестве 65...70% и углеродсодержащий материал (кокс) - 25...35% (1). Использование в торкретмассе в качестве углеродсодержащего материала угля или кокса приводит к образованию пористого покрытия, имеющего невысокую стойкость. Кроме того, используется большое количество дорогостоящего и дефицитного магнезитового материала. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является торкретмасса для факельного торкретирования металлургических агрегатов, содержащая сланец-концентрат в количества (50...90)% и магнезит (10...50)% (2). В этой торкретмассе для факельного торкретирования применен магнезит в меньшем количестве. Однако использование магнезита в качестве огнеупорного компонента обуславливает относительно невысокую стойкость покрытия по причине лишь частичной взаимной диффузии составляющих в сланцевом покрытии. В покрытии присутствуют отдельные зерна магнезита, являющиеся концентраторами напряжений и вызывающие его растрескивание при охлаждении и нагрев. В основу изобретения поставлена задача: усовершенствовать состав торкретмассы для факельного торкретирования путем выбора огнеупорного материала, образующего в процессе эксплуатации конвертера покрытие с низкой пористостью, мелкозернистой структурой, и изменении при этом компонентов торкретмассы, и как следствие, высокой шлакоустойчивостью. Согласно изобретению, торкретмасса, содержащая огнеупорный магнезитовый материал и горючий сланец, дополнительно содержит в качестве огнеупорной составляющей известняк при массовом соотношении известняка и магнезита, равном 1-(0,2...0,4), при следующем соотношении компонентов торкретмассы, мас.%: горючий сланец 35-50 огнеупорный материал (магнезит и известняк) 50-65 Технический сущностью изобретения является создание условий, при которых температура, генерируемая в факеле, соответствует температуре перехода в пластичное состояние огнеупорного материала в смеси с золой сланца. При этом в покрытии исключается образование усадочных явлений при повышенном сцеплении с основным огнеупором и высокой шлакоустойчивости покрытия. Использование в качестве огнеупорного материала смеси магнезита и известняка обеспечивает повышение качества торкретпокрытия в процессе эксплуатации конвертера. Это достигается тем, что при взаимодействии с окисленным печным шлаком в футеровке образуются относительно легкоплавкие ферриты кальция, являющиеся продуктом взаимодействия закиси железа шлака и окиси кальция, образованной при разложении в факеле известняка. Феррит кальция, находящийся в футеровке, растворяет зерна магнезита по их границам. При этом обеспечивается повышение температуры плавления феррита кальция, насыщенного магнезитом, до значений (1800-1820)°С, а торкретпокрытие принимает монолитный характер, без трещин, пор, неплотностей между зернами материалов. Кроме того, при взаимодействии торкретпокрытия, содержащего намертво обожженную известь, с первичным низкоосновным шлаком, происходит образование на рабочей поверхности слоя ортосиликата кальция, обеспечивающего эффективную защиту торкретпокрытия от износа на первом этапе продувки до растворения основной массы, вводимой в конвертер извести. В процессе нанесения торкретпокрытия заявленного состава сплавление огнеупорного материала с футеровкой обеспечивается за счет пластификации торкретмассы золой сланца, содержание которой составляет ~68%. а химический состав соответствуе т указанному в табл.1. При содержании в торкретмассе менее 35% горючего сланца (т.е. более 65% огнеупорного материала) не обеспечивается достаточно надежного сцепления торкретмассы с футеровкой за счет высокой температуры плавления смеси и отсутствия взаимной диффузии компонентов футеровки, и покрытия, обеспечивающей максимальную стойкость покрытия. При содержании в смеси более 50% горючего сланца (т.е. менее 50% огнеупорного материала) счижается температура плавления покрытия, что приводит к его размягчению, ускорению растворения в шлаке, т.е. к снижению стойкости покрытия. При соотношении известняка и магнезита более 1:0,2, т.е. более 5 (например 1:0,1, т.е. 10), в торкретпокрытии оказывается недостаточное количество магнезита для образования твердого раствора с высокой огнеупорностью, т.е. в процессе эксплуатации температура плавления покрытия снижается за счет проникновения окислов железа, без полной компенсации путем растворения магнезита в материале торкретпокрытия. При соотношении известняка и магнезита менее 1:0,4 (т.е. менее 2,5), например 1:0,5, т.е. 2), не обеспечивается полного спекания покрытия в единый блок, что выражается в том, что в покрытии наблюдаются отдельные вкрапления магнезита, являющиеся концентраторами напряжений и вызывающие растрескивание покрытия при охлаждении и нагреве. Во всех рассмотренных случаях происходит снижение стойкости покрытия, увеличивается расход огне упоров и снижается производительность конвертера. Способ приготовления торкретмассы. Исходные материалы раздельно при необходимости предварительно измельчают до получения материала фракции менее 3мм при помощи дробилки, затем подают в ши хтовочные бункера. Если исходные материалы сырые, их подсушивают в сушильном барабане. Известняк, магнезит и горючий сланец из шихтовочных бункеров через весовые дозаторы а заданном соотношении при помощи транспортирующи х устройств подают в мельницу тонкого помола для совместного помола компонентов торкретмассы до содержания фракции мельче 0,09мм не менее 90%. Выгружают тонкомолотый материал из мельницы через воронку, и с помощью пневматического камерного насоса перекачивают в отгрузочный бункер и далее транспортируют в конвертерный цех. Пример. Торкретирование 180т конвертера производили торкретмассами на основе горючего сланца и огнеупорного материала, состоящего из известняка и магнезита. Расход торкретмассы 800кг/мин, продолжительность торкретирования 5мин, расход кислорода 30000м 3/ч, расход воздуха на аэрацию торкретмассы 120,0м 3/ч. Результаты опытно-промышленных кампаний работы конвертера с использованием торкретмасс различного состава приведены в табл.2. Из приведенных в табл.2 данных следует, что при использовании торкретмассы заявляемого состава происходит повышение суточной производительности конвертера за счет снижения простоев на торкретирование, вследствие повышения стойкости покрытия. Кроме того, наблюдается снижение расхода огнеупоров за счет увеличения продолжительности кампании конвертера при повышенном суточном производстве стали. Таблица 1 Содержание компонентов,мас. % Материал СаО SiO2 FeO Fe2O3 МgО Аl2O 3 ТіO2 R2O Зола сланца 44,5 29 4 6 5 8 0,5 3 Таблица 2 Содержание Содержание Отношение Стойкость Производите Продолжите Производит Расход горючего огнеупорног масс покрытия, льность льность ельность огнеупоров сланца в о известняка плавок конвертера,т/ кампании, конвертера (футеровка смеси, % материала, и магнезита сут плавок т/закомпани торкретмасс % ю а), кг/т 30 70 1:0.1 6 4416,7 707 124904,3 8,01 30 70 1:0,2 8 4437,5 771 136837,1 7,31 30 70 1:0,3 8 4437,5 755 134012,5 7,46 30 70 1:0,4 7 4428,6 748 132503,7 7,55 30 70 1:0,5 8 4437,5 722 128155,0 7,80 35 65 1:0,1 8 4437,5 826 146615,0 6,80 35 65 1:0,2 11 4454,5 1008 179605,4 5,57 35 65 1:0,3 12 4458,3 1012 180471,9 5,54 35 65 1:0.4 11 4454,5 1021 181921,8 5,49 35 65 1:0,5 8 4437,5 838 148745,0 6,72 48 52 1:0,1 8 4437,5 847 150342,5 6,65 48 52 1:0,2 12 4458,3 1014 180828,6 5,53 48 52 1:0,3 12 4458,3 1010 180115,3 5,55 48 52 1:0,4 12 4458,3 1008 179758,7 5,56 48 52 1:0,5 8 4437,5 836 148390,0 6,74 50 50 1:0,1 8 4437,5 842 149455,0 6,69 50 50 1:0,2 11 4454,5 1006 179249,1 5,58 50 50 1:0,3 11 4454,5 1008 179605,4 5,56 50 50 1:0,4 12 4458,3 1032 184038,6 5,43 50 50 1:0,5 8 4437,5 842 149455,0 6,69 55 45 1:0,1 8 4437,5 713 126557,5 7,90 55 45 1:0,2 6 4416,7 739 130557,7 7,66 55 45 1:0,3 8 4437,5 764 135610,0 7,37 55 45 1:0,4 8 4437,5 786 139515,0 7,17 55 45 1:0,5 7 4428,6 790 139943,8 7,15 Прототип: 8 44375,0 880 156200 6,40 Торкретмасса по а.с. №1612514 30% магнезита, 70% сланца