Спосіб відновлення футерівки конвертера

Спосіб відновлення футерівки конвертера, що включає подачу на залишок розплавленого шлаку від попередньої плавки в конвертері брухту відпрацьованої основної футерівки, механічне зміщення їх в зону пошкодженої футерівки, який відрізняється тим, що як брухт основної футерівки використовують брухт пекопериклазових вогнетривів, який вводять в конвертер в КІЛЬКОСТІ 3-5,2 т, адекватній масі вимитої футерівки, в інтервалі не більше 5 хвилин після випуску плавки, при температурі шлаку не менше 1650°С, додатковому вмісту оксидів заліза в ньому 15-26% та витримують 20-40 хвилин, після чого залишки шлаку зливають з конвертера Винахід відноситься до металургії чорних металів і стосується гарячих ремонтів вогнетривкої футерівки сталеплавильних конвертерів Відомий спосіб захисту від фізико-хімічних пошкоджень футерівки конвертера, виконаної із основних вогнетривів на смоляній основі, містить у собі технологічні прийоми, пов'язані з використанням високоосновних шлакоутворюючих матеріалів /ас СРСР №952970, кл С21С5/44, 1980/ Практичне використання цього способу дає можливість, в певній мірі, зменшити фізико-хімічні пошкодження футерівки конвертера на початковій стадії експлуатації за рахунок нанесення тонкого шару шлакового гарнісажу на футерівку конвертера Наслідком від реалізації відомого способу на практиці є збільшення терміну експлуатації футерівки, що сприяє зростанню рівня виробництва сталі, зниженню собівартості продукції Але при реалізації способу важко відновити футерівку з більш глибокими фізико-хімічними пошкодженнями, що мають місце в період подальшої експлуатації конвертера За таких обставин при роздуванні рідкої шлакової маси газодинамічними струменями в конвертері практично неможливо відновити відносно глибокі пошкодження футерівки конвертера При цьому, діючий технологічний прийом присадки в конвертер перед завалкою переважно металобрухту шлакоутворюючих матері алів групи високооксидних основних матеріалів суттєво не впливає на відновлення зруйнованих ділянок футерівки конвертера Взагалі, у таких випадках ускладнюється ситуація відносно терміну експлуатації футерівки конвертера, що негативно позначається, в цілому, на СТІЙКОСТІ футерівки та техніко-виробничих показниках Найбільш близьким по технічній суті і здобутому ефекту до запропонованого є спосіб відновлення футерівки конвертера, що частково усуває недоліки попереднього технічного рішення Це за рахунок того, що для підвищення СТІЙКОСТІ футерівки в нижній частині конвертера на шлак додатково завантажують брухт відпрацьованої основної вогнетривкої футерівки, продувають киснем зверху через фурму, перериваючи подачу його щохвилини в період продувки При цьому відношення терміну витримки І терміну продувки протягом однієї хвилини підтримують рівним /3-5/ 1 Після отримання достатньо розпливчатої маси шлаковогнетривного складу, останню додатково механічно/поворотами конвертера/ зміщують на найбільш пошкоджені місця футерівки /а с СРСР, №1696488, С21С5/44, 1991/ Завдяки такому способу досягають певного рівня відновлення футерівки конвертера, особливо в місцях поглибленого фізико-хімічного руйнування Це дозволяє знизити на 20% витрати вогнетривів на відновлення підва ю ю 00 ю ю 55855 рювання) футерівки дна конвертера і циліндричної частини, як з боку завантажувальної, так і зливної сторін, в тому числі і за рахунок обробки вогнетривів високоосновним шлаком, з достатнім вмістом МдО /не менше 6%/, що в певній мірі проявляє захисні функції для робочої зони футерівки конвертера Але у відомому способі за рахунок примусового під плавлення і розбризкування компонентів, задіяний у способі, газодинамічними струменями, якісного підварювання поглиблених зон не досягають Тобто, дише частково відновлюють футерівку Це не сприяє значному підвищенню СТІЙКОСТІ футерівки, і, взагалі, знижує техніко-економічні показники на 2% /абс / від можливо досягнутих при ліквідації вищезгаданих недоліків Відсутність же технічного рішення для ВІДПОВІДНОГО позитивного впливу на вищевказані недоліки залишає цю проблему відкритою В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу відновлення футерівки конвертера, в період гарячого ремонту в міжплавочну зупинку, у якому забезпечується комплексне поєднання у взаємодію теплового потенціалу робочої зони футерівки конвертера, шлаку з його фізико-хімічними властивостями, збалансованих з урахуванням особливостей брухту пекопериклазових вогнетривів і регламентованих параметрів підварювання, з достатнім рівнем забезпечення пластичних властивостей в конгломераті з матеріалів підварки, з налипанням до пошкодженої зони футерівки, що трансформується в якісно вищі експлуатаційні характеристики Рішення поставленої задачі досягають тим, що у способі відновлення футерівки конвертера, що включає наявність в конвертері залишку розплавленого шлаку від попередньої плавки, подачу на нього брухту відпрацьованої основної футерівки, механічне зміщення їх в зону пошкодженої футерівки, згідно з винаходом як брухт основної футерівки використовують брухт пекопериклазових вогнетривів, який вводять в конвертер в КІЛЬКОСТІ 3 - 5, 2т, адекватній масі вимитої футерівки, в інтервалі не більше 5 хвилин після випуску плавки, при температурі шлаку не менше 1650°С, додатковому вмісту оксидів заліза в ньому 15 - 26%, та витримують 20 - 40 хвилин, після чого задишки шлаку зливають з конвертера При ОЦІНЦІ фізико-хімічних особливостей умов в конвертері беруть до уваги аналіз двофазної системи робоча зона футерівки і рідкий шлак Робоча зона футерівки оцінюється, в основному, з точки зору геометричних та фізичних параметрів Рідкий шлак у конвертері характеризують відносно базових умов температура - не менше 1650°С, основність - В не менше 2,8, додатковий вміст оксидів заліза - 15 - 26% Окремо оцінюють брухт пекопериклазових вогнетривів по фізичним і геометричним параметрам При дотриманні установлених параметрів технології досягають надійної реалізації відновлення футерівки конвертера В рамках параметрів запропонованого способу, при його реалізації, ефекту підварки досягають за рахунок фізико-хімічної взаємодії між реагентами підварки За таких умов достатньо використовують фізико-хімічні властивості конвертерного шлаку, який ефективно передає тепловий потенціал введеному брухту пекопериклазових вогнетривів і основній футерівці, втому числі і за рахунок високого вмісту оксидів заліза Останній позитивно впливає на контактну поверхню вогнетривів, які за рахунок тиску під дією своєї ваги, а пізніше, під час завалки, під впливом ваги шихтових матеріалів додатково розм'якшеними поверхнями поєднуються між собою 3 другого боку, у введених вогнетривах позитивна фізико-хімічна агресивність оксидів заліза оптимізується, стримується до певної міри за рахунок зниження концентрації самих оксидів заліза, при відповідному зростанні МдО в шлакові в КІНЦІ підварювання Цього досягають при реалізації запропонованого способу шляхом збагачення конвертерного шлаку МдО переважно із маси брухту вогнетривів на периклазовій основі Таким чином, за рахунок раціонально визначених і оптимально збалансованих параметрів відновлення футерівки конвертера, практично досягають вищих показників якості в порівнянні з відомим способом, В основу винаходу закладено фізикохімічну акумуляцію потенціалу конвертера і матеріалів підварки для усереднення, розм'якшення і поєднання їх в єдиний конгломерат, тоді як ВІДПОВІДНО до відомого способу фізико-хімічний потенціал для аналогічних цілей додатково штучно створюють за рахунок газодинамічних струменів Запропонований спосіб пройшов випробування в дослідно-промислових умовах діючого киснево-конвертерного цеху металургійного комбінату з випуском широкої номенклатури продукції В складі цеху працювали два конвертера ємністю по 250 тон кожний, з верхньою продувкою газоподібним киснем Досліди проводили в умовах підготовки і використання сухого брухту пекопериклазових вогнетривів із відпрацьованої попередньої футерівки конвертера, довжиною від 100 до 460мм, перетином у межах 110 х 1 2 5 - 1 2 5 х 150мм2 Такий матеріал, завантажений у совки ємністю по 65м3, поступав у шихтове відділення конвертерного цеху Потім цей совок за допомогою електромостового крану, обладнаного електронними вагами .піднімали на необхідну висоту і певним нахилом совка перевантажували розраховану масу брухту вогнетривів в інший совок, призначений для виконання підварювання футерівки Після цього совок відправлявся в конвертерне відділення, де за допомогою електромостового крану стандартним прийомом у типовому положенні конвертера під завантаження на залишений рідкий шлак, ВІДПОВІДНО ІЗ запропонованим способом, висипали брухт вогнетривів Масу шлаку в конвертері перед виконанням цього заходу залишали візуально в 3 - 3,6 рази більше маси розрахованої КІЛЬКОСТІ брухту вогнетривів для гарантії досягнення необхідного фізико-хімічного потенціалу способу Розрахунок КІЛЬКОСТІ брухту вогнетривів на підварювання конвертера проводили ВІДПОВІДНО до візуальної оцінки об'єму вимитої футерівки /місця ремонту/ і з урахуванням густини брухту вогнетривів /не менше 2,82 - 2,92т/м3/ Відновлення футерівки досягали переважно у донній і суміжних з нею частинах конвертера по завантажувальній і зливній сторонам напливам конгломерату підварки в місця руйнування футері 55855 вки при механічних поворотах конвертера ВІДПОВІДНО ДО запропонованого способу було проведено 5 гарячих ремонтів підварювання футерівки конвертера Для порівняння аналогічну КІЛЬКІСТЬ гарячих ремонтів підварювання футерівки конвертера виконали по відомому способу Результати основних середніх показників наведено у таблиці І Для остаточного уточнення регламенту запропонованого способу відновлення футерівки конвертера з сукупністю всіх параметрів було виконано додатково 10 підварок футерівки, де по кожному варіанту параметрів проведено по два підварювання Загальні характеристики їх з середніми результатами по СТІЙКОСТІ футерівки наведено у таблиці 2 Аналіз даних таблиці свідчить про практичне досягнення рішення поставленої задачі Так установлено, що при реалізації запропонованого технічного рішення досягають поліпшення якості підварювання футерівки конвертера в порівнянні з відомим способом Цього досягають за рахунок особливостей способу, оптимально регламентованих його параметрів, котрі при реалізації забезпечують досягнення якісно нового ефекту До числа особливостей запропонованого способу в порівнянні з прототипом відносяться позитивні ознаки, де домінуючим є диференціальний ПІДХІД до матеріалів як підварки, так і підварюваної основної футерівки конвертера на основі близького споріднення по фізико-хімічним характеристикам Зокрема, в запропонованому способі як основна футерівка конвертера, такі твердий реагент при підварюванні використовуються на основі пекопериклазових вогнетривів з наступними фізико-хімічними характеристиками пористість 6,5 - 8,5%, МІЦНІСТЬ - 40 - 45МПа, густина - /2,82 2 92л7м3, вміст, не менше МдО - 85%, С - 3% При використанні матеріалів найбільш споріднених характеристик, практично досягають вищого рівня ідентифікації результатів Поєднання всіх перелічених особливостей забезпечує достатню надійність його в реалізації Зазначені у формулі запропонованого винаходу параметри оптимальні і при реалізації способу досягають максимального ефекту л~абл 2/ Використання в меншій КІЛЬКОСТІ брухту вогнетривів, ніж зазначено у формулі, наприклад, на 0,1т менше нижньої межі, негативно впливає на якість підварок л~абл 2/ Негативність ця проявляється в тому, що при фактичному зменшенні твердого реагенту підварки на певну величину від зазначеного нижнього рівня у формулі, це производить до недостатнього утворення конгломерату при підварюванні, який під час здійснення накатів на бокову поверхню пошкодженої футерівки конвертера частково залишається вище зони пошкодження В такому разі виїмки на пошкодженій поверхні недостатньо заповнюються конгломератом, і дозаповнюються високомагнезіальним шлаком, що знижує СТІЙКІСТЬ підварки на 2 - 4 плавки Використання у більшій КІЛЬКОСТІ брухту вогнетривів ніж маса виживу футерівки конвертора, що зазначено у формулі винаходу в рамках верхньої межі, наприклад, на 0,1т, призводить також до погіршення якісних показників підварки л~абл 2/ В основному це пояснюється недостачею теплового потенціалу, через що зменшуються пластичні властивості, а з ними і злипання/з'єднання/ між собою підварюваних матеріалів Зазначений у формулі термін вводу твердого реагенту не більше 5 хвилин також є оптимальним При збільшенні його, наприклад, до 6 хвилин, зменшується загальний тепловий потенціал на 7 - 12°С За таких обставин погіршуються показники якості підварки, що, в середньому, знижує СТІЙКІСТЬ и на 1 - 3 плавки л~аб 2/ Зменшення терміну вводу твердого реагенту від кінця випуску попередньої плавки нижче допустимого рівня призводить до збільшення теплового потенціалу в конвертері, що позитивно в цілому, впливає на ЯКІСНІ показники Температура шлаку після випуску плавки регламентована у способі не нижче 1650°С Зниження цього параметру суттєво впливає на зменшення загального теплового потенціалу внутрішнього середовища в конвертері, що негативно трансформується в комплексне погіршення якості підварки, в зниження и СТІЙКОСТІ Наприклад, зниження температури до 1645°С практично зменшує СТІЙКІСТЬ підварки на 2 - 4 плавки Підвищення температури ефективне, але регламентується номенклатурою виплавки марок сталі, переважно, способом і умовами її розливки Тому, в умовах розливки сталей на машинах БЛЗ цей параметр достатньо високий і сягає до 1720°С Параметри додаткового вмісту оксидів заліза в шлаку оптимальні і, в значній мірі, доповнюють позитивний комплекс фізико-хімічних умов підварки Зниження додаткового вмісту оксидів заліза, наприклад, до 14,5%, або підвищення верхньої межі, наприклад , до 27%, практично однаково впливають на кінцевий результат, знижуючи на 1 - 2 плавки СТІЙКІСТЬ підварки футерівки В першому випадку негативний кінцевий результат є наслідком погіршення фізико-хімічних властивостей шлаку по характеристикам руху, тепломасообмшу В другому випадку погіршення фізикоХІМІЧНИХ властивостей шлаку проявляється в надмірному ерозійно-корозійному впливу на футерівку конвертера і конгломерат при підварюванні Термін витримки матеріалів при підварюванні 20 40хв оптимальний і, в значній мірі, впливає на технологію і якість підварки футерівки конвертера При терміні витримки нижче мінімальної межі, наприклад, 19хв, або вище максимальної, наприклад, 41хв погіршуються показники якості підварки СТІЙКІСТЬ знижується на 1 - 3 плавки В першому випадку це визиваеться скороченням періоду тепломасообмінних процесів, акумуляції тепла компонентами, що використовуються у способі В другому випадку прискоренням загущення збиткового шлаку, який гірше зливається з підвареного конгломерату, в цьому разі, залишки його в конвертері на поверхні конгломерату підварки збільшуються на 0,5 - 1,2%, що спричинює зниження СТІЙКОСТІ футерівки на 0,8 -1,2 плавки ний Запропонований спосіб простий і технологіч Для впровадження його у виробництво не потрібно додаткових капітальних витрат Промислове випробування запропонованого способу показало достатньо високу ефективність 7 55855 його в складних умовах роботи конвертерів, з продувкою шихтових матеріалів киснем до вмісту вуглецю в металі в межах 0,02 - 0,04%, додатковому вмісту оксидів заліза в шлаку до 26% і температу 8 рою шлаку на випуску до 1720°С Практичне використання цього способу підварювання футерівки конвертера дозволило підняти СТІЙКІСТЬ футерівки на 8 -14% Таблиця 1 Витрати матеріалів, кг Варіант способу Шлак попередньої плавки об'ємна витрата кисню Загальний термін конпід час протакту матеріалів підБрухт вогдувки при варки з основною фуВапняк нетривів підварюванні, терівкою, хв м3/хв 1 2 3 4 Відомий Запропонований 13000 14500 3000 4100 1000 5 420 6 8 ЗО Масова доля відстоювання конгломерату підварки, % 7 23 6 Таблиця 2 Варіан- КІЛЬКІСТЬ Середня СТІЙКІСТЬ підварки Інтервал вво- Температи присадки Додатковий КІЛЬКІСТЬ плавок ду брухту тура шлаку Термін виопро- брухту вогВМІСТ ОКСИДІВ вогнетривів після випутримки мазливної буваннетривів для підварю- ску плавки, заліза в шла- теріалів, хв дна завантажуваль- стороня спо- для підваку, % ної сторони вання, хв °С ни собу рювання, т 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2,9 4 1660 14,5 20 38 86 107 2 3 5 1645 15 19 39 84 105 3 4,1 6 1680 20,5 ЗО 40 86 104 4 5,2 2 1720 26 40 42 88 109 5 5,3 2,5 1675 27 41 39 85 105 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24