Спосіб відновлення футерівки кисневого конвертера

Реферат: Спосіб відновлення футерівки кисневого конвертера включає залишення в конвертері кінцевого шлаку попередньої плавки. Наносять на футерівку шлаковий гарнісаж шляхом роздування шлакової ванни зверху нейтральними газовими струменями. Перед роздуванням шлакової ванни бокову поверхню футерівки охолоджують шляхом обдування струменями нейтрального газу з подачею через одне сопло Лаваля. UA 79569 U (54) СПОСІБ ВІДНОВЛЕННЯ ФУТЕРІВКИ КИСНЕВОГО КОНВЕРТЕРА UA 79569 U UA 79569 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії, зокрема до способів відновлення футерівки кисневого конвертера шляхом роздування на її поверхню підготовленого кінцевого шлаку. З практики відомих способів відновлення футерівки конвертера, якими передбачається нанесення шлакового гарнісажу шляхом роздування кінцевого шлаку струменями нейтрального газу [Металлург. - 2003. - №7. - с.59] відомо, що основними ускладненнями операції є використання верхньої кисневої фурми, яка не пристосована для роздування шлаку, необхідність попередньої підготовки шлаку із значними та неефективними витратами дорогих магнезіальних матеріалів. Це знижує ефективність ремонту футерівки конвертера, стійкість кисневих фурм та призводить до підвищення собівартості сталі. Відомий також спосіб [Патент РФ 2128714, С21 С5/44, 1999 г.], згідно з яким, після залишення у конвертері шлаку попередньої плавки, присадки до шлаку карбонатних матеріалів та перемішування шлакового розплаву сумішшю кисню із нейтральним газом здійснюють нанесення гарнісажу на стіни конвертера шляхом вдування у шлак зверху струменів нейтрального газу через фурму при перемінній її висоті. Недоліком відомого способу є незначний ступінь засвоєння присаджених до шлаку матеріалів внаслідок недостатнього для їх засвоєння часу до початку роздування, утворення у ванні при вдуванні струменів окремих стаціонарних реакційних зон винесення шлакових крапель, що призводить з одного боку до прискорення переведення частки шлаку у малорухомий стан та унеможливлює продовження операції роздування, з іншого - до переокислення частки шлаку із зменшенням його щільності, стіканням нанесеного гарнісажу з поверхні футерівки та ускладнень у створенні рівномірного по висоті покриття на футерівці конвертера. Відомі також способи відновлення футерівки кисневого конвертера шляхом торкретування бокових стін, які охолоджуються водоохолоджуваними елементами, встановленими між кожухом та кладкою [ОАО Черметинформация. - Бюл. "Черная Металлургия". - 2010. - №10. С.76-79] або робочим та арматурним шаром [АС СССР №2037530, С21 С5/42, 1992 г.]. За наявності охолоджуваних стін кінцевий шлак, що залишають у агрегаті після випуску сталі, гарантовано наморожується на футерівку під час роздування нейтральними струменями або за рахунок багаторазового нахилення конвертера у протилежних напрямках на кут до 90 град відносно його вертикальної осі із тривалою витримкою у кожному положенні. Недоліками відомих способів є суттєві ускладнення у експлуатації та ремонті футерівки агрегату, витрати води на охолодження елементів його конструкції, необхідність використання підвищених заходів безпеки для запобігання потраплянню води у розплав у разі пошкодження охолоджуваних елементів та підвищення собівартості сталі. Також відомий, вибраний як найближчий аналог, спосіб ремонту футерівки конвертера [Патент України №25657, С21С 5/44, 2007], який включає залишення в конвертері кінцевого шлаку попередньої плавки, нанесення на футерівку шлакового гарнісажу за допомогою обертової торкрет-фурми з соплами шляхом роздування шлакової ванни зверху газовими або газо-порошковими струменями і подачі на бокову поверхню конвертера в окислювальних струменях торкрет-маси при перемінній висоті торкрет-фурми і зміні напрямку обертання струменів на протилежний після кожного оберту фурми на 180° навколо вертикальної осі. Недоліками відомого способу є складність забезпечення по ходу операції стійкості та міцності гарнісажного покриття на боковій поверхні футерівки внаслідок її контакту із високотемпературними факелами, які формуються при вдуванні торкрет-маси в направлених у бік стін окислювальних струменях, із стіканням крапель розрідженого шлаку у ванну, що призводить до зменшення ефективності відновлення футерівки. Прискорене переведення шлакової ванни у малорухомий стан при роздуванні зверху газо-порошковими струменями ускладнює умови її використання для створення гарнісажу, зменшує ефективність засвоєння торкрет-маси та не забезпечує формування крапель шлаку із належними фізико-хімічними властивостями. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу відновлення футерівки кисневого конвертера шляхом зміни типу та призначення струменів, які вдувають через сопла, розміщені на різних висоті і площині фурми з метою попередньої підготовки поверхні футерівки до відновлення за рахунок зниження її температури, що дозволить створити умови для прискорення кристалізації нанесеного на стіни шару шлаку із підвищенням ступеня його використання, міцності гарнісажу та стійкості футерівки, внаслідок чого зросте продуктивність агрегату, зменшаться витрати торкрет-маси та собівартість сталі. Поставлена задача вирішується тим, що за способом відновлення футерівки кисневого конвертера, що включає залишення в конвертері кінцевого шлаку попередньої плавки, нанесення на футерівку шлакового гарнісажу за допомогою обертової фурми з соплами шляхом 1 UA 79569 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 роздування шлакової ванни зверху нейтральними газовими струменями при перемінній висоті фурми і зміні напряму обертання струменів на протилежний після кожного оберту фурми на 180° навколо вертикальної осі, згідно з корисною моделлю, перед роздуванням шлакової ванни бокову поверхню футерівки охолоджують шляхом обдування струменями нейтрального газу з 3 інтенсивністю їх подавання через одне сопло Лаваля 1,65-2,15 м /хвил. на тонну кінцевого шлаку при переміщенні торкрет-фурми у вертикальній площині в межах робочого простору агрегату зі швидкістю 0,025-0,045 м/сек. із зміною напряму на протилежний після досягнення фурмою крайнього нижнього або верхнього положення по висоті в інтервалі 0-30 % часу роздування шлакової ванни із подальшим зменшенням інтенсивності подачі нейтрального газу 3 на бокову поверхню футерівки до 0,09-0,14 м /хвил. на тонну кінцевого шлаку через одне сопло Лаваля в інтервалі 30-100 % часу роздування шлакової ванни при розташуванні фурми у крайньому нижньому положенні по висоті. За рахунок безпосереднього контакту бокових стін конвертера із групою рухомих нейтральних струменів, які витікають з бокових сопел Лаваля обертової фурми в одній вертикальній площині в дві сторони відносно вертикальної осі фурми, здійснюється прискорене охолодження поверхневого шару футерівки. Внаслідок незалежної дії на шлакову ванну і футерівку конвертера обертових струменів нейтрального газу, які розповсюджуються з сопел Лаваля в двох різних перпендикулярних вертикальних площинах із зміною інтенсивності у різні періоди операції роздування шлакової ванни, забезпечується зниження температури поверхні футерівки, досягається прискорення кристалізації шлакових крапель, що вилітають з шлакової ванни, безпосередньо на охолодженій поверхні футерівки та створюються умови отримання рівномірного за товщиною шлакового гарнісажу по всій висоті конвертера. При обдуванні поверхні футерівки з інтенсивністю подачі нейтрального газу через одне 3 сопло Лаваля менше 1,65 м /хв. на тонну кінцевого шлаку знижується інтенсивність охолодження поверхневого шару футерівки. При перевищенні інтенсивності подачі 3 нейтрального газу через одне сопло Лаваля більше ніж 2,15 м /хв. на тонну кінцевого шлаку можливе локальне переохолодження зон контакту нейтральних струменів із футерівкою та небезпека тріщиноутворення у шарі футерівки. При переміщенні фурми у вертикальній площині в межах робочого простору агрегату у період обдування футерівки із швидкістю менше 0,025 м/сек не досягається рівномірність охолодження поверхні футерівки конвертера по висоті у визначений для цього період її підготовки до нанесення гарнісажу. При переміщенні фурми у вертикальній площині із швидкістю більше 0,045 м/сек не забезпечується узгодження тривалості контакту бокових газових струменів із поверхнею футерівки з інтенсивністю її охолодження, що знижує ефективність операції підготовки футерівки до нанесення гарнісажу. Обдування бокової поверхні футерівки із інтенсивністю через одне сопло Лаваля 1,65-2,15 м/хв. на тонну кінцевого шлаку після початку роздування шлакової ванни, тобто за межами визначеного інтервалу 0-30 % часу роздування шлаку, призводить до розмивання нанесеного на поверхню футерівки шару шлакових крапель понадзвуковими газовими струменями, що перешкоджає утворенню рівномірного гарнісажного покриття. Подача у напрямку бокової поверхні футерівки конвертера нейтральних газових струменів із 3 інтенсивністю через одне сопло Лаваля менше 0,09 м /хв. на тонну кінцевого шлаку в інтервалі 30-100 % часу роздування шлакової ванни призводить до закупорювання бокових сопел Лаваля фурми вилітаючими з шлакової ванни під час роздування бризками шлаку. Подача по ходу роздування шлаку на бокову поверхню футерівки конвертера нейтральних газових струменів із 3 інтенсивністю більше ніж 0,14 м /хв. на тонну кінцевого шлаку через одне сопло Лаваля перешкоджає стійкому набризкуванню крапель шлаку на верхню частину та горловину конвертера, призводить до утворення нерівномірного шару шлакового гарнісажу на поверхні футерівки конвертера та зниження ефективності операції в цілому. Невиконання кожної з цих вимог негативно позначається на процесі відновлення футерівки конвертера, зменшує ефективність нанесення шлакового гарнісажу на попередньо охолоджену бокову поверхню конвертера, внаслідок чого скорочується термін служби конвертерних агрегатів із підвищенням собівартості сталі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена схема реалізації заявленого способу відновлення футерівки кисневого конвертера (фіг. 1, 2, 3, 4). Заявлений спосіб відновлення футерівки кисневого конвертера реалізують наступним чином. Приклад. 2 UA 79569 U 5 10 15 20 25 30 Операцію роздування шлакової ванни з нанесенням шлакового гарнісажу на футерівку 160-т конвертера розпочинають після випуску сталі із залишенням у порожнині агрегату кінцевого шлаку. Скачування шлаку спеціально не роблять. Кінцевий шлак можуть обробляти безпосередньо в конвертері з метою більшого розрідження, підвищення вмісту оксиду магнію, корегування основності та т.ін. Пересувну привідну платформу з обертовою фурмою із соплами Лаваля, що розміщені як на боковій поверхні, так і у торці наконечника фурми, встановлюють в положення суміщення осі фурми з вертикальною віссю конвертера. Через фурмене вікно вводять фурму і опускають її до рівня горловини конвертера, із одночасним забезпеченням подачі азоту через бокові сопла 3 Лаваля із загальною витратою 270-340 м /хвил., що дорівнює витраті газу через одне сопло 3 1,65-2,15 м /хв. на тонну кінцевого шлаку (фіг. 1, 2). В подальшому з метою охолодження поверхні футерівки перед роздуванням шлаку фурму перемішують у вертикальній площині зі швидкістю 0,025-0,045 м/сек при обертанні фурми (зі зміною напрямку обертання на протилежний після кожного оберту фурми на 180° навколо вертикальної осі) до досягнення крайнього нижнього положення по висоті. Після досягнення крайнього нижнього положення напрям переміщення фурми у вертикальній площині змінюють на протилежний до досягнення крайнього верхнього положення по висоті. Переміщення фурми у вертикальній площині здійснюють в інтервалі 0-30 % часу операції роздування шлакової ванни. Після цього фурму встановлюють у крайньому нижньому положенні по висоті, зменшують 3 загальну витрату азоту через бокові сопла Лаваля до 14,4-22,4 м /хвил., що дорівнює витраті 3 газу через одне сопло Лаваля 0,09-0,14 м /хв. на тонну кінцевого шлаку і розпочинають при обертанні фурми (зі зміною напрямку обертання на протилежний після кожного оберту фурми на 180° навколо вертикальної осі) роздування шлакової ванни зверху азотними струменями, які подають через сопла Лаваля розміщені на торці наконечника фурми (фіг.3, 4). Подача через бокові сопла Лаваля азоту із визначеною витратою по ходу роздування шлакової ванни попереджає можливе їх запечатування бризками шлаку. При цьому роздування шлакової ванни зверху азотними струменями здійснюють протягом 1,5-4,5 хв., що дорівнює 30-100 % часу роздування шлаку на футерівку. Така операція відновлення футерівки конвертера забезпечує прискорення кристалізації шлакових крапель безпосередньо на охолодженій поверхні футерівки, призводить до утворення рівномірного шару гарнісажу з підвищеною міцністю, підвищує стійкість футерівки та зменшує собівартість сталі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Спосіб відновлення футерівки кисневого конвертера, що включає залишення в конвертері кінцевого шлаку попередньої плавки, нанесення на футерівку шлакового гарнісажу за допомогою обертової фурми з соплами шляхом роздування шлакової ванни зверху нейтральними газовими струменями при перемінній висоті фурми і зміні напряму обертання струменів на протилежний після кожного оберту фурми на 180° навколо вертикальної осі, який відрізняється тим, що перед роздуванням шлакової ванни бокову поверхню футерівки охолоджують шляхом обдування струменями нейтрального газу з інтенсивністю їх подавання 3 через одне сопло Лаваля 1,65-2,15 м /хв. на тонну кінцевого шлаку при переміщенні торкретфурми у вертикальній площині в межах робочого простору агрегату зі швидкістю 0,025-0,045 м/сек., із зміною напряму на протилежний після досягнення фурмою крайнього нижнього або верхнього положення по висоті в інтервалі 0-30 % часу роздування шлакової ванни із подальшим зменшенням інтенсивності подачі нейтрального газу на бокову поверхню футерівки 3 до 0,09-0,14 м /хв. на тонну кінцевого шлаку через одне сопло Лаваля в інтервалі 30-100 % часу роздування шлакової ванни при розташуванні фурми у крайньому нижньому положенні по висоті. 3 UA 79569 U 4 UA 79569 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5