Шлак для пропитки кирпичной футеровки плавильных агрегатов

Изобретение относится к металлургии, конкретно к эксплуатации руднотермических печей никелевой промышленности и может быть использовано для повышения стойкости Футеров".ки плавильных печей.Известно использование шлака дляпропитки футеровки агрегатов , пере"рабатывающих медное, свинцовое и цинковое сырье, состава, близкого ктехнологическим шлакам, получаемымна этих агрегатах при их эксплуатации. Шлак заливают в агрегат илирасплавляют в плавильной камере,после чего замораживают и повторноразогревают футеровку 11.Недостатками этого способа являются повторный нагрев футеровки,при котором, в силу процессов теплового сжатия и расширения, возможнопоявление трещин, а также применениешлака, близкого по составу к техно"логическим шлакам, имеющим более высокую температуру, чем рабочая температура поверхности футеровки, требующей пропитки,Наиболее близким к предлагаемомупо составу и достигаемому эффекту. является шлак для пропитки футеровки плавильных агрегатов руднотерми-ческих печей никелевой промышленности, получающийся в процессе плавки сырья на штейн и содержащии,мас. %: 810 41-45; ГеО 24-32, МяО12-22; СаО 3-8; А 1 О, 5-12. Температура размягчения таких шлаков 15701620 К 2 1,ложительный эффект от пропитки футеровки и обусловлено тем, что допустимые пределы перегрева футеровки неопределены.Низкая эффективность пропитки футеровки связана с тем, что используе.мый шлак в начале расплавления при1470-1520 К имеет очень высокую вязкость (2-3 Па с) и соответственно 1 О малую жидкотекучесть, при которой онне может пропитать кладку на значительную глубину. В период дальнейшего нагрева шлака на 100-150 К, т.е,до 1570-1650 К, когда его вязкость 15 достигает нужной величины (0,30,6 Па с), более холодный шлак, пропитавший кладку и уже застывший вшвах, препятствует дальнейшей пропитке Футеровки шлаком с достаточной 2 О жидкотекучестью.Таким образом, не происходит пропитки Футеровкн шлаком с достаточнойжидкотекучестью, соответствующейвязкости 0,3-0,6 Па.с. При этом зат рачивается дополнительное тепло дляразогрева шлака еще на 100-150 К додостижения им достаточной жидкотекучести.Целью изобретения является улучше- О ние пропитки и повышение надежностиФутеровки.Цель достигается тем, что шлакдля пропитки кирпичной футеровкиплавильных агрегатов, содержащий двуокись кремния, окись железа, окись 35магния, окись кальция и окись алюминия, содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %;Недостатками известного шлака являются низкая эффективность пропитки футеровки и возникновение в ней щелей 40 вследствие того, что ее поверхность при пропитке известным шлаком разогревается до температуры на 100-150 К выше рабочей, равной 1470 К, а затем охлаждается до рабочей при переходе45 к технологическому режиму эксплуатации печи, что вызывает уменьшение ее линейных размеров на величину ь 1 Л ьТ, (1) О где ( - линейный размер плавильнойкамеры;11 " коэффициент теплового расширения материала футеровки;д 7 " величина изменения температу ры поверхности футеровки,При этом максимальная толщина щели равна,ь 1 . Появление щели снижает по Температура размягчения предлагаемого шлака близка к рабочей темпе ратуре поверхности футеровки 1470 К, а интервал температур, на который должен быть разогрет алак для достаточной жидкотекучести (0,3-0,6 Па с), составляет 30-40 К (что в 3-4 раза ДвуокиськремнияОкисьжелезаОкисьмагнияОкиськальцияОкисьалюминия 22-2362-77О, 1-4О, 2-6Остальноеменьше, чем у известного щпака), вследствие чего он быстро достигает жидкотекучего состояния после начала размягчения и начинает затекать в швы футеровки. При этом температура жидкотекучего шлака (1500"1510 К) не превышает допустимого предела перегрева поверхности футеровки (1512 К), который определен из следующего условия: поверхность футеровки может быть разогрета до температуры вышее, чем, рабочая, на такую величину, при которой тепловое расширение футеровки может быть полностью скомпенсировано упругой деформацией материала футеровки под действием умеренных напряжений, составляющих 5-107 от предела его прочности. В этом слу. чае размеры футеровки остаются неизменными при перегреве и после охлаждения до рабочей температуры и, следовательно, образование щелей невозможно.Величина упругой деформации тела Е с линейным размеромвыражается формулой 40 Как видно из данных таблицы, глубина пропитки швов шлаком предлагаемо. Е (2)где Вд, - сжимающие напряжения, Па;Е - модуль Юнга, Па. 30Из формул (1) и (2) получают допустимую величину перегрева Т поверхности футеровки:онР е - . --35При (э = 25 10 Па, Е = 0,5 10 Па.- 1,2 10 1/К ъг= 42 К,Тогда допустимая температура поверхности футеровки составляет1512 К.Изучение эффективности пропиткикирпичной футеровки проводили налабораторной установке, имеющей плавильную камеру, футерованную огнеупорными кирпичами, между которымивыполняли швы одинаковой толщины(1 мм). Шлаки различного состава рас-,плавляли в плавильной камере при1500 К и выдерживали в течение Э ч.Затем охлаждали плавильную камеру,разбирали футеровку и измеряли глубину пропитки швов кладки, равную вели"чине, на которой швы были полностьюзаполнены застывшим шлаком,Результаты опытов и составы исполь 55зованных шлаков приведены в таблице. го состава в 5-8 раз больше, чем уизвестного составаБольшая глубина пропитки увеличива ет надежность службы футеровки, так как затрудняет попадание в швы штейнаФ жидкотекучесть которого в 10-15 раз выше, чем у шлака. При этом достигается более высокая безопасность труда обслуживающего персонала, так как попадание штейна в кладку часто влечет,эа собой вытекание жидкого расплава иэ печи, что приводит к непроиз водительным простоям агрегата в период ликвидации аварии и ремонта.При увеличении глубины пропитки футеровки шлаком предлагаемого состава увеличивается также надежность футеровки в случае временного повышения температуры ее поверхности вследствие дестабилизации технологического режима.При глубине пропитки швов на 10- 20 мм шлаком известного состава шлак расплавляется по всей глубине пропитки при увеличении температуры поверхности футеровки на 25-45 К, Вследствие этого возникает опасность прорыва расплава вглубь футеровки и через нее эа пределы печи, При глубине пропитки 50-70 мм шлаком предлагаемого состава такая опасность может возникнуть только при перегреве поверхности футеровки на 60-70 К, так как в этом случае температура футеровки на указанном расстоянии от ее поверхности меньше температуры расплавления шлака.Использование шлака предлагаемого состава не требует дополнительного расхода материалов, так как нужный состав шлака получается путем комбинации отвальных продуктов (отвальные шлаки) и промежуточных (конвертерные впаки).Экономический эффект достигается за счет сокращения п 11 остоев агрегатов при просачивании штейна через футеровку и составляет на одну печь в год 300000 руб. При расчете зкономи" ческого эффекта принято, что в течение года, как показывает практика, из-за попадания штейна в футеровку печи имеет место одна полная остановка печи и дважды временное снижение мощности печи на 507, Исключение этих простоев равнозначно увеличению продолжительности безаварийной работы печи в течение года на 1,57.1109439 Состав Глубина пронитки, мм 1 810 РеО МвО СаО А 1 О 13,3 0,1 0,2 О,) 0,9 0,8 Составитель О.ВеретенниковРедактор И.Николайчук Техред С,Легеэа Корректор И. Эрдейи Заказ )00)7 19 Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5