Способ горячего восстановления рабочего слоя футеровки выпускного отверстия конвертера

(5 ) ИЗОБРЕТЕ НИ ЕЛЬСТВУ ОПИСАН К АВТОРСКОМУ(71) Всесоюзный государственный институтнаучно-исследовательских и проектных работ огнеупорной промышленности и Завод(54) СПОСОБ ГОРЯЧЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ ФУТЕРОВКИ ВЪПУСКНОГО ОТВЕРСТИЯ КОНВЕРТЕРА(57) Использование: в черной металлургиипри ремонтах рабочего слоя футеровки сталевыпускного отверстия агрегатов газокислородного рафинирования конвертеров.Сущность изобретения; ремонт зазора между огнеупорными блоками и неповрежденной частью футеровки конвертера, а также Гущин, Г.Д,Данченко, Кравцов, В,И,Коссе, Шапиро, Э.В.Шифрин и М. 63-130708, кл. С 21 С Изобретение относится к чернои металлургии, в частности к способам горячего восстановления рабочего слоя футеровки выпускного отверстия сталеплавильных агрегатов газокислородного рафинирования, а также конвертеров с различными вариантами технологии кислородно-конвертерного процесса (верхней, донной или комбинированной продувкой). ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) зоны износа футеровки в области отверстия осуществляют в две стадии: на первой стадии ремонт проводят при горизонтальном расположении оси сталевыпускного отверстия с внешней торцовой стороны летки конвертера магнезиальными или магнезиально-шпинелидными огнеупорами с использованием пластичной периклазоглинистой массы, а на второй стадии - при вертикальном расположении оси Сталевыпускного отверстия полусухой периклазовой массой, затворенной водным раствором сернокислого магния до влажности 5-7%, причем подачу полусухой массы в реМонтируемый зазор производят послойно толщиной 70-100 мм с последующим рассредоточенным набрызгиванием на уложенный слой водного раствора серно- кислого магния плотностью 1,20-1,24 г/см с интервалом между нанесением каждого слоя 5-10 мин до полного восстановления футеровки, Положительный эффект; стойкость футеровки увеличивается в 1,8-2 раза. а межплавочные простои конвертера сокращаются на 5 ч. 1 табл. Известен способ горячего ремонта сталевыпускного отверстия конвертера, заключающийся в установке в сталевыпускное отверстие специальной трубки, имеющей наружный диаметр, совпадающий с диаметром сталевыпускного отверстия, которая представляет собой стальную трубу, покрытую снаружи огнеупорным составом, который в свою очередь защищен облицовочным материалом, Конвертер совставленной трубкой и неповрежденной частью футеровки сталевыпускного отверстия 5 и, застывая в этом зазоре, восстанавливает геометрию сталевыпускного отверстия.Восстановление сталевыпускного отверстия указанным способом с использованием облицовочного материала 10 (огнеупорная труба или комплект леточных блоков) повышает надежность в работе сталевыпускного отверстия, особенно на первых после ремонта плавках, однако и при этом общая стойкость восстановленной лет ки неудовлетворительная. Это обьясняется тем, что зазор между облицовочным материалом и неповрежденной частью футеров 20 40 45 50 55 вставленной трубкой наклоняется, а оставшийся в нем шлак стекает к сталевыпускному отверстию, заполняя зазор между ки заполняется шлаком конвертерного производства с низкой температурой плавления (порядка 1500 С), который не может эффективно противостоять коррозионному и эрозионному воздействию как шлакометаллической эмульсии во время продувки ванны конвертера, так и потоку металла во время его слива. При высоких температурах металлургического процесса 1650-1750 С и высоких температурах сливаемого металла 1600-1650 С происходит интенсивное вымывание размягченной рабочей зоны летки, восстановленной конвертерным шлаком, что обусловливает интенсивный износ облицовочного материала, в результате чего продолжительность службы сталевыпускного отверстия снижается, При этом по причине сказанного не исключаются случаи прорыва металла при его сливе по зазору, заполненному конвертерным шлаком, что приводит к аварийной ситуации и "закозлению" летки,Последнее обусловливает увеличение продолжительности очередного ремонта сталевыпускного отверстия,Известен также способ ремонта сталевыпускного отверстия конвертера, включающий разделку отверстия, установку в него огнеупорных катушек, заполнение зазора между огнеупорными катушками и футеровкой конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия периклазовым порошком фракции 0,05-3,0 мм, затворенным водным раствором сернокислого магния, подаваемого из полости конвертера с расстояния, равного 0,5-0,8 расстояния от продольной оси конвертера до поверхности зоны торкретирования, струей со скоростью 20 м/с, при этом масса. подается в три приема: в количестве 25% от общего расхода с влажностью 22,5%, в количестве 25% с влажностью 15,5% и в количестве 50% свлажностью 10%. 25 30 35 Недостатком способа восстановления рабочего слоя футеровки сталевыпускного отверстия конвертера, принятого за прототип, является недостаточно высокая продолжительность службы сталевыпускного отверстия, из-за формирования в пространстве между огнеупорными катушками и футеровкой конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия рабочего слоя характеризующегося пористой структурой. Это объясняется тем, что при нанесении на горячую футеровку переувлажненной массы (-22,5%) из нее начинает интенсивно испаряться вода, В то же время происходит и схватывание массы. Одновременные процессы парообразования и твердения обуславливают приобретениематериалом пористой структуры и спеканиеего затрудняется,Аналогичную пористую структуру в силуотмеченных причин приобретают также ипоследующие слои восстанавливаемой футеровки сталевыпускного отверстия, несмотря на заметное изменение влажности применяемой для ремонта массы с 22,5 до 10%, т.к. при этом в заключительной стадии ремонта футеровки влажность массы остается на довольно высоком уровне.Стойкость таким образом сформированного рабочего слоя футеровки сталевыпускного отверстия, характеризующегося высокой пористостью, невысокая из-за интенсивного его изнашивания под механическим воздействием шлакометаллической ванны конвертера при эксплуатации. Это приводит к увеличению длительности простоя сталеплавильного агрегата из-за очередных ремонтов сталевыпускного отверстия и снижению его производительности,Цель изобретения - повышение эффективности эксплуатации конвертера за счет снижения внутрисменных простоев конвертера и увеличения стойкости сталевыпускного канала.Поставленная цель достигается тем, что в способе восстановления рабочего слоя футеровки выпускного отверстия конвертера, включающем разделку отверстия, установку в него огнеупорных блоков, заполнение зазора между огнеупорными блоками и футеровкой конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия подаваемым из полости конвертера периклазовым порошком, затворенным раствором сернокислого магния, струей со скоростью 20-30 м/с, ремонт зазора между огнеупорными блоками и неповрежденной частью футеровки конвертера и зоны износа футеровки в областиотверстия осуществляют в две стадии, приэтом на первой стадии при горизонтальном расположении оси сталевыпускного отверстия подают в зазор с внешней торцевой стороны летки конвертера - ма гнезиал ьн ые или магнезиально-шпинелидные огнеупоры с использованием пластичной периклазоглинистой массы, а на второй стадии при вертикальном расположении оси сталевыпускного отверстия и используют полусухую периклазовую массу влажностью 5-7 , подачу которой в ремонтируемый зазор и полосы конвертера производят послойно при толщине слоя 70-100 мм, причем на каждый уложенный слой рассредоточено набрызгивают водный раствор сернокислого магния плотностью 1,20-1,24 г/см с выз держкой между нанесением каждого слоя 5-10 мин до полного восстановления футеровки между блоками сталевыпускного отверстия, неповрекденной футеровкой конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия.В 60-тонном агрегате, оборудованном системой подачи технологических газов через донные металлические фурмы типа труба в трубе (по центральному каналу- кислород, по щели - аргон или азот, или смесь этих газов), при выплавке коррозионно-стойкой стали методом газокислородного рафинирования были проведены сопоставительные испытания в слукбе футеровки выпускного отверстия конвертера восстановленные горячим ремонтом, по известному(прототип) и заявляемому техническому решению, результаты которых и риведен ы в таблице.Для ремонта сталевыпускного отверстия использовались следующие материалы:леточные блоки марки ППГК, ТУ 14-8- 55-72;периклазохромитовые огнеупоры марки ПХК, ТУ 14-8-270-78;обожженный порошок периклаза с массовой долей, ГОСТ 10360-85;огнеупорная глина, ТУ 14-8-152-75;сернокислый магний, ТУ 6-18-153-82; жидкое стекло плотностью 1,35-1,5 г/см, ГОСТ 13078-81.Горячий ремонт сталевыпускного отверстия.П р и м е р 1, Демонтаж и установку новых леточных блоков проводили в соответствии с примером. При этом комплект новых леточных блоков жестко фиксировался на металлической трубе без фланца. Затем при горизонтальном положении комплекта леточных блоков последние с внешней стороны агрегата расклинивались тесаными периклазохромитовыми изделия 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ми, укладываемые по всему внешнему периметру блоков, на растворе, приготовленном из магнезитового порошка и глины, взятых в соотношении 4;1 и увлажненных водным раствором жидкого стекла (1:6 по объему), Монтировали торцовую крышку леточной коробки к фланцу патрубка леточной коробки и поворачивали агрегат выпускным отверстием вниз до вертикального положения комплекта леточных блоков. С рабочей площадки сливной стороны восстанавливали футеровку между комплектом леточных блоков и неповрежденной футеровкой агрегата, а также зону износа в области отверстия периклазовой массой, затворенной водным раствором сернокислого магния плотностью 1,2 г/см до влажности 6, При этомзмасса наносилась послойно толщиной каждого слоя 85 мм. Интервал между нанесением каждого последующего слоя составлял 4 мин, Причем на каждый уложенный слой набрызгивался рассредоточенно водный раствор сернокислого магния плотностью 1,2 г/см до появления на его поверхностизизбыточного раствора. После восстановления ремонтируемой поверхности футеровки давали выдержку в течение 15-20 мин и конвертер отдавали на плавку.Порядок восстановления сталевыпускного отверстия в примерах 2-9 был аналогичен примеру 2 и отличался от последнего влажностью применяемой для ремонта периклазовой массы, толщиной наносимого слоя массы и периодичностью нанесения каждого слоя.Горячий ремонт сталевыпускного отверстия по прототипу.При необходимости восстановления сталевыпускного отверстия после слива плавки агрегат ГКР ставили в положение, обеспечивающее горизонтальное расположение сталевыпускного отверстия, демонтировали торцовую крышку леточной коробки и специальным инструментом с рабочей площадки сливной стороны агрегата выбивали и удаляли из летки износившиеся блоки, Образованный канал расчищали до арматурной футеровки леточной коробки, Затем комплект новых леточных блоков (5 шт.), жестко фиксированных на металлической трубе с фланцем - торцовой крышки леточной коробки, устанавливали в леточную коробку до упора фланца трубы во фланец патрубка леточной коробки с последующим закреплением. После этого агрегат поворачивали выпускным отверстием вниз до вертикального расположения оси сталевыпускного отверстия и торкрет машиной осуществляли подачу огнеупорной массы, состоящей из магнезитового порошка фрак 1786095ции 0,05-3 мм затворенного водным раствором сернокислого магния плотностью 1,2 г/см через горловину конвертера в кольцевой зазор между леточными блоками и неповрежденной футеровкой агрегата и в зону износа в области отверстия струей со скоростью 25 м/с с расстояния 0,65 расстояния от продольной оси агрегата до поверхности ремонтируемой зоны. При этом огнеупорная масса подавалась в три приема в количестве 25% от общего расхода с влакностью 22,5%, в количестве 25% с влакностью 15,5% и в количестве 50% с влажностью 10%, Агрегат выдерживали в повернутом положении до полного высыхания огнеупорной массы и затем отдавали на плавку. Результаты испытаний представлены втаблице,Влажность полусухой периклазовоймассы, затворенной водным расгвором сернокислого магния, ограничена массовымидолями 5-7%; что обеспечивает оптимальную послойную укладку массы при нанесении ее на ремонтируемую поверхность сточки зрения получения плотного слоя.Уменьшение влажности массы (5%) уменьшает ее пластичность, в результате чего необеспечивается получения плотного слоя времонтируемом участке футеровки, Стойкость восстановленной зоны футеровки летки снижается.Увеличение влажности массы свыше 7%также нецелесообразно, так как при этомтакже увеличивается пористость восстанавливаемого участка футеровки из-за того, что,как отмечалось выше, при нанесении на раскаленную футеровку переувлакненной массы интенсивность парообразования в массевозрастает и стойкость слоя снижается.В соответствии с изобретением подачупериклазовой полусухой массы в ремонтируемый участок производят послойно толщиной не более 100 мм. Превышениетолщины слоя свыше 100 мм из-за увеличения объемов паровыделений разрыхляетструктуру формуемого огнеупорногс слоя иего стойкость в службе снижается.Периодичность нанесения какдого слояпериклазовой массы через 5-10 мин оптимальное и достаточное условие для его формирования.Снижение периодичности нанесениякаждого слоя за нижний временной интервал увеличивает пористость воссганавливаемого участка футеровки летки, так как приэтом не успевают завершиться процессыпаровыделения из нанесенного слоя и какдый последующий слой наносится на влажную поверхность, что в конечном итоге5 10 15 20 25 стойкость футеровки сталевыпускного от 50 55 30 35 40 отражается на увеличении обьемов паровы- делений с ростом толщины слоя ремонтируемого участка в результате чего, структура формируемого слоя разрыхляется. Стойкость восстановленной зоны сникается,Увеличение периодичности нанесения каждого слоя за верхний временной интервал не эффективно, так как не увеличивает плотность сформированного слоя, а продолкительность восстановления при этом сталевыпускного отверстия только увеличивается, что приводит к потери производительности сталеплавильного агрегата,Толщина футеровки в районе сталевыпускного отверстия в момент проведения ремонта на агрегате ГКР обычно составляет 450-500 мм, поэтому при проведении горячего ремонта сталевыпускного отверстия по заявляемым параметрам необходимо было проводить 4-7 циклов нанесения огнеупорной массы,Посравнению с прототипом при практически идентичных условиях эксплуатации верстия, выполненной согласно изобретению, увеличивается в 1,8-2 раза,Следует однако отметить, что в случае реализации изобретения по сравнению с прототипом продолжительность горячего ремонта сталевыпускного отверстия увеличится на 30-60 минут, однако при этом сокращаютсяся мекп лавочные и ростои конвертера - на 5 ч за счет сокращения количества горячих ремонтов сталевыпускного отверстия,Таким образом, футеровка сталевыпускного отверстия, рабочий слой которой восстановлен при горячем ремонте в соответствии с изобретением, имеет более высокие эксплуатационные показатели, что позволяет увеличивать производительность агрегата на две плавки Формула изобретения Способ горячего восстановления рабочего слоя футеровки выпускного отверстия конвертера, включающий разделку отверстия, установку в него огнеупорных блоков, заполнение зазора между огнеупорными блоками и футеровкой конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия подаваемым из полости конвертера периклазовым порошком, затворенным водным раствором сернокислого магния, струей со скоростью 20-30 м/с, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации конвертера за счет сникения внутрисменных простоев конвертера и уве10 1786095 личения стойкости сталевыпускного канала, ремонт зазора между огнеупорными блоками и неповрежденной частью футеровки конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия осуществляют в две стадии, при этом на первой стадии при горизонтальном расположении оси сталевыпускного отверстия подают в зазор с внешней торцевой стороны летки конвертера магнезиальные или магнезиэльно-шпинелидные огнеупоры с использованием пластичной периклазоглинистой массы, а на второй стадии при вертикальном расположении оси сталевыпускного отверстия и используют полусухую периклазовую массу влажностью 5-7 О, подачу которой в ремонтируемый зазор из полости конвертера производят послойно при 5 толщине слоя 70-100 мм, причем на каждыйуложенный слой рассредоточено набрызгивают водный раствор сернокислого магния плотностью 1,20-1,24 г/см с выдержкой между нанесением каждого слоя 5-10 мин 10 до полного восстановления футеровки между блоками сталевыпускного отверстия, неповрежденной футеровкой конвертера и зоны износа футеровки в области отверстия. Результаты испытаний в службе летки, восстановленной горячим ремонтом Продолжительность службы сталевыпускного отверстия, плав Толщина нанОСимого слоя при ремонте,ммПериодичНОСТЬ Нанесения слоя,мин, Влажность массы при ремонте, %Необхо ремон ототип дстич лени ки.6 учок акто Заказ 228 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 6 6 6 6 6 5 6 7 - 25 85 85 70 85 100 85 85 85 450 - 500 7,5 10 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 50 47 45 48 46 47 49 46 25 Состояние футеровки сталевыпускного Отверстияпосле экспл этации