Способ защиты футеровки сталеплавильного конвертера

(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 241080 (21) 299 б 701/22-02 51 М.Кп з с присоединением заявки М 9 С 21 С 5/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 СОБ ЗМЦИТЫ ФУТЕРОВКИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГ КОНВЕРТЕРА тся к способам утеровки старов, выполненгнеупоров на связках. Изобретение относодготовки к службееплавильных конвертных из безобжиговыхмоляной или пековой В конвертерном производстве стали при проведении первой плавки после разогрева новой футеровки конвертера имеет место значительное механическое и химическое разрушение кладки. В первую очередь зто связано с отсутствием на ее поверхности шлакового гарниссажа. Кроме того, во время обжига футеровки кирпич прококсовывается на глубину 50-80 мм и высокая скорость подъема температуры в конвертере после начала плавки вызывает интенсивный прогрев еще не скоксованных участков кладки.Быстрое перемещение фронта термического разложения связующего вглубь кирпича сопровождается выделением большого количества летучих, вследствие чего в кладке возникают термонапряжения, приводящие к сколам. В результате снижается стойкость футеровки конвертера.Известен способ повышения стойкости футеррвки конвертера путем омы вания ее чугуном, разогретым до температуры не ниже 1250 оС (11 .Недостатком является низкая стойкость футеровки, так как при осуществлении этого способа на футеровкепрактически не образуется шлаковыйгарниссаж.Наиболее близким по технической 10 сущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ, согласно которому в конвертер подают 1020 шлакообразующего (извести) от общей ее потребности на плавку, заливают 5-10 чугуна от общего его расхода и осуществляют продувку кислородом в течение 3-5 мин 21 .Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечиваетпрогрев внутренних еще ые скоксованных участков кладки с безопаснойдля смолосвязанных огнеупоров скоростью. В результате в кирпиче возникают значительные термические напряжения, которые вызывают сколы кладки. Кроме того, недостаточное количество образующегося конечного шлака,малая продолжительность контакта егос футеровкой, а также отсутствие рационального режима раздувки шлакаделает известный способ малоэффектив 952970ным с точки зрения полноты и надежности шлакования рабочей поверхности кладки, что снижает стойкость футеровки.Целью изобретения является повышение стойкости футеровки путем уменьшения механического разрушения и химического износа огнеупора, а такжеснижения термонапряжений в кладкена первых плавках.Поставленная цель достигается тем, 10что согласно способу зациты футеровки сталеплавильного конвертера, выполненной из огнеупоров на смолянойсвязке, включаюцему загрузку в конвертер шлакообраэующих после обжига 15новой футеровки, заливку чугуна вколичестве 5-10 от обцего его расхода на плавку и продувку этого чу 1гуна кислородом, перез загрузкойшлакообраэующих в конвертер подают 2 Опорцию основного шлака с температурой 1250-1400 С в количестве 3-8от вЕса металлошихты и раздувают егов течение 3-8 мин, а последующуюпродувку чугуна ведут 5-10 мин с 25нарастающей интенсивностью в прецелах 25-50 от экстремального еезначения и выдержками 25-30 с через каждый 2-2,5 мин продувки.В качестве основного шлака исполь-З 0эуют конечный конвертерный шлак с основностью 3-4,2 или синтетический юрфак после внепечного рафинирования стали.Раздувкой основного шлака наносят гарниссаж на днище, а также на нижние ряды цилиндрической части кладки. При этом температура в конвертере со временем понижается; Последую цие заливки чугуна и его продувка дают возможность поддерживать темпеРатуру в конвертере в пределах, обеспечиваюцих ошлакование поверхности Футеровки, При этом наводится дополнительное количество шлака с высокой основностью и повышается его 45 уровень, что позволяет вести шлакование цилиндрической части кладки. Поскольку интенсивность дутья наращивается постепенно, прогрев внутренних слоев кладки происходит дос таточноплавно и не сопровождается появлением в кирпиче термических деФектов и сколов,Выдержки при подачи дутья позволяют устранить местные перегревы и выравнить температуру различных участков кладки. Нанесение на футеровку гарниссажа иэ шлака с высокой основностью предохраняет кирпич от механических разрушений металлоших ф той и снижает интенсивность его коррозии агрессивным расплавом. Одновременно достигается более глубокое, чем во время обжига, коксование кирпича. Образование после щалакования 65 более толстого скоксованного слоя в огнеупоре повышает его термическую стойкость. В результате увеличивается продолжительность компании конвертера.Подача в конвертер шлака массой менее 3 от веса металлошихты приводит к недостаточному ошлакованию кладки, а повышение его количества сверх 8 к ухудшению последующей продувки чугуна кислородом. Температура заливаемого в конвертер шлака ограничена интервалом 1250- 1400 С. При более низких ее значеониях из-за повышения вязкости шлака затрудняется его раздувка, снижается прочность сцепления гарниссажа с огнеупором и не обеспечивается равномерное ошлакование всей поверхности футеровки. Превышение указанного предела вызывает появление опасных термонапряжений в кладке вследствие значительного перепада температуры между ее поверхностью и шлаком.В случае раздувки шлака менее чем за 3 мин толщина слоя гарниссажа недостаточна для надежной защиты поверхности футеровки, а при продолжительности дутья более 8 мин зна- чительноснижается температура и возрастает вязкость расплава, вследствие чего ухудшается адгезия его с поверхностью кладки.Предложенная интенсивность продувки чугуна кислородом (25-50 от экстремального ее значения для плавки) обеспечивает плавный прогрев внутренних слоев футеровки и одновременно предотвращает ее износ шлаковым расплавом. При более значительной подаче дутья скорость выделения летучих при разложении связки огне- упора резко возрастает, в результате чего в изделиях возникают такие термические напряжения, которые приводят кразрыхлению их структуры, появлению трещин и сколов.Снижение расхода кислорода при продувке замедляет скорость растворения в шлаке извести, при этом возрастает износ огнеупора от взаимодействия с агрессивным шлаковым расплавом,При принятой интенсивности подачи кислорода продувка заливаемой в конвертер порции чугуна менее чем . эа 5 мин не обеСпечивает наведение основного шлака и дальнейший прогрев внутренних слоев футеровки, увеличение продолжительности дутья сверх10 мин заметно повышает окисленность шлака и тем самым интенсивность его воздействия на огнеупор.Выдержки в подаче дутья во время продувки залитой в конвертер порции чугуна позволяют устранить термическое разрушение огнеупора. Экс30 периментально установлено, что наибольший эффект в части предохранения футеровки от разрушения достигается при выдержках в 25-30 с через каждые 2-2,5 мин подачи дутья. В случае уменьшения продолжительности выдержки и увеличения интервалов междуними имеет место интенсивный прогревболее глубоких участков футеровки,скорость выделения газообразных продуктов разложения связки огнеупора 10превышает, допустимые, вследствие чего в изделиях образуются трещины исколы,Более длительные выдержки и меньшие интервалы между ними замедляют 15образование высокоосновного шлакаи тем самым способствуют химическому износу кладки шлаковым расплавом.При нанесении на Футеровку гарниссажа шлакообразующее вводится в конвертер до начала продувки порции чугуна для связывания и удержания разрушающих огнеупор примесей. Количество шлакообраэующего должно составлять 258"12 от массы залитого чугуна и зависит от ряда факторов (содержание 5103в чугуне, СаО в извести, количествапыли в ней и др.).Для защиты футеровки сталеплавильного конвертера от разрушенияпредлагается использовать конвертер-.ный шлак с основностью от 3,00 до4,20. При основности шлака менее3,00 последний содержит в своем составе значительные .количества свободной двуокиси кремния, которая обладает резко выраженными кислотнымисвойствами. Такой шлак, взаимодействуя с основной футеровкой конвертера, образует легкоплавкие силикатные 40соединения. Огнеупорность контактирующих со шлаком рабочих слоев кладки понижается и они интенсивно сьываются в процессе службы движущимисяпотоками расплава. Кроме того, при 45снижении основности шлака ниже 3,00заметно повышается его жидкотекучесть,а следовательно способность проникатьвглубь огнеупора. В то же времяуменьшается толщина гарниссажного 50слоя и прочность,его сцепления сФутеровкай,При превышении верхнего пределапредложенной основности шлака вяз,кость последнего настолько возрастает, что существенно затрудняется его раэдувка и значительно ухудшается качество гарниссажного покрытия.В настоящее время в конвертерных цехах широкое применение получило рафинирование выплавленной стали в ковшах синтетическим шлаком. Получающийся после рафинирования металла шлак, который является отходом производства, состоит преимущественно из СаО ( 45), А)0(.-41), М 90 (5), т.е. из окислов, не образующих с основной огнеупорной футеровкой конвертеров легкоплавких соединений. При использовании в качестве гарниссажного покрытия этот шлак дает такой же эфФект, что и конечный конвертерный шлак. Поэтому на практике предпочтение следует отдавать тому иэ шлаков, подача которого в конвертер может быть осуществлена наиболее простым и удобным способом.Способ осуществляют следующим образом.После окончания обжига футеровки конвертера емкостью 350 т в него заливают из сталеразливочного ковша конечный конвертерный или синтетический шлак, несколько раэ покачивают грушу иэ стороны в сторону, устанавливают форму на расстоянии 2 м от поверхности расплава, подают кислород и раздувают шлак. После этого отключают дутье, засыпают шлакообраэующее известь), заливают в конвертер чугун, и продолжают продув- ку при прежнем положении фурмы. Ошлакование ведут, постепенно форсируя расход кислорода и делая выдержки в его подаче.Кроме того, был испытан известный способ . защиты футеровки, который включал следующие операции: загрузку шлакообразующего, заливку чугуна и его продувку кислородом.Параметры процессов и результаты визуальных наблюдений приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что реализация предложенного .способа защиты футеровки обеспечивает, по сравнению с известным, значительное уменьшение сколов кирпича .после первых плавок и улучшение ошлакования поверхности огнеупора. Применение предложенного способа взамен известного позволяет повысить стойкость футеровки 350 т сталеплавильного конвертера на 30-35 плавок.1 1 1 Э. 1.Д адю ОцХ РЮ РС а оцуп дЙо хо ец рхнао 1 ДХХОНХ1ее 4:ХРОР а ,9 6 хс н но ев оцупЕж ЕОьРх ахах 1 н до нхеэо овалах В Т"ХЮР д оа Р 1 н1 оцонд 1 одх е о,дфйхщх 1 В во о хн хххЗо цед о др1РЯохЦЭ РФ ЦЯоа эоххх1ое фоох о3 хдо МсчЮматч Цх сх х1 НХХ,И Ф ф И хх хо счв э 1счооРб 83 Х1:Ъ Ф РюоЕ Р Р Ю О) сч Н Ю :Зф (Ю (ч н ох оФРех ев он Я РХ ЮЕЕОЯ ЗЯ . д 3 цн)1РХдРзЦ 1О 7 1эР 4111111111 сли вин нэжоы 1 эбц 1 1 1 1 1 1 11ем 1 фО Ч 1., с Ю уф,- . Ф Е411Х 1хэх х 1 Х Р 1 аов д Х ОР О ыиа а 1 1 1 Жч 1 нэжбыпэбц,эх1 ааи неЭ Яко 3 Р о н Я 1 1 1 1 Ю 1 16 О е 1 аа Ю 33 о ф 1 М РЗС 11 Ре 1 11Р Е Он аоонх ЭЦРЗЮ х с О Ц 3 й ы Оах ФХ о н Р 11Ох Е 1 3 Х Х 1 ОЕ Р 1 Хс.1 Хф 1 Е 61 хцое а 33 Х С о ф да1:" 1 Еноео ц о1еИх о1ОЪ Епп ЕО х ах 1 1 1 1 6 1 а 1Р 3оаоеи3 ЦХо цеоо хФ1 Е 1 1Х 1 61Е 1 ХЕ нс аисР 31 ЕЕ,К 1 Еоца 1 ОС 31 ХЕ1 ОЦео 11 н м Р пп О 1 Ц хлнпэе ЦХЗЧ ОР 3 а 3 уф ц И1 1111111111-1он, 1ой 3 х О 3 Хо хф о мд хЕ оо М о н Э сч .еЗаказ 6217/43 Тираж 587 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 1. Способ защиты футеровки стале. плавильного конвертера, выполненной иэ огнеупора на смоляной связке, включающий загрузку в конвертер шла кообраэующих после обжига новой футеровки, заливку чугуна в количестве 5-10 от общего его расхода на плавку и продувку чугуна кислородом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 10 целью повышения стойкости футеровки путем уменьшения механического разрушения и химического износа огнеупора, а также снижения термонапряжений в кладке на первых плавках, перед загрузкой шлакообраэующих в конвертер подают порцию основного шлака с температурой 1250-1400 С в количестве 3-8 от веса металлошихты и раздувают его в течение 3-8 мин, а последующую продувку чугуна ведут 5-10 мин с нарастающей интенсивнос-. тью дутья в пределах 25-50 от экстремального ее значения с выдержками 25-30 с через каждые 2-2,5 мин про- дувки.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве основного шлака применяют конечный шлак с основностью 3-4,2 или синтетический шлак после внепечного рафинирования стали. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское:;свидетельство СССР9 303889 кл, С 21 С 5/44, 1968.2. "Тйповая технологическая инструкция ТТИ-11-2-79 по обжигуфутеровкн конвертера, выполненнойиз безобжиговых огнеупоров на смоляной и пековой связке", Ленинград;1979, с,7-8,