Слив металла из печи

Обновлено: 29.06.2024

ОПИСА ИЗО БРЕТ Н И НИ Союа СоветскихоциалистическихРеспублик ТЕЛЬ СТВУ К АВТОРСКОМУ детельстваисимое от авт Заявлено 03.111966 ( 1053893/22 иприсоединением 2 Ь риоритетпубликовано 28 1 Х,1967, БюллетеньКомитет по делам иаобретений и открытий ори Совете Министров СССРв, Б. А. Солов Заявители еталлургии, Центральныи научно олова и Новосибирский оловозав Свердловскиисследовательск ститу инсти СТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИВА МЕТАЛЛОВ ИЗ ВАКУУМНЫХ ПЕЧЕ да тарелеи и бака; на фиг. 2 - то же, устроиство с холодильной камерой, состоящей из тигля и полого цилиндра. Устройство состоит из следующих наклонной трубы 1; холодильной к которая, в свою очередь, состоит из ного металлического цилиндра 3 с рубашкой 4, крышки 5, смотрового тарелей 7, тигля 8 или тигля 9 и п линдра 10; барометрической трубы 1 ного котла 12,частей: амеры 2, герметичводяной люка б, олого ци; приемй металл по т тарели 7 или орые охлакд рубе 11 стека аклоннои труое тигель 9, проется, и по бат в приемный Расплавленнь 1 поступает на текая через ко рометрической т котел 12. Г 1 ри остановке печи металлрелях, поэтому при пуске педо температуры плавления, Срез смотровое отверстие внуттарелей помещают переносньнагреватель, который после рталла вынимается, а в печиум. При засор=нии барометривремя работы печи ее заполгазом без охлаждешгя печи,ровой люк и через него произ В процессе эксплуатации вакуумных печей тарельчатого типа барометрическая труба часто засоряется окислами металлов. Для чистки трубы необходимо разобрать всю колонку, что связано с остановкой и охлаждением печи,Предлагаемое устройство барометрической трубы с холодильной камерой, вынесенное за пределы печи, дает возможность снизить температуру рафинированного металла и тем самым увеличить срок службы трубы и предотвратить окисление металла кислородом воз- духа Основное преимущество такого устроиства заключается в том, что для чистки барометрической трубы не требуется охлаждения и демонтажа всей колонки.Отличительной особенностью предлагаемого устройства является установка под нижней тарелью колонки наклонной трубы и холо дильной камеры, а также конструктивное выполнение холодильной камеры в виде ряда тарелей и бака с центральным отверстием или в виде тигля, состоящего из двух коаксиальных труб с общим днищем, и полого цилиндра, 2 установленного между трубами, по которому проходит охлаждающий агент. На фиг, 1 показан разрез устройства с хочодильной камерой, выполненной в виде рязастывает в таи его нагреваютэтой целью черь полой части й электрический асплавления месоздается вакуческой трубы во яют инертным открывают смотВодят чистО203238 Вода Предмет изобретения 1. Устройство для слива металлов из вакуумных печей, включающее дистилляционную колонку и барометрическую трубу, отличающееся тем, что, с целью увеличения стойкости трубы и удобства ее чистки без демонтажа дистилляционной колонки, оно выполнечо в виде наклонной трубы, укрепленной под нижней тарелью колонки и холодильной камеры. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что холодильная камера выполнена в виде бачка с центральным отверстием и ряда тарелей.5 3. Устройство по п, 1, отличающееся тем,что холодильная камера выполнена в виде тигля, состоящего из двух коаксиальных труб, соединенных общим днищем, и полого цилинд ра, установленного между трубами, по которому проходит охлаждающий агент.ипография, пр, Сапунова Заказ 8852/8 Тираж 585ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий приМосква, Центр, пр. Серова, д, 4 Подписн ете Министров ССС

Заявка

вителиСвердловский институт металлургии, Центральный научно, исследовательский институт олова, Новосибирский оловозавод

В. В. Ефремкин, А. С. Микулинский, Ю. С. Арзамасцев, Б. А. Соловьев, И. Д. Яковлев

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Общее время межплавочного простоя складывается из времени слива металла , загрузки печи и заправки футеровки. Длительность загрузки определяется степенью механизации процесса. Ручная боковая загрузка, применяющаяся на печах емкостью до 5 т, обычно длится 20 - 40 мин. Боковая загрузка мульдами при помощи завалочной машины, применяющаяся на печах емкостью 10 - 30 т, обычно отнимает приблизительно столько же времени. Верхняя загрузка корзиной, широко применяемая в настоящее время на печах различных емкостей, отнимает время порядка 5 - 10 мин. [5]

Ремонт изношенных участков цилиндрической части конвертера со стороны слива металла и шлака производят подваркой боем нового или бывшего в употреблении огнеупора, который в последнее время заменяют более эффективными порошкообразными материалами, образующими более стойкое покрытие. [7]

Образование местных каверн на подине возможно в местах слива металла в результате механического воздействия на блоки. Даже небольшие каверны могут углубляться в результате увеличения плотности тока и образования локальных магнитных полей, приводящих к дополнительной циркуляции металла и возникновению трещин, которые заполняются металлом и ускоряют выход ванны из строя. [8]

При установке печи в двухпролетнам здании ( загрузка печи и слив металла - в разных пролетах) ванна выкатывается в сторону рабочего окна. Верхняя площадка платформы должна иметь возможность подниматься и опускаться примерно на 300 - 400 мм. Обслуживание работающей печи производится с поднятой площадки, а при выкате ванны под загрузку платформа с опущенной верхней площадкой закатывается под перекрытие в сторону шихтового пролета, освобождая место выдвинутой ванне печи. Передвижная платформа печи ДСВ-40 ( рис. 9 - 21) имеет два механизма: один - для подъема и опускания верхней площадки, другой - для самостоятельного передвижения платформы. [9]

При освобождении лудильных ванн от расплавленного металла должен быть обеспечен слив металла в специальную тару. [10]

Места управления приводами наклона печей следует располагать как со стороны слива металла , так и со стороны слива шлака, чтобы обеспечивалась хорошая видимость при выпуске плавки и скачивании шлака. Направление движения рукояток управления должно по возможности соответствовать направлению наклона печей. [11]

По окончании плавления дугу выключают, электрод быстро поднимают и осуществляют слив металла . Недостаток схемы - потеря времени на подъем электрода и наклон тигля с открытым зеркалом, что может вызвать охлаждение металла. [12]

Используемая сифонная система позволяет осуществить не только непрерывный, но и безнапорный слив металла и шлака из агрегата. Это значительно снижает трудоемкость обслуживания агрегата по сравнению с доменными печами и двухстадийными агрегатами. [13]

Необходимо предусмотреть такое размещение оборудования, управляющего наклоном печи в сторону слива металла , чтобы было обеспечено визуальное наблюдение за сливаемым металлом. [14]

Механизм наклона служит для наклона печи в сторону литейного пролета во время слива металла ( на 45) и в сторону завалочного окна для облегчения скачивания шлака ( до. Наиболее распространен нижний механизм наклона, при котором рама печи опирается на два опорных сектора из железа. Механизм наклона имеет ограничители хода в обе стороны. Привод механизма наклона гидравлический или механический. [15]

Стыковка плавильной камеры с заливочной камерой производится с помощью вакуумных затворов. Механизм поворота тигля с гидроприводом обеспечивает слив металла в течение 4 - 25 с. Установка имеет три отдельные вакуумные системы. Вынесенный отдельно пульт позволяет управлять работой установки в полуавтоматическом режиме. [31]

Наиболее широко распространен секторный механизм наклона. Роликовый механизм применяется реже; у крупных печей ввиду значительного ухода сливного носка назад затрудняется слив металла в ковш. Цапфовый механизм наклона, отличающийся наибольшими усилиями наклона, применяется в исключительных случаях, когда требуется обеспечить минимальное перемещение струи металла при разливке. [32]

Наиболее широко распространен секторный механизм наклона. Роликовый механизм применяют реже; у крупных печей ввиду значительного отклонения сливного носка назад затрудняется слив металла в ковш. Цапфовый механизм наклона, отличающийся наибольшими усилиями наклона, применяют в исключительных случаях, когда требуется обеспечить минимальные перемещения струи металла при разливке. [33]

Индукционные канальные печи имеют следующие основные узлы: кожух, футеровка ванны печи, индукционные единицы ( магнитопровод, индуктор, канал), токоподво-ды, механизм наклона печи или механизм слива металла из печи, система охлаждения. [35]

Схема калориметрической установки с использованием ПВС представлена на рис. 17.7. Установка состоит из двух основных частей: камеры ПВС / и изотермического калориметра 2, Под индуктором 3 расположен водоохлаждаемый поворотный диск 4 с изложницей 5 для непредусмотренного слива металла . При этом диск с изложницей отводят в сторону, в результате отключается генератор и открывается вход в калориметр. [37]

Такая система обеспечивает лишь стабилизацию режима ДСП на заданном вручную или программатором уровне. Следующей ступенью должно быть включение в систему автоматизации печи вычислительного устройства, которое, получив сигналы по составу шихты, металла в ванне и его температуре, будет управлять не только электрическим режимом печи, но и, с помощью соответствующих механизмов, его загрузкой, скачиванием шлака, сливом металла , введением легирующих и кислорода. [38]

Печь работает в периодическом режиме. Шихта загружается в печь через оконный проем сверху. Слив металла производится через летку, расположенную на торцовой стенке печи. Ось летки совпадает с осью вращения печи. На противоположной торцовой стенке предусмотрено окно для удаленля шлака. Сливной канал соединяется раструбом для отсоса газов. Печь лежит на катках, и ее можно вращать с помощью электромеханического привода с цепной передачей. Для ограничения угла поворота установлены концевые выключатели. Индукторы выполнены из профилированной полой трубки, охлаждаемой водой. Для охлаждения футеровки канальной части печи предусмотрены вентиляторы. Мощность печл равна 1 000 ква. [39]

Канальные миксеры для чугуна имеют сифонные системы заливки и слива металла; заливной и выпускной каналы выходят в ванну около ее дна, ниже зеркала расплава. Благодаря этому сливаемый металл не загрязняется шлаком. Заливка и слив металла могут производиться одновременно. [40]

Верх печи закрыт сводом, набранным из хромомагнезитово-го кирпича, в котором имеются три круглых отверстия для установки графитовых электродов. С одной стороны в печи имеется рабочее окно для завалки шихты и присадок, скачивания шлака и наблюдения за работой печи, а с противоположной стороны - окно, по центру которого имеется отверстие для выпуска готовой стали через выпускной желоб в сталеразливочный ковш. Для наклона печи в сторону слива металла и в сторону рабочего окна, а также для скачивания шлака на корпусе печи укреплены опорные секторы, опирающиеся на станину, прикрепленную к фундаменту с помощью анкерных болтов. Поворот печи производится с помощью электродвигателя через редуктор. Питание печи электроэнергией осуществляется через трансформатор соответствующей мощности. [41]

Верх печи закрыт сводом, набранным из хромомагнезитового кирпича, в котором имеются три круглых отверстия для установки графитовых электродов. С одной стороны в печи предусмотрено рабочее окно для завалки шихты и присадок, скачивания шлака и наблюдения за работой печи, а с противоположной стороны - окно, по центру которого имеется отверстие для выпуска готовой стали через выпускной желоб в сталеразливочный ковш. Для наклона печи в сторону слива металла и в сторону рабочего окна, а также для скачивания шлака на корпусе печи укреплены опорные секторы, опирающиеся на станину, прикрепленную к фундаменту с помощью анкерных болтов. Поворот печи производится с помощью электродвигателя через редуктор. Питание печи электроэнергией осуществляется через трансформатор соответствующей мощности. [42]

Летка 3 расположена на торцевой стенке ванны. При вертикальном положении печи леточное отверстие находится выше уровня жидкого металла, при повороте печи на катках / оно оказывается под зеркалом ванны. Положение летки относительно ковша в процессе слива металла не изменяется, поскольку летка располагается в центре опорного диска, на оси поворота. [43]

В опыте № б слито 500 г кальция, что соответствует приблизительно половине возогнанного металла. После увеличения слоя изоляции в месте слива металла и некоторого увеличения мощности нагрева трубы был проведен опыт № 7, в результате которого сконденсировалось и слилось 95 % от всего возогнанного кальция. [44]

Подача воды должна быть непрерывной, так как малейшая задержка ее вызывает мгновенное испарение оставшейся в трубке воды и расплавление витков индуктора. Вода поступает из водопровода под давлением 4 - 5 ати. Резиновый шланг, соединяющий водопроводную сеть с патрубком индуктора, позволяет наклонять печь во время слива металла . Поступление воды контролируется специальным прибором, автоматически отключающим печь при внезапном прекращении подачи воды. [45]

Размеры носка должны обеспечивать без растекания металла по верхней кромке тигля скорость слива металла в пределах 10 - 30 кг / сек, что необходимо по условиям заполнения литейных форм. Ввиду того что при сливе металл настывает на носок, целесообразно устраивать несколько носков, поворачивая тигель после каждой плавки, чтобы каждый раз использовать чистый сливной носок. [16]

Большее внимание, чем на обычных установках, следует уделять вопросу обеспечения полноты слива металла , избегать образования неопорожняемых полостей и гидрозатворов. Это особенно важно для контуров с эвтектическим сплавом натрий - калий. При резке труб во время ремонтных работ возможен пролив сплава. Наличие неопорожняемых полостей также существенно усложняет промывку установок водяным паром и последующее удаление щелочи. [17]

Расчет ведем для самой тяжелой нагрузки, когда пень наклонена на 45 в сторону слива металла , при этом металл полностью слит. [18]

Обычно плечо т вычисляют для ряда последовательных значений угла наклона печи ( в процессе слива металла или при скачивании шлака) с использованием графоаналитического способа, который является трудоемким и недостаточно точным. [19]

Получение чугуна с повышенной температурой снижает брак литья, уменьшает расход металла на литниковую систему и сокращает слив металла . Особое значение имеет перегрев при производстве модифицированного и высокопрочного магниевого чугуна. [20]

В период межплавочного простоя осуществляются различные технологические операции без потребления мощности из сети, а именно: слив металла , заправка футеровки печи и загрузка печи для очередной плавки. [21]

Механизмы для загрузки шихты и слива расплавленного металла применяются как в стационарных печах с непрерывной загрузкой и сливом металла , так и в печах периодического действия. В печах периодического действия предусматриваются механизмы как для загрузки шихты, так и поворотные механизмы для наклона печи при сливе металла через сливной носок, расположенный в верхней части печи. Механизмы наклона конструируются с электромеханическим шш гидравлическим приводом. Ось поворота делается либо на линии, проходящей через центр тяжести печи, что встречается редко, либо у сливного носка. [22]

Отвод газов способом полного укрытия печи ( рис. 5.11, д), в котором производят загрузку, плавку и слив металла , обеспечивая снижение уровня шума и возможность производства ремонтных работ. [23]

Как показал опыт, получение высококачественного однородного слитка в печах с расплавляющейся пробкой затруднено в связи с тем, что слив металла начинается до того, как пробка успеет Полностью расплавиться, и твердые частицы металла пробки попадают в слиток. [24]

Значительное снижение содержания серы ( до 0 004 - - 0 005 %) наблюдается при выпуске плавки Десулъфура-ция во время слива металла идет за счет широко известного эффекта Перреиа-Точинского. Под светлым рассыпающимся шлаком металл выдерживают не менее 30 мин. [25]

Кварцевая труба установлена на переходном фланце ( рис. 14), в который вмонтировано устройство, обеспечивающее прижим пробки в период плавки и выдергивание в момент слива металла . При этом пробка отходит вниз и в сторону, освобождая путь струе расплавленного металла. Переходный фланец установлен на камере разливки металла. [26]

В этой печи, выпускаемой в настоящее время, изложница / помещается в специальной обойме 2, подвешенной на оси 3 так, что при наклоне печи в момент начала слива металла изложница вместе с обоймой расположена вертикально и при дальнейшем наклоне печи сохраняет вертикальное положение до полного слива металла. [28]

Общее время рабочего цикла ( плавки) для 100-тонного конвертора составляет около 45 мин, из них около 24 мин занимает собственно продувка, остальное время тратится на завалку скрапа, зализ-ку чугуна, слив металла и шлака, взятие проб и ожидания анализов, разделку и заделку летки конвертора, а также на неучтенные задержки. [29]

Дуговая сталеплавильная печь

Дуговая сталеплавильная печь – печь, в которой теплота электрической дуги используется для плавки стали. Ёмкость дуговых печей колеблется от 6 до 200 тонн. Эти печи служат в первую очередь для выплавки легированных и высококачественных сталей, которые затруднительно получать в конверторах и мартеновских печах. Одна из главных особенностей дуговой печи – возможность достижения в рабочем пространстве высокой температуры (до 2500 °С).

Основные преимущества дуговой сталеплавильной печи:

возможность регулирования окислительно-восстановительных свойств среды по ходу плавки, а также обеспечения в печи восстановительной атмосферы и безокислительных шлаков, что предопределяет малый угар легирующих элементов (для справки: угар – потери металла в результате окисления при плавке или при нагреве);
быстрый нагрев металла, связанный с вводом тепловой мощности в самом металле. Это позволяет вводить в печь большие количества легирующих элементов;
плавная и точная регулировка температуры стали;
более полное, чем в других печах, раскисление металла, получение его с низким содержанием неметаллических включений;
получение стали с низким содержанием серы.

Одним из недостатков дуговой печи является необходимость обеспечения высокого качества шихтовых материалов, из которых 75-100 % составляет стальной лом. Лом должен иметь как можно меньше примесей цветных металлов, фосфора, ржавчины. Лом должен быть тяжеловесным для загрузки его в один приём, т.к. каждая загрузка лома значительно удлиняет плавку. Другой недостаток дуговой печи в непроизводительном использовании мощностей печи в периоды низкого потребления энергии (окислительный и восстановительный периоды).

Дуговые печи делят на печи прямого действия (дуга между электродом и нагреваемым материалом), косвенного действия (дуга между электродами за пределами нагреваемого материала) и закрытого действия (дуга находится под слоем материала). Пример печи закрытого действия – ферросплавная печь. В печах такого типа наименьшие потери теплоты через свод, т.к. он экранируется от дуги слоем материала.

Сталеплавильные дуговые печи обычно являются печами прямого действия и их разделяют на печи переменного тока (ДСП) и печи постоянного тока (ДППТ). В печах переменного тока трехфазный ток проходит между электродами через посредник, которым является шихта (металл, углерод). В этих печах требуются дорогостоящие устройства для компенсации низкого cos ϕ и присутствуют большие индуктивные сопротивления токоподвода в короткой сети, что обусловливает самопроизвольный перенос мощности с одной фазы на другую. В результате возможно образование “мертвой” (отсутствие мощности) и “дикой” (избыточное выделение мощности) фазы.

В печах постоянного тока выделение мощности происходит равномерно и отсутствуют компенсирующие устройства, присущие печам переменного тока. В ДППТ вместо трех графитовых электродов находится только один (хотя он и может быть расщеплен на несколько), а вторым электродом (анодом) является подовый электрод. Преимущества печей постоянного тока по сравнению с печами на переменном токе в 1,5-2 раза меньшем расходе графитовых электродов, на 5-15 % меньшем расходе электроэнергии, на 10 % меньшем износе огнеупоров, в 8 раз меньшем выбросе пыли (0,9-1 кг/т вместо 7-8 кг/т в печи переменного тока) и в меньшем уровне шума (90 децибел взамен 120 децибел в печах переменного тока). Главный недостаток печей постоянного тока связан с получением постоянного тока из переменного тока и большие капитальные затраты на преобразователи тока. Для компенсации этого недостатка разработаны специальные полупроводниковые технологии. К недостаткам ДППТ также можно отнести необходимость использования более дорогостоящих электродов большего диаметра (700-750 мм) взамен электродов диаметром 350-610 мм в ДСП и недостаточную надежность подовых электродов.

В настоящее время на металлургических заводах наиболее распространены печи переменного тока, хотя доля печей на постоянном токе все время растет.

Принцип работы ДСП следующий. Шихтовые материалы загружают на подину печи сверху в открываемое рабочее пространство с помощью бадьи (корзины) с открывающимся дном.
После этого свод печи надвигается на ванну, имеющую форму чаши. Электроды опускают через отверстия свода до возникновения короткого замыкания с шихтой и зажигают электрические дуги. Плавление и нагрев осуществляются за счёт теплоты электрических дуг, возникающих между электродами через жидкий металл или металлическую шихту. После расплавления шихты в печи образуется слой жидкого металла и шлака. Путем добавок в жидкую сталь раскислителей и легирующих добавок добиваются нужного состава стали. Готовую сталь и шлак выпускают через сливной желоб, наклоняя рабочее пространство. Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки, ремонта пода, загрузки материалов и промежуточного выпуска шлака (в окислительный период). Температура жидкой стали при выпуске на 120-150 °С выше температуры ликвидус и составляет 1550-1650 °С.

По ходу плавки выделяют 4 периода:

1 – подготовка печи к плавке (20-40 минут). Исправление изношенных участков пода заправкой подины магнезитовым порошком, завалка шихты;

2 – период плавления (70-180 минут). Ввод максимальной электрической мощности. Нагрев и расплавление шихты; формирование шлака за счет окисления кремния, марганца, углерода и железа кислородом воздуха, окалины. Возможно использование газокислородных горелок, установленных в стенках или в своде, для ускорения расплавления твердой шихты. Возможна продувка жидкого металла кислородом для ускорения процесса плавления остатков нерасплавившейся шихты. Удаление основной массы фосфора из металла за счет наличия основного железистого шлака;

3 – окислительный период (30-90 минут). Слив основной массы шлака для удаления из печи фосфора; присадка шлакообразующих добавок (известь и др.); присадка руды для интенсивного окисления углерода, получения эффекта “кипения”, во время которого происходит дефосфорация металла и удаление с пузырьками СО водорода и азота; периодический слив вспененного шлака; нагрев металла до температуры выпуска; полный слив окислительного шлака для исключения перехода фосфора из шлака в металл в восстановительный период;

4 – восстановительный период (40-120 минут). Присадка ферромарганца и феррохрома для доведения содержания марганца и хрома до требуемого для выплавляемой марки стали, а также ферросилиция и алюминия для раскисления металла (раскисление – удаление из жидкого металла кислорода путем присадки раскислителей: углерода, кремния, марганца); наводка высокоосновного шлака путем добавки извести, плавикового шпата и шамотного боя для ускорения раскисления и удаления серы из металла; раскисление молотым коксом; раскисление молотым ферросилицием в смеси с известью, плавиковым шпатом и коксом; по необходимости добавка сильных раскислителей: силикокальция и алюминия; легирование стали ферровольфрамом, феррованадием, ферросилицием, ферротитаном, алюминием и др.; выпуск стали вместе с шлаком для дополнительного перехода в шлак серы и неметаллических включений.

Основные параметры, которые лимитируют процесс плавки, это температура футеровки и полная электрическая мощность. Если температура низкая, то мощность поддерживают максимальной без опасности перегрева футеровки. Нежелательным является для футеровки превышение температуры 1500-1800 °С. Подину обычно выполняют из магнезитового кирпича, а стены и свод ванны – из магнезитохромитового кирпича. Стойкость футеровки стен и свода колеблется в пределах 75-250 плавок. Стойкость подины составляет 1500-5000 плавок при условии ее обновления после каждой плавки путём заправки магнезитовым порошком. Общая толщина подины на печах, работающих с электромагнитным перемешиванием, не должна превышать 800-900 мм.

Во время плавки из ДСП выделяется большое количество запылённых газов (особенно в окислительный период). Температура газов составляет 900-1400 °С. Среднее количество газов в окислительный период достигает 180-200 м 3 /(т⋅час). При мокрой очистке от пыли газ охлаждается и затем выбрасывается в атмосферу.

Для снижения расхода энергии в ДСП рекомендуется следующее:

1. перенос операций окисления и восстановления в дуговую печь меньшей мощности (установки “ковш-печь” . В этом случае резко сокращается мощность холостого хода и, соответственно, падает удельный расход энергии;
2. предварительный топливный подогрев шихты перед загрузкой в ДСП. Для этого можно использовать загрузочную бадью. Результат: экономия дорогостоящей электроэнергии;
3. использование газокислородных горелок для предварительного нагрева и плавления шихты. Результат: сокращение длительности плавления и расхода электроэнергии (на 10-15 %). Тот же эффект получается при вдувании в струе кислорода углесодержащих материалов;
4. использование физической теплоты уходящих газов с применением сухой очистки для последующего подогрева воды или без очистки для подогрева шихты;
5. использование физической теплоты жидких шлаков для получения горячей воды и других целей;
6. наклонная установка электродов (до 45 градусов от вертикали), что позволяет отводить газы вертикально вверх через шахту и подогревать шихту. Дополнительный эффект: снижение расхода электродов за счёт охлаждения их концов.

Устройство подины, стен и свода основной дуговой печи

Подина дуговой печи выдерживает, как правило, двухлетнюю кампанию (более 4 000 плавок) до полной замены в очередном капитальном ремонте.

Основная футеровка подины дуговой печи состоит из набивного слоя, слоя кирпичной кладки и теплоизоляционного слоя. При ее создании соблюдается следующая последовательность выполнения операций:

Днище металлического кожуха печи выкладывают листовым асбестом толщиной 10—20 мм, перекрывая швы между собой.

Засыпают шамотный порошок для выравнивания поверхности (5-30 мм). Стены кожуха изолируют листовым асбестом в один — два ряда. На выровненную поверхность днища укладывают шамотный кирпич в один-два ряда на плашку и на ребро, засыпая швы шамотным порошком и простукивая их деревянным молотком.

На шамот выкладывают магнезитовый кирпич на ребро, на плашку линейными рядами, кладку ведут от центра днища печи к стенкам. Швы параллельных рядов кладки не должны совпадать, поэтому в каждом ряду кирпичи выкладывают под углом 45° к предыдущему ряду. Кладку выполняют «насухо», притирая кирпичи один к другому. Толщина швов не должна превышать соответственно 1 и 2 мм в центре и у стенок (контролируют щупом).

Перед кладкой подины подбирают кирпичи одинаковых размеров без отбитостей. Каждый ряд кладки пересыпают магнезитовым порошком, простукивая кирпичи деревянными молотками для уплотнения.По окружности кожуха печи оставляют температурный зазор шириной до 65 мм, заполняя его асбестовой ватой. Искажений ширины и вертикальности зазора не допускают.

Кладку откосов из нормального магнезитового кирпича ведут уступами. На кладке подины намечают окружность определенного диаметра (зависит от емкости печи) и по ней выкладывают окантовочное кольцо из магнезитового кирпича. Пространство между кольцом и подиной выравнивают набивной магнезитовой массой и на образованной площадке выкладывают первый ряд откосов. Последующие ряды кладки откосов ведут с перекрытием швов предыдущего ряда, образуя уступы, обеспечивающие получение заданной ширины будущего верхнего ряда. В температурный зазор откосов утрамбовывают набивную массу, перекрывая его верхним рядом кирпичной кладки. После выравнивания магнезитовым порошком верха откосов, приступают к кладке стен.

Во время кладки стен их толщину уменьшают (к своду) и придают стенам небольшой уклон (15—20°).

Для уменьшения тепловых потерь через стены кладку изолируют от каркаса листовым асбестом, пеношамотным или шамотным кирпичом и другими материалами. Для удобства в работе листовой асбест приклеивают к каркасу печи жидким стеклом.

Стены основных дуговых печей выкладывают магнезитовым и хромомагнезитовым кирпичом (динасовый кирпич в основной печи под действием известковой пыли быстро ошлаковывается, поэтому такая кладка стен мало распространена). В стенах сверхмощных дуговых печей вместо огнеупорной кладки в верхней зоне используют водоохлаждаемые элементы в соответствии с определенными требованиями (толщина стенки элемента 14-20 мм; расход воды на охлаждение 6-9 м 3 на 1 м 2 площади стенового элемента; исключение контакта элементов со шлаком и металлом; скорость истечения воды в элементах 2-6 м/с; шипы на поверхности должны предотвращать сползание огнеупорной подмазки и гарнисажа). Применение водоохлаждаемых элементов (панелей) приводит к некоторому увеличению расхода электроэнергии на плавку (до 10 кВт-ч/т, или до 2% ), снижению расхода огнеупоров на 50% и повышению производительности дуговой печи до 25% .

Достаточно широкое применение получила кладка стен в запасных металлических каркасах. Кирпич в них укладывается плотно на огнеупорных растворах или бетонах соответствующих составов.

Кладку выпускного отверстия выполняют на растворе или хромобетоне. Для кладки столбиков используют хромомагнезитовый кирпич, а для арочки – периклазошпинелидный. Столбики рабочего окна выполняют из периклазошпинелидного кирпича. На некоторых печах сливное отверстие образовано толстостенной металлической трубой, при этом зазоры в футеровке заделывают огнеупорным бетоном.

Одновременно с кладкой стен изготовляют футеровку сливного желоба. Металлический кожух желоба выкладывают листовым асбестом, Кладку откоса, примыкающего к сливному отверстию, выполняют из магнезитового кирпича с напуском к желобу и обеспечивают его плотную стыковку с шамотным кирпичом, укладываемым в желоб на шамотном мертеле с толщиной швов 3 до консистенции полусухой массы. Кладку желоба тщательно просушивают газовой горелкой до полного удаления влаги.

Для слива металла из печи в ковш без шлака применяют закрытые желоба чайникового типа и эркерный.

После завершения кирпичной кладки приступают к изготовлению рабочего набивного слоя подины. Его выполняют: 1) из магнезитового порошка на обезвоженной смоле (89% магнезита, 10% каменноугольной смолы и 1% пека); 2) жидком стекле и 3) всухую. Перед набивкой на смоле кладку подины нагревают до 60-80 °С, а магнезитовый порошок – до 100 °С. Смесь задают в печь и набивают пневматическими трамбовками слоями по 30-40 мм. Этот способ изготовления рабочего слоя подины является весьма трудоемким, так как сопровождается выделением вредных газов.

На большинстве печей набивку рабочего слоя подины осуществляют всухую магнезитовым порошком, содержащим 65-75% зерен размером 0,1-4 мм, 25-35% зерен

Откосы набивают одновременно с подиной, при этом для уменьшения сползания на подину набивную массу увлажняют. Толщина набивного слоя подины должна быть >200 мм при глубине ванны >1100 мм. Плотность набивки проверяют металлическим стержнем 4-5м.

После набивки подину закрывают листовым железом толщиной 3—5 мм. Для предупреждения повреждения подины при завалке расстояние между завалочной корзиной и подиной не должно быть более 0,5 м.

Для сокращения простоев печей по причине ремонта кладку и набивку футеровки подины дуговых печей выполняют заранее в запасном каркасе, при этом расход котельного железа на изготовление дополнительного кожуха печи окупается экономией, полученной от сокращения продолжительности ремонта.

Свод дуговой печи имеет повышенный износ по сравнению с другими частями футеровки. В большей степени (в 2-3 раза) изнашивается центральная часть свода, главным образом, вблизи электродов. Существенное повышение стойкости футеровки сводов достигнуто за счет использования в кладке водоохлаждаемых элементов.

Для футеровки сводов наиболее широко применяют магнезитохромитовый кирпич и значительно реже — динасовый. На ряде зарубежных заводов используют высокоглиноземистый кирпич. Свод набивают на куполообразном металлическом шаблоне, с определенной стрелой подъема. Величина выпуклости кладки свода зависит от материала футеровки. Отношение высоты выпуклости (стрелы подъема) к диаметру свода составляет для динаса 1:12, для магнезитохромита 1:10. Шаблон имеет углубления для электродных отверстий в кладке и фиксаторы для точной установки каркаса свода. При правильном размещении каркаса на шаблоне и соответствии отверстий в кладке свода расположению электродов, кислородной фурмы и газоотсосу на печи получают существенную экономию времени на замену свода с изношенной футеровкой и, кроме того, увеличение срока службы нового свода.

В зависимости от емкости печи, условий службы и особенностей износа огнеупорной футеровки сводов применяют четыре способа кладки: арочную, секторно-арочную, секторную и комбинированную (кольцевая по периферии и секторная в центре). Арочную кладку применяют на печах малой емкости.Наиболее распространенной является секторно-арочная кладка. Ее выполняют фасонным кирпичом. В начале через середину свода, обычно на ширину двух кирпичей, выкладывают массивную арку, к которой под прямым углом подводят другую арку. Секторы между арками заполняют кирпичом в определенной последовательности.

Читайте также: