yandex.metrica
Электрометаллургия

Футеровка электропечи — кислый процесс

Для футеровки кислой электропечи применяется динасовый кирпич, кремнеземистый песок и теплоизоляционные материалы.

Динасовый кирпич изготавливается из измельченного крис­таллического или аморфного кварцита. В процессе отжига динасо­вый кирпич увеличивается в объеме, что связано с аллотропиче­ским превращением кварца при нагревании. При температуре 575 °С a — кварц переходит в b — кварц с увеличением в объеме на 2 %. Дальнейшее нагревание до 870 °С b — кварц перерождается в тридимит, который при температуре 1470 °С превращается в кристаллобалит; последний при температуре 1710 °С переходит в аморф­ное состояние и начинает плавиться. В результате объем увеличивается на 14,3 %. Качество динасового кирпича определя­ется его плотностью, показывающее результаты превращений.

Кварцевый песок состоит из кварца и некоторого количе­ства примесей и окислов. В зависимости от содержания окислов меняется цвет песка от белого до красного. Для набивки и за­правки подины применяется кварцевый песок.

Шамотный кирпич изготавливается путем обжига из огне­упорного шамота и огнеупорной глины и содержит не менее 30 % глинозема. Шамотный кирпич применяется для футеровки внут­ренней части стенок и нижнего ряда подины кислой электропе­чи. Попытка замены динасового кирпича шамотным на своде кислых электропечей не увенчались успехом.

Главная причина преждевременного разрушения состоит в вы­падении кирпичей из свода. Частичное применение кирпича в мес­тах, не прилегающих к плавильному пространству и не соприка­сающегося с расплавленным металлом, способствует некоторому уменьшению расхода тепла, так как теплопроводность шамотно­го кирпича меньше, чем динасового.

Асбест применяется как теплоизоляционный материал, стой­кий при температурах до 700 °С. С повышением температуры ас­бест теряет свою форму и резко ухудшает свои теплоизоляцион­ные и диэлектрические свойства. При высоких температурах асбест химически неустойчив и реагирует с расплавленными шлаками. Асбест применяется в виде тонких листов и волокон. Теплопро­водность асбеста весьма низка.

Теплопроводность некоторых материалов приведена в табл. 1.5.

Теплопроводность некоторых материалов

Футеровка подины

При футеровке электропечи в первую очередь выкладывает­ся подина. Выкладка подины начинается с выкладки на сфериче­ской и плоской поверхности дна печного кожуха асбестовых лис­тов, являющихся подкладкой для нижнего ряда шамотных кирпичей. На шамотные кирпичи набирается несколько рядов в соответствии с установленной толщиной подины динасового слоя: стенки печи воздвигаются динасовой кладкой. Средняя часть подины набивается массой из кварцевого песка. Набивка подины яв­ляется весьма простой операцией, и соблюдение известных практических правил при набивке обеспечивает хорошую спекаемость при разогреве печи. Полиморфные превращения кварца, в результате которых получаются тридимит и кристалобалит, сопровождаются ростом зерен и возможны для оп­ределенных сортов песка.

Хорошие заправочные пески должны состоять больше по­ловины из зерен одинаковой величины и средней крупности (например: 1К02А (В) Люберецкого карьера) с содержанием кремнезема не менее 98—99 %. Для повышения пластичности набивной массы к песку примешивается жидкое стекло.

Набивка подины производится в следующей последователь­ности.

После окончания работ по кладке кирпичной футеровки печь очищается от остатков кирпича и мусора, после чего на кладке подины разводится костер из дров для нагрева до 50—100 °С и одновременно подготавливается масса для набивки подины. Шаблон для проверки подиныСы­рой песок тщательно просушивается для хорошей его смешива­емости с жидким стеклом. Жидкое стекло прибавляется к песку в количестве 10 % по объему, и после перемешивания масса легко образует рассыпающиеся комочки.

На нагретую поверхность динасовой кладки наносится из пуль­веризатора тонкий слой жидкого стекла, на него накладывается приготовленная набивочная масса и уплот­няется ручными трамбовками до тех пор, пока не исчезнут следы ударов трамбовки. При набивке откосов для проверки величины углов стыка с подиной применяется деревянный шаблон, имеющий форму про­филя ванны (рис. 1.3). Измененные толщины набивного слоя подины в пределах 110—150 мм достигается не за счет высоты плавильной ванны, а путем изменения толщины кирпичной кладки.

Футеровка стенок

Кирпичные стенки электропечи в соответствии с формой ее корпуса цилиндрические, что затрудняет применение для ее кладки цельного нормального кирпича. При кладке стенок электропечи при отсутствии фасонного клиновидного кирпича обычно пря­моугольный кирпич вытесывают в форме клина, но правильнее выкладывать стенки из целого прямоугольного кирпича за счет уступов на поверхности стенок заполняемой кварцевой набивкой. Качество кладки стенок зависит от тщательности подгонки граней кирпича, кладка заключается в составлении рядов из за­ранее приготовленных кирпичей без заполнения швов раство­ром всухую, с просыпкой швов кварцевым песком.

Перед началом кладки стенок корпус печи с внутренней стороны обкладывается асбестовыми листами. В притык к асбес­товым листам выкладываются ряды шамотного кирпича общей толщиной 65 мм и далее возводятся динасовые стенки толщи­ной не менее, чем в один кирпич.

Требуемая плотность кладки стенок достигается, помимо ка­чественной тески и подгонки кирпичей, заполнением кварцевым песком остающихся зазоров и швов. Кирпичная кладка не доводит­ся до края железного корпуса на 40—60 мм; это пространство после окончания кладки засыпается сырым кварцевым песком и служит как для компенсации расширения кирпича стенок, так и для необ­ходимой плотности между сводом и стенками. В процессе роста сте­нок печи сырой песок высыхает, а излишки его высыпаются.

При выкладке стенок из фасонных кирпичей через каждые 300—400 мм проставляются фанерные или картонные прокладки для того, чтобы плотно пригнанные ряды кирпичей при росте динаса не выпучивались. При кладке тесанного кирпича уста­новка прокладок не требуется, поскольку температурные швы между ними образуются за счет неровностей граней. Грани кир­пичей, обращенные в сторону рабочего пространства печи, долж­ны быть ровными.

Футеровка свода

Секторный сводНезависимо от сорта и качества кирпича выкладка сводов производится по шаблону, представляющему собой площадку по форме свода с установленными на ней шаблонами отверстий для электродов. Шаблонная площадка заканчивается кольцевым углублением для размещения каркаса свода с отметкой установ­ки его замка. Шаблоны изготавливаются из дерева. Для выкладки сводов электропечи применяют нормальный кирпич.

Применяются три способа выкладки круглых сводов: секторно-арочный, концентрическими рядами и секторами (рис. 1.4, 1.5), купо­лообразный свод, выложенный концентрическими рядами, имеет хо­рошую стойкость только при наличии фасонного кирпича.

Секторный свод выкладывается одновременно с четырех сто­рон от кольца Секторно-арочный сводсвода к центру. При этом отверстия для электродов находятся в квадратном участке, выполняемом перпендикулярными рядами. Наиболее прочным является секторно-арочный свод (см. рис. 1.5). Порядок наборки этого свода следующий: сначала выкла­дывается сплошная арка, проходящая между отверстиями среднего электрода и отверстиями крайних электродов шириной в 3-4 ряда, толщиной каждый в полкирпича (115 мм), затем набираются поло­винки по ту и другую сторону от центральной арки, образуемые из рядов, набираемых перпендикулярно арке толщиной 115 мм. Ряды половинок не доводятся до арки с таким расчетом, чтобы электродные отверстия образовались в рядах, идущих параллельно центральной арке, которые в свою очередь являются арками.

После образования электродных отверстий забиваются зам­ки на всех рядах половинок. Замки соседних рядов половинок не должны совпадать друг с другом.

Как секторный свод, так и секторно-арочный набираются из тесаных кирпичей и температурные прокладки можно не ставить. При выкладке свода из фасонного кирпича необходимо делать своды концентрическими рядами.

Для каждой работающей печи необходимо всегда иметь го­товый набранный запасной свод.