yandex.metrica
Ферросплавные печи

Футеровка ферросплавных печей

Классификация и характеристика огнеупорных мате­риалов

Огнеупорные материалы, применяемые для кладки электропечей, должны обладать высокой огне­упорностью, шлакоустойчивостью и термостойкостью, до­статочной механической прочностью, особенно при высо­ких температурах, минимальной .пористостью (если ма­териал не используется в качестве теплоизоляции) и незначительным изменением объема при периодических нагревах и охлаждениях, малой электро- и теплопровод­ностью. Огнеупоры, используемые в производстве стали и ферросплавов, можно классифицировать по нескольким признакам:

  1. По химическому составу в зависимости от содер­жания ведущего компонента огнеупоры делятся на кис­лые, содержащие преимущественно кремнезем (динас, кварциты и кварцевые пески); нейтральные, в которых преобладают амфотерные оксиды алюминия и хрома (шамотные, высокоглиноземистые, хромомагнезитовые), и, наконец, основные, характеризующиеся высоким содержанием оксидов кальция или магния (магнезиосодержащие, например, магнезит и др. доломито­вые) .
  2. По огнеупорности рассматриваемые материалы делятся на огнеупоры средней огнеупорности (до 1770° С), высокоогнеупорные, огнеупорность которых на­ходится в пределах 1770—2000° С, и, наконец, материа­лы с высшей огнеупорностью (>2000° С).
  3. По способу изготовления огнеупорные изделия мо­гут быть пластического формования, для которых характерна большая пластичность исходной массы в связи с добавкой до 20% воды; изделия полусухого прессования (влажность исходной массы не выше 5%) и литые изде­лия, отливаемые по формам либо из жидкоподвижной массы с большим содержанием воды, либо из расплав­ленной массы. Кроме того, могут быть изделия, выпили­ваемые из естественных горных пород (трепел).
  4. По термической обработке огнеупорные изделия делятся на обжиговые, которые перед использованием обжигают в пламенных печах при определенной темпе­ратуре, обеспечивающей протекание основных физико-­химических процессов между компонентами огнеупора, и на безобжиговые, подвергаемые обжигу в процессе службы.
  5. По физическому состоянию выделяются штучные изделия, порошкообразные материалы (магнезитовый порошок и т. д.) и пластические массы (бетон и др.).
  6. По форме штучные изделия разделяются на нор­мальный кирпич, имеющий вид параллелепипеда или небольшого клина, и на фасонный, имеющий разнообраз­ные формы.
  7. По области применения огнеупорные материалы классифицируются в связи с тем, что для изготовления отдельных элементов печи, а также для футеровки раз­личных агрегатов в целом требуются материалы с различными свойствами и различного фасона. Имеются сво­довой кирпич, сифонный и ковшовый припас и т. д.

В табл. 5 приведены физико-химические свойства ог­неупорных изделий, широко применяемых в ферросплав­ном и сталеплавильном производстве.

Свойства огнеупорных изделий

Футеровка ферросплавных печей

Выбор огнеупорных материалов для футеровки ферросплавной печи определяется технологией выплавки сплава, составом шлака и сплава. Для ферросплавных печей характерна подина большой толщины, что обеспечивает удлинение кампа­нии печи между ремонтами и при значительной тепловой инерции печи облегчает сохранение устойчивой темпера­туры в плавильной зоне печи при кратковременных ее простоях.

Общим для ферросплавных печей является и то, что фактическим рабочим слоем футеровки печи яв­ляется так называемый гарниссаж — слой, образован­ный из проплавляемой шихты, восстановленной до раз­личной степени, остатков футеровки и сплава. При пра­вильном выборе материала футеровки, диаметра пла­вильного пространства, диаметра электродов и диаметра их распада часть гарниссажа, обращенная к плавиль­ному тиглю, участвует в процессах восстановления и не­прерывно обновляется, а прилегающая к футеровке — надежно защищает ее от разрушения. Важнейшей за­дачей обслуживающего персонала является поддержа­ние в ванне слоя гарниссажа. Для повышения стойкости футеровки в нее закладывают охлаждающие змеевики или холодильники, орошают кожух ванны водой или об­дувают воздухом.

Один из вариантов футеровки печи мощностью 23 МВ·А для выплавки кремнистых сплавов показан на рис. 41. Для уменьшения теплопотерь в качестве тепло­изоляции на облицовке стен ванны могут быть использо­ваны легковесный шамот и диатомитовая засыпка. Осо­бое внимание при монтаже футеровки должно быть об­ращено на тщательность набивки швов между блоками разогретой подовой массой. Для уменьшения числа швов желательно выполнение футеровки из длинномер­ных (1,5—2,5 м) блоков, несмотря на усложнение мон­тажа.

Футеровка печи мощностью 23 МВ-А для выплавки ферросилиция

Для предохранения угольных блоков от окисления в период разогрева печи внутреннюю поверхность печи выкладывают 65-мм слоем динасового кирпича. Срок служ­бы угольной футеровки зависит от сортамента выплавляемых сплавов и колеблется от 8 до 10 лет.

Футеровка печей для выплавки различных марок феррохрома и ферромарганца выполняется из магнези­тового кирпича насухо с засыпкой швов мелким магне­зитовым порошком. Клиновый кирпич в кладке не при­меняют, а футеровку выполняют «елочкой». Футеровка наклоняющейся печи мощностью 7 МВ·А для выплавки рафинированного феррохрома показана на рис. 42.

Футеровка печи мощностью 7 МВ*А для выплавки рафинированного феррохрома

Обеспечение длительной безаварийной работы футе­ровки является важнейшей задачей обслуживающего персонала. При угольной футеровке недопустим малей­ший подсос воздуха, так как он неминуемо приведет к быстрому выгоранию угольных блоков, активно окис­ляющихся при температуре ~500°С. Недопустима ра­бота с недостатком восстановителя, которая приводит к разрушению гарниссажа и, следовательно, к прогару футеровки, чаще всего около летки. Распространен­ной причиной аварийной работы передней стенки печи является несвоевременный или недоброкачествен­ный ремонт набивной арки, а также неглубокое (вбли­зи кожуха ванны) перекрытие выпускного канала летки.

Высокие температуры процесса производства рафи­нированного феррохрома (1800—2100° С) и взаимодей­ствие со сплавом и основным шлаком вызывают быстрый износ футеровки; примерный срок службы такой футе­ровки один — два года.

Повышение стойкости футеровки рафинировочных печей достигается при использовании магнезитового кирпича повышенной плотности, создании на подине по­стоянного предохранительного слоя сплава (ограничении угла наклона в наклоняющихся печах), образовании устойчивого гарниссажа благодаря правильному выбо­ру диаметра ванны, недопущении перегрева ванны, тща­тельной заправке стен.

Важнейшей операцией является сушка и разогрев футеровки. При разогреве печи должна быть повышена температура горна до рабочих значений, сформировано рабочее пространство и обожжены самоспекающиеся электроды при сохранении целостности кожуха печи. Это достигается соответствующими скоростями повышения мощности и загрузки шихты. Слишком быстрая загруз­ка шихты (или замедленное увеличение мощности) приведет к захолоданию пода печи и ухудшит впоследствии технико-экономические показатели производства. Форси­рованный разогрев может вызвать разрыв кожуха печи и облом электродов.

Продолжительность разогрева печи после монтажа составляет для мощных рудовосстановительных печей 20—30 дней, для рафинировочных 10—15 дней. Так, пос­ле капитального ремонта со сменой футеровки закрытой рудовосстановительной печи мощностью 23 МВ·А в те­чение пяти-семи суток она сушится газом, затем разогревается в открытом режиме под током с постепенным набором мощности в течение трех суток. В конце этого срока осуществляется переход на закрытый режим. Пос­ле первого выпуска сплава и достижения полной мощ­ности начинают нормальную загрузку шихты, не допу­ская перегрузки печи шихтой. Уровень шихты поднимают до обычного постепенно в течение 20—25 сут. Вращение ванны печи можно начинать после достижения достаточ­ного прогрева подины, обычно через 25—30 дней после включения печи.

0

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий