yandex.metrica
Конвертерное производство

Обжиг футеровки

Обжиг заключается в нагреве футеровки по особому режиму до 1100—1150°С. Целью обжига является обеспечение коксования связки огнеупора — смолы или пека. После обжига
каждое зерно огнеупора оказывается покрытым тонкой коксовой (углеродистой) пленкой, которая скрепляет зерна, придавая огнеупору прочность, и защищает зерна от взаимодействия со шлаком. В ходе обжига в связке протекают следующие процессы. При температурах от 40 до 200—250 °С происходит размягчение и плавление смолы и пека, а в интервале 100—300°С удаляются вода, адсорбированные газы и легкие масла. При температурах выше 350—400 °С происходит разложение (пиролиз) углеводородов связки с выделением газообразных продуктов и формирование из остатка связки коксового вещества (молекулярная ассоциация связки). Летучие вещества наиболее интенсивно выделяются в интервале температур 300— 450 °С; коксование (формирование коксового остатка) завершается при 800—1000 °С.

С учетом протекания этих процессов, как правило, разрабатывают режимы обжига. Вначале до 350—450°С нагрев следует вести  быстро, чтобы быстро пройти опасный интервал
разупрочнения и возможного оползания футеровки и сформировать на поверхности плотную корочку скоксовавшегося огнеупора (обычно к этому моменту толщиной 5—10 мм). В дальнейшем, чтобы избежать бурного выделения летучих и исключить в результате этого сколы футеровки, нагрев до 700—750 °С следует вести замедленно. При этом по мере прогрева футеровки и увеличения толщины Скоксовавшегося слоя летучие выделяются постепенно, не вызывая разрыхления структуры огнеупора. Заключительный период обжига, после того как сформировался скоксованный слой достаточной толщины и прочности (от 700—750 до 1100—1150°С), следует вести с большой скоростью, чтобы уменьшить обезуглероживание поверхностного скоксованного слоя.

На отечественных заводах обжиг обычно ведут путем сжигания в конвертере кокса в струе кислорода, подаваемого при помощи фурмы. Возможен обжиг с одноразовой загрузкой кокса до начала обжига и с порционной его подачей в процессе обжига. Обжиг с одноразовой загрузкой кокса нельзя считать рациональным, поскольку при этом в результате медленного разжигания кокса во всем его объеме, начальный период разогрева протекает медленно. Вместе с тем в середине обжига, когда горит основная масса кокса, разогрев происхо­дит с большой скоростью, а в конце, по мере выгорания кокса, скорость нагрева футеровки снижается.

Рациональным является обжиг с порционной подачей кокса и изменением расхода кислорода, позволяющими регулировать скорость нагрева. Ниже приведены данные о режиме обжига футеровки на двух отечественных заводах с 350-т конвертерами:

режим обжига футеровки

После нагрева до 1100—1200°С делается выдержка в течение 20—40 мин; общая длительность обжига 4,5—6,5 ч. Обычно вначале в конвертер загружают 3—4 т кокса, а затем его
вводят порциями по 100—750 кг; для регулирования температуры изменяют массу загружаемых порций, интервал между их загрузкой и расход кислорода через фурму; общий расход
кокса составляет 7—12 т.

В 130—160-т конвертерах продолжительность обжига составляет 2,5—4,5 ч, в 300—350-т от 4 до 6,5 ч; за это время образуется скоксовавшаяся корочка толщиной соответственно 70—80 и 90—110мм. Это обеспечивает прочность футеровки, необходимую для проведения первой плавки.

Первая плавка проводится сразу после окончания обжига. Во избежание повреждения  футеровки первую плавку обычно проводят без стального лома или с загрузкой небольшого количества лома в середине продувки. Для обеспечения необходимой прочности футеровки после ее обжига до вывода конвертера в резерв должно быть проведено без перерывов не менее 10—20 плавок.

Автоматическое регулирование обжига.

Регулирование обжига внедрено на ЧерМК и, как показал опыт, обеспечивает наиболее точное поддержание требуемого режима изменения температуры футеровки конвертера в процессе ее нагрева. С этой целью АСУ по заданной программе изменяет интервал между подачами порций кокса в конвертер, регулируя тем самым количество выделяющегося в единицу времени тепла для нагрева футеровки. Для уменьшения инерционности процесса масса загружаемых порций кокса выбрана небольшой (100 кг); кокс загружают через систему подачи сыпучих материалов в конвертер. Температуру контролируют при помощи термопары, установленной в канале летки; эта информация поступает на самопишущий потенциометр, который вычерчивает график нагрева (график изменения температуры во времени). Сопоставление этого графика с заданным позволяет регулировать режим загрузки порций кокса.