Футеровка дуговых электропечей

При выборе огнеупорных материалов для футеровки дуговых сталеплавильных печей необходимо учитывать, что отдельные участки футеровки работают в разных условиях. В связи с этим следует отдельно рассматривать условия службы огнеупоров подины и откосов, стен и свода.

Подина и откосы.В течении длительного времени огнеупорная футеровка подины непосредственно контактирует с расплавленным металлом и шлаком. После выпуска плавки и при загрузке холодной шихты происходит резкое охлаждение подины. При загрузке шихты корзиной подина в целом испытывает механический удар, а поверхностный слой подины может разрушаться кусками скрапа.

В период плавления при неудачно составленной завалке (порядок загрузки шихтовых материалов), когда под электродами оказывается легковесная шихта, электроды могут опускаться до подины прежде, чем на ней образуется достаточный слой жидкого металла. Горящие на тонкий слой металла дуги перегревают и вымывают материал подины, образуя ямы.

Во время плавления и в окислительный период футеровка подины насыщается FeO. В восстановительный период оксиды железа переходят из футеровки в металл и шлак. При сливе и после слива металла футеровка подины непосредственно контактирует со шлаком и насыщается им.

Еще в большей степени, чем подина, воздействию шлаков при высоких температурах подвержена футеровка откосов, поэтому откосы являются наиболее слабым участком футеровки электропечей.

Футеровка подины и откосов влияет на ход процесса в сталеплавильной ванне. Попадающий в шлак оксид магния снижает жидкотекучесть шлака, уменьшает его химическую активность. В связи с этим не только увеличивается расход огнеупорных материалов, но и требуется больше времени для рафинирования металла, повышается расход шлакообразующих на нейтрализацию вредного влияния MgO, увеличивается расход электроэнергии.

Исходя из назначения и условий работы футеровки подины и откосов, к ней можно предъявить ряд требований. Рабочий слой подины, непосредственно контактирующий с металлом и шлаком, должен обладать высокой огнеупорностью, термостойкостью, противостоять химическому и механическому воздействию металла и шлака. Подина в целом должна быть достаточно механически прочной, чтобы воспринимать механические удары при загрузке шихты, и обладать большим тепловым сопротивлением. Кладку подин и откосов выполняют из периклазовых изделий огнеупорностью не менее 2000 С, изготовляемых прессованием из обожженного до спекания периклаза.

Стены. Температурные условия работы внутренней поверхности стен особенно тяжелы, так как в отдельные периоды плавки температура некоторых ее участков может превысить огнеупорность материала, а при открывании рабочего пространства и загрузке шихты стены быстро охлаждаются. Скорость изменения температуры внутренней поверхности стен может достигать 10000 С/ч, что создает значительные термические напряжения в футеровке. В связи с этим внутренний слой футеровки стен должен иметь высокие огнеупорность и термостойкость, низкий коэффициент объемного расширения и высокий коэффициент температуропроводности, а для получения большого теплового сопротивления футеровка стен должна быть хорошо теплоизолирована с внешней стороны. Поэтому для кладки стен применяют высокоогнеупорные хромопериклазовые изделия огнеупорностью не менее 2000 С, изготавливаемые из хромита и спекшегося периклаза. Содержание основных компонентов в хромопериклазовых изделиях (кирпичах) должно быть в следующих пределах: 42%MgO, 15%CrO.

В особо тяжелых температурных условиях работает нижний пояс футеровки стен шириной 300-400 мм, находящийся под прямым излучением дуг и воспринимающий нагрузку от верхних слоев кладки стен. Поэтому нижнюю часть стен следует выполнять из особо огнеупорных материалов или, в крайнем случае, делать ее достаточно большой толщины.

Свод. Свод является наименее долговечной частью футеровки дуговых печей. Он испытывает значительные температурные колебания, воспринимая по ходу плавки излучение дуг, а также поглощая отражаемое шлаком и футеровкой стен тепло. В результате температура свода, собенно его центральной части, может превысить огнеупорность материала. И свод подплавляется. Особенно часто подплавление свода происходит при работе с очень жидкими шлаками, обладающими большой отражательной способностью. При подъеме и отвороте свода излучение рабочего пространства воспринимается холодными элементами конструкции печи, и свод быстро остывает. Это вызывает, появление больших термических напряжений, приводящих к скалыванию свода.

Свод постоянно испытывать сжимающую нагрузку от распора, что снижает температуру начала его деформации. Выбивающиеся из печи раскаленные газы содержат много пыли, которая оседает на своде и при высокой температуре может вызвать его химическое разрушение.

Огнеупоры в сводах дуговых печей должны обладать высокой огнеупорностью, термостойкостью, химической стойкостью по отношению к плавильной пыли, большими тепловыми и электрическими сопротивлениями. При недостаточном электрическом сопротивлении материала свода электрическая цепь между фазами может частично замкнуться по своду. Это может привести к появлению электрических дуг между сводом и водоохлаждаемыми элементами уплотнений электродов в своде, прогоранию рубашки и попаданию в печь воды. Поэтому для кладки сводов используют высокоогнеупорные обожженные периклазохромитовые изделия. Их подразделяют на следующие марки: ПШСП – периклазошпинелидные периклазохромитовые плотные с тонкомолотой хромовой рудой в шихте; ПХСП – периклазохромитовые плотные с крупнозернистым хромитом в шихте; ПШСО – периклазошпинелидные периклазохромитовые обычные с тонкомолотой хромовой рудой в шихте; ПХСО – периклазохромитовые обычные с крупнозернистой хромовой рудой в шихте. Основной составляющей (65-70%) этих изделий является оксид магния (периклаз)

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector