Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Температурный зазор между кирпичной кладкой подины и откосов и кожухом печи должен быть 30-50 мм. Этот зазор засыпают крупным магнезитовым порошком после окончания кладки каждого ряда. После окончания кладки подины выкладывают уступами откосы магнезитовым кирпичом на плашку в соответствии с чертежом печи до уровня основания стен. Кладку откосов производят аналогично кладке подины.

Перед набпвкой подину разогревают равномерно по всей поверхности дровами или газом в течение 2 ч. Затем ей дают остыть до температуры приблизительно 70-80° С, после чего тщательно очищают от мусора и пыли и приступают к набивке.

Набивка подины и откосов дуговых электропечей массой иэ магнезитового и хромитового порошков

и жидкого стекла

Для дуговых электропечей, выплавляющих нержавеющие марки стали типа Х18Н10Т, применяют набивку подины массой из магнезитового и хромитового порошков и жидкого стекла.

Смесь магнезитового и хромитового порошков готовят в пропорции: магнезитового порошка 65% по объему, хромитового 35%.

Смесь в сухом виде перемешивают в механическом смесителе в течение 15-20 мин, а затем увлажняют раствором жидкого стекла (20% по весу смеси) и вновь тщательно перемешивают до равномерной влажности. Масса наносится равномерным слоем толщиной не более 40 мм по всей поверхности ванны и набивается пневматическими ручными трамбовками без подогрева бойков. Общая толщина набивного слоя в центре ПО- 200 мм в зависимости от емкости печи.

После окончания набивки устанавливается свод и производится сушка поднпы дровами и газом в течение 8-10 ч.

Выплавка стали после капитального ремонта

подины

После окончания капитального ремонта печь подготавливают к пуску. Перед завалкой шихты на подину укладывают металлические листы, чтобы закрыть всю поверхность набивного слоя. На листы насыпают слой

извести в количестве 2-3% от массы завалки. Завалку шихты производят без сильных ударов по футеровке печи. Первую обжиговую плавку ведут, как правило, на чугуне. После первой обжиговой плавки выплавляют четыре промывные. После проведения указанных промывных плавок начинают нормальную эксплуатацию печи.

Служба подин и откосов печей

Футеровка подины и откосов печи работает в тяжелых условиях. Температура ванны в конце продувки ее кислородом поднимается до 1800 и даже 1850° С. Перегрев металла приводит к размягчению набивного слоя и разрушению футеровки. При нормальном ходе плавки футеровка в течение 5-10 мин в конце продувки находится под воздействием высокой температуры, а после присадки феррохрома температура снижается на 200-250 град. Заправку подин после выпуска плавки производят смесью магнезитового порошка с 30% порошка хромистой руды. Применение хромистой руды резко повышает стойкость футеровки и позволяет выплавлять сталь с более низким содержанием углерода и меньшим угаром хрома.

Исследование состояния подии при капитальном ремонте показало, что толщина футеровки подин в процессе службы ее заметно увеличивается и находится в пределах 9-16%- При этом часть подины и откосов сваривается в сплошной монолитный слой, охватывающий весь набивной слой и часть магнезитовой кирпичной кладки. Следует отметить, что подины печей, выплавляющих нержавеющие стали, не подвержены рассыпанию в порошок и при длительном нахождении на воздухе сохраняют прочность и первоначальный вид.

Исследованиями [21] установлено, что в процессе эксплуатации дуговых печей, выплавляющих нержавеющие стали, происходит химическое и фазовое превращение магнезитовых подин, приводящее к образованию однородного но структуре монолита из набивного слоя и верхних рядов кладки (до 50% от всей толщины подины).

Петрографическое исследование показало, что монолит образовался в результате фазовых превращений минералов подины под влиянием силикатных составля-

ющих выпускаемого шлака, частично оседающего на подине после выпуска плавки. Эти превращения оказывают существенное влияние на физико-химические свойства подины и особенно на огнеупорность. К числу превращений, повышающих огнеупорность, относят процессы рекристаллизации периклаза и хромшпинели-да с образованием прочного и плотного периклазошпн-нелидного состава, расположенного в верхних слоях подины.

Результатом всех протекающих в подине процессов и фазовых превращений является то, что огнеупорность наиболее ответственных слоев подины (верхнего и среднего) в процессе службы печи остается высокой. Стойкость подины на печах, выплавляющих нержавеющие стали, достигает 4000 плавок. Таким образом, условия службы футеровки печи при выплавке нержавеющих сталей с применением кислорода значительно отличаются от условий службы футеровки при производстве других сталей.

Выделение специальных печей для выплавки только нержавеющих сталей было шагом вперед при освоении технологии этих марок. В период освоения и организации первой серии плавок нержавеющей стали выплавку ее вели наряду с другими марками стали на одной печи. Это приводило к неустойчивой работе подины, частым срывам ее и выходу из строя, так как технологический режим периода восстановления нержавеющей стали отличается от технологического процесса и температурного режима восстановительного периода прочих сталей. Кроме того, металл конструкционных сталей, выплавляемых после выпуска нержавеющей стали, всегда насыщался хромом, что приводило нередко к забракова-нию плавки.

Служба стен

В разные периоды производства нержавеющей стали футеровку стен печей изготовляли из следующих материалов;

1) набивных магнезитодоломитовых блоков на пеке;

2) магнезитохромитового обожженного кирпича;

3) безобжигового магнезитохромитового кирпича в кассетах;

4) периклазошпинелидного шпунтового кирпича. Длительное наблюдение за работой стен дуговых

печей, специализированных на выплавке нержавеющей стали, показало, что наиболее целесообразно выкладывать их магнезитохромнтовым обожженным кирпичом, хорошие результаты получаются также при применении безобжигового магнезитохромитового кирпича в кассетах и периклазошпинелидного кирпича. Стойкость стен из безобжигового магнезитохромитового кирпича в кассетах и периклазошпинелидного пшунтового достигает более 200 плавок [22].

Весьма высокая стойкость футеровки стен при выплавке нержавеющей стали с продувкой ванны кислородом является следствием образования гарниссажа, который характеризуется высоким содержанием окислов железа и хрома. По минералогическому составу гарниссаж состоит на 70-80% из высокоогнеупорной магнезиальной шпинели сложного состава, зерна которой связаны неогнеупорными марганцовистым монти-челлитом и стеклом.

Химический анализ гарниссажа, плавильной пыли, шлаков плавок нержавеющей стали, а также данные минералогического анализа свидетельствуют о том, что образование гарниссажа на откосах и нижней части стен является результатом взаимодействия шлаков с футеровкой (миграции и наслаивания) при одновременном интенсивном выносе плавильной пыли при продувке ванны кислородом, а образование гарниссажа иа верхней части стен и на сводах - результатом осаждения и проникновения в футеровку плавильной - пыли.

Насыщение магнезитохромитовой футеровки стен окислами железа способствует увеличению стойкости благодаря свариванию отдельных кирпичей в монолит.

Наборка сводов

Своды для печей, выплавляющих нержавеющие стали, набирают из динасового или магнезитохромитового кирпича. В настоящее время применяют преимущественно магнезитохромитовые своды, наборку которых осуществляют двумя способами: насухо и на высокоогнеупорном цементном растворе.

Наборку магнезитохромитовых сводов насухо производят в металлическом водоохлаждаемом кольце со стрелой прогиба Чу-4s от диаметра свода. Перед на-боркой кольцо проверяют на герметичность водой под

давлением 0,6 Mhjm (6 ат). Толщина магнезитохро-митового свода рекомендуется для печей от 5 до 20 т 230 мм, для печей от 30 до 50 т - 300 мм.

Наборку сводов из магнезитохромитового кирпича на высокоогнеупорном цементном растворе выполняют в том же металлическом кольце, при этом во время кладки на поверхность кирпича мастерком наносят раствор. Во избежание выжимания раствора нз швов уплотнение кладки клиповыми замками не производят. Набранный свод выдерживают в неподвижном состоянии на шаблоне нё менее суток. Стойкость магнезитохро-митовых сводов составляет около 200 плавок.

2. ФУТЕРОВКА ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ

Футеровку тиглей индукционных печей делают из кислых или из основных материалов. Для выплавки нержавеющих сталей чаще всего пользуются основными тиглями. В качестве исходных материалов для основных тиглей (например, емкостью 8 т) применяют магнезитовый порошок 4-2 мм 30-35%, фракции 2-1 мм 20-25%, порошок пз боя сводового кирпича фракции менее 1 мм 40-50%).

Для набивки шлакового пояса футеровки применяют магнезит фракции 4-2 мм 30% и плавленый магнезит фракции 4-0 мм 70%, в том числе фракции менее 1 мм должно быть около 15-20%. Масса шлакового пояса увлажняется раствором сернокислого магния плотностью 1,24 zjcM из расчета 6 л раствора на 200 кг сухой массы.

Набивку подины тигля производят с помощью виброштыревой установки. Массу засыпают одним слоем толщиной 300 мм. Уплотнение производят до тех пор, пока стержни виброштыревой установки будут погружаться в набивной слой на глубину не более 90-120лл. Верхний слой (70-80 мм) набивают дополнительно с помощью пневмотрамбовки. Общая толщина подины должна составлять 250-260 мм. После набивки подины концентрично индуктору устанавливают шаблон и набивают стенки тигля с помощью пневмотрам-бовок. Прн набивке особое внимание уделяют равномерности уплотнения массы по высоте и периметру тигля. После набивки тигель сушат в течение 8 ч.

В процессе работы после каждой плавки производят

тщательное восстановление шлакового пояса массой из магнезитового порошка фракции 1-О мм, увлажненной раствором сернокислого магния из расчета 1,5 л на ведро раствора.

3, МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ

Стальной лом и отходы

Одним из важных факторов получения высокого качества стали является высокое качество исходных материалов. Многообразие марок сталей, в том числе и нержавеющих, вызвало необходимость классификации как стального лома, так и отходов.

Стальной лом должен быть тяжеловесным, чтобы вся шихта, назначенная для плавки, вмещалась в печь в один прием, однако максимальная масса кусков не должна превышать 8-10% от массы садки. Количество такой шихты должно быть не более 40% от массы всей завалки. Обычно шихту составляют из 20-30% мелкого лома и 70-80% среднего и крупного лома. Крупным считают лом с массой кусков более 300 кг, мелким - с массой кусков не более 2 кг. На подину печи загружают мелкий лом, затем тяжелую крупнокусковую шихту и лом средней массы. Наверх укладывают мелкий легкий лом.

Стальной лом не должен быть сильно окисленным, так как при большом проценте ржавой шихты увеличивается угар и вносится в сталь значительное количество водорода. В ГОСТ 2787-63, кроме классификации, предусмотрены технические требования к каждому виду лома и отходов.

В зависимости от химического состава, назначения, качества и габаритов металлолом подразделяется на виды (стальной, чугунный и доменный приезд), категории (легированный и нелегированный) и классы (по состоянию поставки, степени чистоты, габаритам и массе).

Для производства электрометалла, в том числе и нержавеющего, употребляют стальной лом категории Аг, представляющий собой куски размером не более 600X350X250 мм, удобные для загрузки печей. Засоренность безвредными примесями не должна превышать 1 % по массе, а содержание серы и фосфора должно быть ие более 0,05%.