Футеровка горна вагранки

 

ФУТЕРОВКА ГОРНА ВАГРАНКИ, состоящая из теплоизоляционного слоя, шамотного кирпича и огнеупорной углеродистой набивной массы, отличающаяся тем, что, с целью увеличения эффективности науглероживания чугуна, огнеупорная углеродистая набивная масса вьтолнена многослойной , причем каждый из слоев разделен слоем гранулированного полистирола.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1149112 (б ) Р 27 В 1/14; Р 27 Э 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3696272/22-02 (22) 08.02.84 (46) 07.04.85. Бюл. N - 13 (72) В.А. Грачев, Е.М. Кирин, В.А. Перепелицын и Н.А.,Горелов (71) Пензенский политехнический институт (53) 621.745.34:66;043.1(088.8) (56) 1. Грачев В.А. и др. Применение природного газа в вагранках. Саратов, 1973, с. 21-22 °

2. Огородник В.Н. и др. Современ ное состояние ваграночной плавки за рубежом. M. 1978, с ° 34-35. (54)(57) ФУТЕРОВКА ГОРНА ВАГРАНКИ, состоящая из теплоизоляционного слоя, шамотного кирпича и огнеупорной углеродистой набивной массы, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения эффективности науглероживания чугуна, огнеупорная углеродистая набивная масса выполнена многослойной, причем каждый из слоев разделен слоем гранулированного полистирола. затели плавки.

Целью изобретения является повышение эффективности науглероживания чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в футеровке горна вагранки, состоящей из теплоизоляционного слоя, шамотного кирпича и огнеупорной углеродистой набивной массы, последняя выполнена многослойной, причем каж50

1149

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к футеровкам плавильных агрегатов, в частности газовых вагранок, применяемых для вторичной плавки чугуна в литейном производстве.

Известна футеровка газовой вагранки, состоящая из слоя асбеста и нескольких слоев шамотного и высокоглииовемистого кирпича (1) .

Футеровка обеспечивает длительную работу вагранки, однако при такой футеровке нельзя производить металлургическую обработку расплава (например, науглероживание) за счет компонентов футеровки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является футеровка вагранки, состоящая из,слоя теплоизоляционного материала, слоя шамотного кирпича и слоя углеродистой набивной массы. Футеровка обеспечивает возможность длительной работы вагранки (свыше 16 и более часов).

Кроме того, углеродистая набивная масса обеспечивает возможность науглероживания жидкого чугуна за счет растворения углерода массы в жидком металле, стекающем по футеровке,во время плавки (2) .

Однако науглероживание за счет известной футеровки при этом незначительное и основное науглероживание чугуна осуществляется в коксовой холостой колоше, что приводит к дополнительному его расходу. 35

Науглероживание чугуна наиболее актуально для газовой вагранки, в которой отсутствует кокс, а следовательно, и науглероживание. Выполнение горна вагранки из углеродистой набивной массы не обеспечивает достаточное науглероживание чугуна. С целью достижения заданного содержания углерода в шихте газовой вагранки обычно применяют повышенное содер45 жание высокоуглеродистых чушковых чугунов, что отрицательно сказывается на технико-экономические пока112 2 дый из слоев разделен слоем гранулированного полистирола.

На фиг. 1 изображена газовая ва-. гранка с предлагаемой футеровкой, продольный разрез; на фиг. 2 — узел на фиг. 1,(футеровка вагранкф на фиг. 3 — футеровка во время плавки чугуна.

Предлагаемая футеровка (фиг. 2) состоит из слоя теплоизоляционного материала, например асбеста 1, шамот. ного огнеупора 2 и набивной углеродистой маесы 3. Углеродистая набивная масса выполнена многослойной. Каждый из слоев углеродистой массы разделен между собой слоем твердого газообразующего компонента — гранулированного полистирола 4.

Пример ° Изготавливают футеровку экспериментальной газовой вагранки производительностью 0,7 т/ч диаметром шахты 0,5 м. На внутреннюю сторону кожуха наклеивают с помощью жидкого стекла асбестовый картон толщиной 4 мм. Далее по периметру шахты выкладывают слой шамотного кирпича на ширину 115 мм.

Углеродистая масса изготовляется из смеси мас,X: теомоантрацит (крупностью 0,08 мм) — 51-53, кокс (крупностью 0,3-0,6 мм) 33-35, каменоугольный пек — 13-157.. .

После приготовления массы последняя наносится на шамотную футеровку послойно толщиной 20-30 мм и уплотняется механически деревянной трамбовкой. После уплотнения первого слоя на него наносится слой гранулированного полистирола в гранулах 2-3 мм толщиной 3-4 мм, который вдавливается в массу и держится в ней за счет сил сцепления между гранулами и связующего массы. Далее наносился второй слой углеродистой массы, а затем — слой полистирола и т.д.

Всего выполнено три слоя огнеупорной углеродистой массы толщиной

20-30 мм и два слоя гранулированного полистирола толщиной 3-4 мм.

После изготовления футеровки последняя подвергается сушке инжекционной горелкой, после чего производятся испытания футеровки в процессе плавки.

Футеровка горна вагранки работает следующим образом.

В процессе плавки по мере разогрева футеровки, в частности огнеупорной углеродистой массы, гранулированный

1149

3 полистирол нагревается и при 80оС размягчается, при 164 С плавится, о при 314 С кипит, при температуре боО лее 500-700 С разлагается (явление о деструкции) . Явление деструкции полистирола сопровождается обильным газовыделением (СО, СО, Н, СН, сажистый углерод, изопентаны и т.д.) Выделяющиеся газы, накапливаясь, увеличивают давление на слой набивной мас- 1р сы и в некоторых местах локально разрывают слой углеродистой массы с образованием осколков и кусочков массы. Поверхность слоя при этом становится рыхлой. Куски углеродистой массы (фиг. 3) захватываются жидким металлом и растворяются в нем.

При этом наблюдается эффективное науглероживание чугуна. В случае полного израсходования одного слоя массы в процессе науглероживания участвует другой слой и т.д.

Повышение эффективности науглероживания чугуна при использовании предлагаемой футеровки достигается 2 благодаря тому, что интенсификация науглероживания чугуна способствует развитая поверхность углеродистой массы, образуемая при разрыве слоя газами. Поверхность контакта металла с углеродистой массой при этом резко увеличивается, что в соответствии с законами науглероживания способствует интенсификации растворения углерода

Науглероживанию чугуна способствует также наличие в жидком металле кусочков углеродистой массы, образующйхся при разрыве слоя газами. Кусочки имеют фракцию от 0 5-15 мм

Э Т 40

11г 4 обладают большой поверхностью имео ют температуру 1600-1700 С. Так как процесс науглероживания при повышении температуры и увеличении поверхности контакта интенсифицируется, то и эффективность науглероживания повышается.

Усвоение углерода чугуном повышается путем улучшения тепломассообмена между углеродистой массой и чугуном. Улучшению тепломассообмена способствует барботаж расплава чугуна, создаваемый продуктами разложения гранулированного полистирола. Про. цесс растворения углерода массы в металле при его интенсивном перемешивании ускоряется.

Кроме того, науглероживание интенсифицируется за счет растворения в металле сажистого углерода, имеющегося в продуктах разложения полистирола.

Многослойное выполнение набивной массы позволяет проводить науглероживание в течение всей плавочной кампании, так как в случае израсходования одного слоя в процессе науглероживания включается другой слой (полностью или частично) .

Таким образом, предлагаемая футеровка горна вагранки способствует интенсивному науглероживанию чугуна за счет многослойного выполнения углеродистой набивной массы и разделения слоев гранулированным полистиролом.

Результаты проведенных испытаний позволяют установить возможность эффективного науглераживания чугуна при-использовании предлагаемого изобретения.

1149112

ЛА I Рог. 2

Составитель Е. Ноткин

Редактор О. Черниченко Техред Т.Фанта Корректор И. Муска.

Заказ 1861/27 Тираж 570 Подписное

BHHHPH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4