Способ факельного торкретирования футеровки металлургических агрегатов

 

СПОСОБ ФАКЕЛЬНОГО TQ-pVPEIHРОВАНИЯ ФУ1ЕРОЪКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСК11Х АГРЕГА10Е, включающий подачу кислорода и смеси огнеупорного материала с топливом, сжигание топлива, нагрев огнеупорного материала в высокотемпературном факеле и перемещение факе ла по поверхности футеровки, о тл и ч а ю щий ся тем, что, с целью повьшения эффективности торкре тирования путем создания оптималь.ных тепловых и температурных параметров в зоне нанесения огнеупорного покрытия , скорость перемещения факела по поверхности футеровки металлургических агрегатов в начальный период торкретирования в течение 1-2 мин подцерживают равной 0,02-0,1 м/с, затем в течение 2-4 мин скорость перемещения факела по поверхности футеS ровки металлургических агрегатов поцкерживают равной 0,1-0,4 м/с, а в конце торкретирования в течение 3-6 мин - равной 0,4-1,0 м/с.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 .:С 21 С 5/g

° °

° °

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3543048/22-02 (22) 2 1.01.83 (46) 15.09.85. Бюл; N - 34 (72) В.А. Куличенко, В.В. Антонов, В.И. Червоненко, Э.И. Гамалей, А.И; Багрий, Н.П. Кусков и С.Н. Просвиров (71 Карагандинский металлургический комбинат (53) 669. 184. 125(088.8) ,(56) Авторское свидетельство СССР

-9 381687., кл. С 21 С 5/44, t966.

Авторское свидетельство СССР

Р 403320, кл. С 21 С 5/44, 1971. (54)(57) СПОСОБ ФАКЕЛЬНОГО ТОРКРЕТИРОВАНИЯ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ

АГРЕГАТОВ, включающий подачу кислорода и смеси огнеупорного материала с топливом, сжигание топлива, нагрев

„„SU„„1 I 78773 Д огнеупорного материала в высокотемпературном факеле и перемещение факела по поверхности футеровки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения зффективности торкретирования путем создания оптимальных тепловых и температурных параметров в зоне нанесения огнеупорного покрытия,скорость перемещения факела по поверхности футеровки металлургических агрегатов в начальный период торкретирования в течение 1-2 мин поддерживают равной 0,02-0,1 м/с, затем в течение 2-4 мин скорость перемещения факела по поверхности футе- ровки металлургических агрегатов поддерживают равной 0,1-0,4 м/с, а в конце таркретирования в течение

3-6 мин — равной 0,4-1,0 м/с.

1 1i 787

Изобретение относится к технике ремонта футеровки металлургических агрегатов и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности торкретирования путем создания оптимальных тепловых и температурных параметров в зоне нанесения огнеупорного покрытия. 10

Предлагаемый способ относится к технике ремонта футеровки торкретированием, в котором топливо и огнеупорный материал подают вместе, а температура футеровки в начале торкретирования на 200-400 градусов ниже температуры начала протекания процесса.

Сущность способа заключается в том, что в начале торкретирования в 20 зоне ограниченных размеров осуществляется локальный разогрев футеровки до температуры, соответствующей тем пературе перехода огнеупорного мате риала в пластическое состояние, фа- 25 кел на этом участке перемещается весьма медленно. Затем факел перемещается на прилегающий к начальному участку футеровки участок, разогретый высокотемпературными газами, отходящиз0 ми при локальном разогреве начального участка. Скорость перемещения факела по этому участку значительно выше, чем по начальному, увеличение скорости постепенное. Затем, когда вся по35 верхность футеровки или участок футеровки, подлежащий ремонту, прогреется до температуры, близкой к температуре перехода огнеупорного материала в пластическое состояние, скорость перемецения факела увеличивается до величины, при которой обеспечивается температура, соответствующая температуре протекания процесса и не превышаюцая температуру, при которой возможно оплавление футеровки. Продолжительность разогрева и торкретирования определенного участка футердвки определяется необходимостью нагрева до соответствуюцей температуРы и сообщения поверхностному слою футвровки количества тепла, необходимого для спекания нанесенного торкретпокрытия с основной футеровкой.

При работе смесь огнеупорного материала с топливом и кислород направ ляют в ниде двухфазных струй под пря мым углом к поверхности футеровки.

73 2

Процессы смещения компонентов и горения топлива организуют таким образом, что топливо сгорает, а огнеупорный материал нагревается до температуры перехода в пластическое состояние до удара в поверхность футеровки. В начале операции торкретирования факел в течение 1-2 мин очень медленно перемецают по поверхности футеровки.

При торкретировании футеровки агрегатов цилиндрической формы,.например конвертеров, перемещение факела осуществляют вращением фурмы с соответствуюцей частотой. В случае торкретирования плоских или изогнутых поверхностей, например, сводов мартеновских печей, перемещение факела производят либо линейным передвиже— нием фурмы в плоскости, параллельной торкретируемой поверхности, либо линейным передвижением и вращением в ту или иную сторону в пределах определенного угла. В начале операции в течение 1-2 мин торкретирование производят со скоростью перемещения факела 0,02-0,1 м/с. При торкретировании конвертеров такая линейная скорость перемещения факела соответствует частоте вращения фурмы 0,05-0,27 об/мин. Температура в зоне нанесения покрытия через

0,8-1,5 мин достигает значения, соответствующего температуре перехода огнеупорного материала в пластическое состояние. После нанесения торкретпокрытия на начальный участок факел сдвигают на прилежащий к начальному участок, который нагревался высокотемпературными газами, отходящими из зоны начального участка.

Время на разогрев этого участка до температуры протекания процесса меньше, поэтому факел в течение 2-4 мин перемещают вначале со скоростью

0,1-0,2 м/с постепенно. увеличивая ее к концу периода до 0,3-0,4 м/с.

Такая линейная скорость перемещения факела соответствует частоте вращения фурмы в начале периода 0,270,54 об/мин, в конце периода 0,81,1 об/мин. При таком медленном перемещении факела футеровке передается количество тепла, необходимое для поддержания в плоскости между торкретпокрытием и основной футеровкой после перемещения факела на другие участки температуры, обеспечиВающей качественное спекание покрыз 117Я тия с футеровкой. Во время торкретирования этих двух участков поверхностный слой основной футеровки разогревается отходящими газами до температуры, близкой к температуре начала протекания процесса. Поэтому .окончание операции проводят при более высокой скорости перемещения факела по поверхности футеровки: в начале периода скорость подцерживают 1р равной 0,4-0 5 м/с, постепенно увеличивая ее к концу периода до 0,5"

0,8 м/с. Такой линейной скорости соответствует частота вращения фурмы в начале периода, равная 1,1- 15

1,35 об/мин, в конце периода равная

1,б-2,0 об/мин. При повышенном содержании в торкретмассе топлива (более

303) и наличии в компонентах составляющих с низкой температурой .плавле- 2щ ния скорость перемещения факела в кбнце операции во избежание оплавления увеличивают до 0,9-1,0 м/с. В . принципе возможно и ступенчатое изменение скорости перемещения факела д по поверхности футеровки в соответствующие периоды. В этом случае максимальная эффективность обеспечивается при значениях скорости, соответствующих средним в предлагаемых пределах. Определяющим параметром при реализации предлагаемого способа является скорость перемещения факела по поверхности Аутеровки. Приведенные в описании работы частоты

35 вращения фурмы характерны для конвертеров.

При использовании способа на агрегатах других размеров частоту вращения необходимо пересчитать по ли-. нейной скорости перемещения факела.

При торкретировании сводов марте- новских печей определяют линейную скорость перемещения факела в плос кости, параллельной своду. При про- 45 ведении торкретирования в соответст,:вии с предлагаемым способом потери. огнеупорного материала в начале операции сводятся к минимуму, в плос кости между нанесенным покрытием и основной футеровкой обеспечивается теплосодержание и температура, необходимые для качественного спекания покрытия с футеровкой, в заключитель.ной стадии операции создаются условия предотвращающие оплавление покрытия вследствие локального перегрева.

Оптимальная продолжительность перио773 дов, на которые условно разделено время торкретирования, и йределы изменения скорости перемещения факела

go поверхности футеровки в соответствующие периоды установлены на основании опытных данных. Минимальная продолжительность начального периода составляет 1 мин и представляет собой время, которое необходимо, чтобы нагреть поверхность футеровки до температуры начала протекания процесса и нанести первичный торкретслой при наибольшей начальной температуре футеровки,имеющей место на практике.

Максимальная продолжительность начального периода составляет 2 мин и представляет собой время, необходимое для разогрева и нанесения первичного торкретслоя при имеющей место на практике минимальной начальной температуре футеровки. Продолжительность второго периода больше первого, так как в этот период увеличивается скорость перемещения факела, а следовательно, и площадь торкретируемой поверхности. Минимальная и максимальная продолжительность этого периода зависит главным образом от начальной температуры футеровки: при высокой начальной температуре, например о

1400 С для 300-тонных конвертеров, минимальная продолжительность второго периода составляет 2 мин; при низкой начальной температуре, например о

1200 С для.тех же условий, максимальная продолжительность второго периода составляет 4 мин. Увеличение второго периода свыше 4 мин нецелесообразно, так как при скорости перемещения факела равной 0 1-0,4 м/с имеет место перегрев участка футеровки в месте удара факела и увеличивается общая продолжительность тбркретирования. Продолжительность третьего периода зависит от того, какой толщины необходимо нанести торкретпокрытие, каков характер износа футеровки в технологические периоды, а также от характера спекания торкретпокрытия с основной футеровкой.

В случае интенсивного износа футеровки, например, при переделе фосфористых чугунов продолжительность третьего периода должна составлять 4-5 мин при наличии локального износа и йе,эбходимости торкретирования этих участков продолжительность третьего периода следует увеличить до б мин.

1178773

При равномерном, но незначительном износе футеровки, напРимер при переделе обычных передельных чугунов,. продолжительность третьего периода

5 может быть уменьшена до 3 мин.

Продолжительность соответствующего периода и средняя скорость перемещения .факела по поверхности футе- 10 ровки функционально связаны между собой.и зависят от начальной температуры Ьутеровки и температуры перехода огнеупорного материала в пластическое состояние. Минимальная t5 скорость перемещения факела в начальный период составляет 0,02 м/с. Такую скорость поддерживают в начале торкретирования при низкой начальной температуре футеровки, например, конвертеров 1200 С и ниже; сводов о мартеновских печей 1500 С и ниже.

Перемещение факела со скоростью менее 0,02 м/с нецелесообразно, так как факел при этом перемещается черезвычайно медленно. При медленном

I ю перемещении факела возможен неравномерный разогрев и нанесение торкретпокрытия в пределах поверхности, соответствующей месту прямого удара 30 факела, так как при этих условиях имеет место неравномерное распределение в поперечном сечении факела скоростей, концентраций топлива и огнеупорного материала, выделение тепла и нагрев частиц огнеупорного материала. Увеличение скорости перемещения факела по поверхности футеровки более 0 1 м/с в начальный период нецелесообразно, так как 40 не обеспечивается разогрев, нанесение первичного торкретслоя и сообщение поверхностному слою футеровки количества тепла, необходимого для спекания торкретпокрытия с основной футеровкой. Средняя скорость перемещения факела во второй период составляет 0,2-0,3 м/с. Скорость, равная

О,t м/с является начальной для этого периода и конечной для начального. Иэ-50 менение скорости перемещения факела должно быть плавным, хотя в принципе возможно:и ступенчатое, но соответствующее средним значениям в предl лагаемых пределах. Увеличение скорос--55 ти перемещения факела в этот период свыше 0,4 м/с нецелесообразно, так как это приводит к недостаточному разогреву фугеровки, увеличению выноса огнеупорного материала и ухудшению качества спекания торкретпокры-, тия с основной футеровкой. В третий период средняя скорость перемещения факела составляет 0,5-0,6 м/с. ИиниI мальная для этого периода скорость

Э равная 0,4 м/с, является максимальной для второго периода и служит ля постепенного перехода от второго периода к третьему. В случае, когда в огнеупорном материале или золе топлива содержатся легкоплавкие компоненты-, скорость перемещения факела к концу периода следует увеличить до 0,81,0 м/с во избежание оплавления торкретпокрытия и футеровки, Увеличение скорости перемещения факела свыше

1,0 м/с нецелесообразно, так как уменьшается количество тепла, передаваемого футеровке в месте удара факела, что приводит к ухудшению спекания торкретпокрытия с основной футеровкой.

Л р и м е р. Технология торкретирования футеровки конвертеров. Начальная температура поверхности футеровки составляет 1300 С.Расход торкретмассы поддерживают равным 450 кг/мин, расход кислорода 160 мз /мин. После воспламенения топлива факел медленно, в течение 2 мин перемещают со скоростью

0,09 м/с, средняя частота вращения фурмы при этом составляет около 0,25 об/мин.

При этом разогрев до температуры начала протекания процесса происходит за 1,7 мин. В течение 0,3 мин наносят первичный торкретслой. Затем в течение одной минуты производят разогрев и торкретирование со скоростью пере- мещения факела 0,18 и/с (средняя частота вращения фурмы около 0,5 об/мин), после чего в течение 1 мин среднюю скорость перемещения факела поддержи- . вают равной 0,36 м/с (средняя частота вращения фурмы при этом составляет

1 об/мин). Во время второго периода происходит разогрев практически всей футеровки до температуры близкой к температуре перехода огнеупорного материала в пластическое состояние, что предопределяет эффективное торкретирование в остальную часть операции. Дальнейшее торкретирование проводят со скоростью перемецения факела 0,72 м/с (средняя частота врацени фурми около 2 об/мин). При этом обес1178773

Составитель Л. L àðàïoâà

Редактор С. Лисина Техред Е. Фечо Корректор -И. Розман

Заказ 5á09/22 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 печивается необходимая для протекания процесса температура футеровки в месте удара факела. Футеровке передается количество тепла, необходимое для поддержания в плоскости между торкретпокрытием и основной футеровкой температуры, при которой происходит качественное спекание торкретпокрытия с футеровкой. Такая технология позволяет уменьшить вынос огнеупорного Материала в первый период торкретирования повысить температурный уровень процесса в первую полови— ну операции и улучшить спекание торкретпокрытия с основной футеровкой.

В примере описан взятый из практической работы вариант со ступенчатым изменением скорости перемещения факела.

Эффективность применения предлагаемого способа заключается в уменьшении выноса огнеупорного материала, в особенности в начале торкретирования, и в улучшении качества

1п торкретпокрытия, что в конечном результате позволяет повысить стойкость футеровки и снизить удельные расходы огнеупоров на 1 т стали. При применении предлагаемого способа ожидается

1 снижение расхода огнеупорного материала на 0,5 кг/т стали.