Футеровка электродуговой печи постоянного тока

 

Сущность изобретения: футеровка для электродуговой печи постоянного тока содержит электропроводящую огнеупорную кирпичную кладку и кольцеообразный электропроводник, образующие анод, противоположный расположенному по центру печи катоду. Кирпичная кладка состоит из нескольких слоев: слоя из электропроводящего износостойкого огнеупорного кирпича, находящегося в контакте с расплавом, слоя из графитовых кирпичей, который находится в непосредственном контакте с кольцеобразным проводником и размещен на слое из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, покрывающих днище печи, а над слоем из графитовых кирпичей, расположенных у стенки печи, размещен слой из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, аналогичных слою кирпичей, покрывающих днище. Слой из графитовых кирпичей размещен по кольцу только в зоне стенки печи, к нему примыкает направленный радиально внутрь печи слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей, а с ним в центральной зоне печи контактирует слой из монолитной уплотнительной массы, который размещен на слое из электроизоляционных кирпичей. 6 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение касается футеровки электродуговой печи постоянного тока, в частности печи, в которой имеется верхний электрод, размещенный по центру печи, второй электрод представляет собой электропроводящую кирпичную кладку, предусмотренную на внутренней стороне печи, и кольцеобразный проводник тока на ее наружной стороне.

Известна футеровка электродуговой печи постоянного тока, которая в зоне, где происходит плавка, имеет электропроводящую кирпичную кладку. Цилиндрический проводник тока в виде медного кольца размещен вокруг электропроводящей кирпичной кладки. Проводящая кирпичная кладка и медное кольцо вместе составляют анод электродуговой печи постоянного тока, противоположный расположенному по центру печи катоду.

Кирпичная кладка состоит из нескольких слоев. Слой, который находится в непосредственном контакте с расплавленным металлом, образован из электропроводящего износостойкого огнеупорного кирпича. С целью сглаживания уступа, на слой кирпичной кладки наносят слой электропроводящего уплотнительного материала. Эта часть кирпичной кладки должна состоять, например, из магнезита и углерода.

Под этим слоем размещают слой графитовых кирпичей, обладающих более высокой электропроводностью. Толщина слоя увеличивается в сторону медного кольца и там соответствует высоте медного кольца, что обеспечивает хорошую электропроводность.

Смежным с этим слоем является слой электроизоляционных огнеупорных кирпичей, который заполняет всю нижнюю поверхность печи и обеспечивает теплоизоляцию.

Электропроводимость слоя, соприкасающегося с расплавленной ванной, и перемешивание ванны, связанное с этим, вызывает относительно равномерное распределение температуры в расплавленном материале. Из-за содержания углерода в кирпичах может, однако, происходить нежелательная карбидизация расплавленной стали в тех случаях, когда расплавленная сталь имеет намеренно низкое содержание углерода. Однако, если соприкасающийся с расплавом слой оказывается поврежденным из-за ошибок при плавке, например, недостаточный уклон или механические удары от загрузки или верхнего электрода, из-за чего расплавленная ванна непосредственно соприкасается с графитовыми кирпичами, последние могут рассыпаться и кирпичная футеровка может оказаться сильно поврежденной, в результате чего возникнет необходимость дорогостоящего ремонта.

Задачей изобретения является построение подовой зоны электродуговой печи постоянного тока, в которой значительно повышена износостойкость и с основном исключено внедрение углерода, в частности из центральной зоны пода в расплав.

Согласно изобретению, вся нижняя поверхность печи покрыта футеровкой из слоя огнеупорного электроизоляционного кирпича. Слой из графитовых кирпичей размещен на слое из огнеупорного электроизоляционного кирпича в зоне стенки печи по кольцу. К нему примыкает направленный радиально внутрь печи слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей. С этим слоем в центральной зоне печи контактирует слой из монолитной уплотнительной массы, который размещен на слое из электроизоляционных кирпичей. Над слоем из графитовых кирпичей, расположенных у стенки печи, размещен слой из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, аналогичных слою кирпичей, покрывающих днище печи.

Предпочтительно, чтобы монолитная уплотнительная масса состояла из магнезита. Слой из графитовых кирпичей находится в непосредственном контакте с кольцеобразным электропроводником с наружной стороны печи. Предпочтительно, чтобы слой из монолитной уплотнительной массы и слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей были соединены между собой зубчатообразно. Точно так же соединены между собой слой из графитовых кирпичей и слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей. Предпочтительно, чтобы в слой монолитной уплотнительной массы, расположенный в центральной зоне печи, были заделаны трубопроводы для подачи инертного газа для перемешивания и гомогенизации расплава.

Диаметр центральной зоны печи, образованной слоем из монолитной уплотнительной массы, составляет по меньше мере 20% всего диаметра печи. Слой из монолитной уплотнительной массы при нагреве от расплава проходит процесс спекания, в результате чего образуется высокоизносостойкая масса, которая не проводит ток и не включает никаких электрических проводников.

Электропроводящая огнеупорная кирпичная кладка и кольцевая часть кирпичной футеровки, которая состоит из слоя графитовых кирпичей, вместе обеспечивают прохождение тока между анодом и расплавом и обеспечивают соответствующий контакт с расплавом даже при начале охлаждения.

Благодаря спеканию слоя уплотнительной массы, состоящей из магнезита, и благодаря зубчатообразному соединению со слоем из электропроводящих, огнеупорных кирпичей, который состоит из магнезита и углерода, исключается проникновение стали, в частности, в соединение между обеими зонами.

Несмотря на значительно высокую износостойкость, ремонт основания пода печи оказывается необходимым, замена уплотнительной массы в центральной зоне пода является значительно менее трудоемкой, чем замазывание соответствующей кирпичной футеровки известного уровня.

Трубопроводы, подобные применяемым, для перемешивания и гомогенизации расплава, например азотом или аргоном, могут просто заделываться в центральной зоне пода в уплотнительную массу. Предпочтительно, чтобы средства для перемешивания и гомогенизации расплава состояли из непроводящего огнеупорного материала. Установка этих средств в центре подины более благоприятным образом сказывается на их эффективности.

Тот факт, что электропроводящая огнеупорная кирпичная кладка и кольцевая часть, состоящая из графитовых кирпичей, соединены друг с другом в их переходе, обеспечивает хорошую электропроводность.

На чертеже показано продольное сечение электродуговой печи постоянного тока, согласно изобретению.

Электродуговая печь имеет кольцеобразный электропроводник 1, выполненный из меди, который составляет часть анода. Катод 2 размещен в центре печи над расплавом. Непосредственно рядом с электропроводником 1 и в непосредственном электропроводящем соединении с ним находится кольцевая часть кирпичной футеровки, состоящая из слоя 3 графитовых кирпичей К кольцевой части из слоя 3 графитовых кирпичей примыкает другая часть кирпичной футеровки из слоя 4 электропроводящего огнеупорного кирпича. Зоны 3 и 4 соединены друг с другом. Слой 4 из электропроводящего огнеупорного кирпича также выполнен в виде кольца и предпочтительно состоит из углеродистомагнезитных кирпичей. Слой 5 из монолитной уплотнительной массы предпочтительно состоит из магнезита, расположен в центральной части пода, которая находится в непосредственном контакте с расплавом 6. Благодаря зубчатообразному соединению слоя 4 из электропроводящего огнеупорного кирпича и слоя 5 из монолитной уплотнительной массы, достигается плотное соединение обеих слоев. Слой из электроизоляционных кирпичей 7 можно дополнительно установить здесь в качестве перехода, которые вследствие их теплового режима еще больше усиливают вышеназванное соединение. В связи со спеканием магнезита, используемого в качестве уплотнительной массы, проникновение стали в эту критическую переходную зону исключается. На днище печи и над слоем из графитовых кирпичей размещен слой 8 из электроизоляционных огнеупорных кирпичей.

Можно предусмотреть трубопроводы 9 в центральной зоне пода, которые заделывают в уплотнительную массу и через которые можно подавать инертный газ, например азот или аргон, для перемешивания и гомогенизации расплава. Эти трубопроводы могут быть также выполнены из непроводящего и огнеупорного материала.

При более простой конструкции без трубопроводов исключается опасность в случае повреждения подовой зоны, так как в нижней зоне нет дополнительных средств, которые обязательны для работы названной печи.

Если наружный диаметр печи составляет 5,2 м, центральная подовая зона, которая состоит из слоя 5 монолитной уплотнительной массы, имеет диаметр с расширением 2 м. Последний диаметр должен тем не менее охватывать по меньшей мере 20% всего наружного диаметра печи.

Формула изобретения

1. ФУТЕРОВКА ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащая электропроводящую огнеупорную кирпичную кладку и кольцеобразный электропроводник, охватывающий электропроводящую кладку, образующие анод, противоположный расположенному по центру печи катоду, при этом кирпичная кладка состоит из нескольких слоев: слоя из электропроводящего износостойкого огнеупорного кирпича, находящегося в контакте с расплавом, слоя из графитовых кирпичей, который находится в непосредственном контакте с кольцеобразным электропроводником и размещен на слое из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, покрывающих днище печи, а над слоем из графитовых кирпичей, расположенных у стенки печи, размещен слой из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, аналогичных слою кирпичей, покрывающих дднище, отличающаяся тем, что слой из графитовых кирпичей размещен по кольцу только с зоне стенки печи, к нему примыкает направленный радиально внутрь печи слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей, а с ним в центральной зоне печи контактирует слой из монолитной уплотнительной массы, который размещен на слое из электроизоляционных кирпичей.

2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что слой из монолитной уплотнительной массы по меньшей мере в значительной степени состоит из магнезита.

3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что слой из монолитной уплотнительной массы и слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей соединены между собой зубчатообразно.

4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что в переходе между слоем из электропроводящих огнеупорных кирпичей и слоем из монолитной уплотнительной массы размещен дополнительный слой из электроизоляционных кирпичей.

5. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что слой из графитовых кирпичей и слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей соединены между собой зубчатообразно.

6. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что слой монолитной уплотнительной массы, расположенный в центральной зоне печи, заделаны трубопроводы для подачи инертного газа для перемешивания и гомогенизации расплава.

7. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что диаметр центральной зоны печи, образованной слоем из монолитной уплотнительной массы, составляет по меньшей мере 20% всего диаметра печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1