Торкрет-смесь для факельного торкретирования металлургических агрегатов

 

Использование: для ремонта футеровки металлургических агрегатов методом факельного торкретирования. Сущность изобретения: торкрет-смесь включает, мас. %: муллитокорундовый порошок 65-80; кокс 15-30; зола-унос ТЭЦ 5-20. Характеристика: коэфициент использования смеси 0,85-0,96; предел прочности при сколе 8,1-9,0 Н/мм²; стойкость в ковше 8-9 плавок. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии ремонта футеровок металлургических агрегатов методом факельного торкретирования.

Известны торкрет-смеси, включающие огнеупорный порошок, углеродсодержащее топливо и добавку, которая, плавясь в топливно-кислородном факеле, обеспечивает приваривание огнеупорного порошка к футеровке. К таким торкрет-смесям относятся: торкрет-смесь, включающая известь, 5-10 мас. доменного шлака и 20-30 мас. кокса [1] К недостаткам таким смесей относятся: ползание покрытия вследствие образования в промежуточном слое между покрытием и футеровкой соединений типа геленита, анортита, кордиерита и сапфирина, температуры плавлений которых близки к температурам работы агрегатов; высокая пористость покрытия вследствие низких температур формирования покрытия; скол покрытий из-за разницы коэффициентов термического расширения и, следовательно, низкая стойкость покрытия.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является торкрет-смесь, мас. кокс 20-30, ставролитовый концентрат 5-10; известь остальное [2] Недостатками данной смеси являются следующие. Во-первых, нанесение на алюмосиликатную футеровку известковых торкрет-смесей, содержащих более 50% свободной извести в высокотемпературном факеле, приводит к образованию алюмосиликатов кальция типа анортита и геленита с температурой плавления около 1500^оС, что недопустимо по условиям работы агрегатов. Образование этих фаз в промежуточном слое приводит к оползанию покрытия с футеровки. Во-вторых, температура алюмосиликатных футеровок существенно ниже температуры основных футеровок метагрегатов, вследствие чего образованное покрытие плохо спекается и имеет высокую пористость, а следовательно, низкие эксплуатационные свойства. Таким образом, стойкость основного покрытия, нанесенного на алюмосиликатные футеровки, значительно ниже, чем того же покрытия, нанесенного на основную футеровку. В-третьих, за счет разницы коэффициентов термического расширения известковых и алюмосиликатных материалов адгезия покрытия низкая и наблюдаются частичные сколы покрытия при термоударах, например наливе расплавленного металла в ковш.

Таким образом, задача повышения стойкости покрытий, повышения адгезии покрытий и коэффициента использования торкрет-смеси остается актуальной.

Это решается тем, что торкрет-смесь для факельного торкретирования металлургических агрегатов, включающая глиноземсодержащий компонент и кокс, в качестве глиноземсодержащего компонента содержит муллитокорундовый порошок и дополнительно золу-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас. муллитокорундовый порошок 65-80 кокс 15-30 зола-унос ТЭЦ 5-20 В качестве муллитокорундового порошка используют молотый лом муллитокорундовых изделий, молотые муллитокорундовые заполнители для бетонных изделий, масс, смесей, покрытий и мертелей.

Зола-унос ТЭЦ является отходом сжигания кокса и имеет следующий состав, мас. SiО₂ 52,8-56,2; Аl₂О₃ 14,8-19,0; Fе₂О₃ 5,3-6,2; СаО 3,7-4,9; МgО 1,9-2,8; R₂О 3,0-3,5; С_своб; 12,06-13,1. Низкая температура плавления золы-уноса ТЭЦ, высокая дисперсность (95% менее 0,1 мм) обеспечивают образование жидкой фазы при торкретировании. Наличие свободного углерода в зоне-уносе ТЭЦ снижает расход топлива, необходимого для получения жидкой фазы.

В качестве топлива используют молотый кокс или коксовую аспирационную пыль установок сухого тушения кокса. Использование муллитокорундового порошка в качестве основы торкрет-смеси в сочетании с добавкой золы позволяет получить покрытие, аналогичное по составу с футеровкой и сходными физико-техническими свойствами.

Приготовление торкрет-смеси заявляемого состава производят путем измельчения исходных компонентов до крупности, обеспечивающей проход 90 мас. порошка через сито N 01, например трубной мельнице, и последующего смешения компонентов в смесителях любого типа, либо путем совместного помола компонентов до прохода через сито N 01 до 90 мас. на агрегатах типа трубных мельниц, дезинтеграторов или десимембраторов.

Практические испытания заявляемой торкрет-смеси проводили на огневом стенде в лабораторных условиях и при факельном торкретировании алюмосиликатной футеровки 350-т сталеразливочных ковшей конвертерного цеха Череповецкого металлургического комбината.

Составы опробованных торкрет-смесей приведены в табл.1. На образцах покрытий определяли огнеупорность по ГОСТ 4069-69, открытую пористость по ГОСТ 2409-80, коэффициент использования торкрет-смеси по отношению массы покрытия к массе торкрет-смеси с учетом сгорания топлива, прочность сцепления с футеровкой по величине предела прочности при сколе при угле расклинивания 60^о.

Основные характеристики покрытий приведены в табл.2.

Из табл. 2 видно, что составы 1-3 обладают высокими техническими свойствами, что обусловлено использованием в составе торкрет-смеси муллитокорундового порошка в сочетании с золой-уносом ТЭЦ и коксом.

При содержании кокса менее 15 мас. температура факела недостаточно высока и образования плотноспеченного покрытия не происходит. Повышение содержания кокса свыше 30% приводит к тому, что часть кокса не успевает сгорать в результате кратковременного процесса теркретирования и догорает в покрытии, увеличивая тем самым его пористость. Как видно из табл.2, при изменении содержания муллитокорундового порошка в указанных пределах 65-80 мас. основные характеристики покрытий близки.

В то же время при содержании муллитокорундового порошка ниже 65 мас. и, соответственно, избыточном количестве легкоплавкой зоны и кокса большинство характеристик ухудшается, что связано с образованием большого количества стеклофазы и оползанию покрытия.

При повышении содержания муллитокорундового порошка выше 80% снижается коэффициент использования торкрет-смеси из-за недостатка легкоплавкой жидкой фазы.

Формула изобретения

ТОРКРЕТ-СМЕСЬ ДЛЯ ФАКЕЛЬНОГО ТОРКРЕТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ, включающая глиноземсодержащий компонент и кокс, отличающаяся тем, что в качестве глиноземсодержащего компонента она содержит муллитокорундовый порошок и дополнительно золу-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Муллитокорундовый порошок - 65 - 80 Кокс - 15 - 30 Зола-унос ТЭЦ - 5 - 20

РИСУНКИ

Рисунок 1