Способ ремонта футеровки конвертера

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессу ошлакования огнеупорной футеровки конвертера и нанесения на нее гарнисажа для повышения стойкости. Изобретение позволяет повысить производительность, качество нанесения гарнисажа на футеровку конвертера и ее стойкость. Способ ремонта футеровки конвертера включает подачу в конвертер в процессе продувки расплава кислородом извести, слив расплава из конвертера в сталеразливочный ковш с оставлением в конвертере шлака. После слива расплава конвертер устанавливают в вертикальное положение, опускают в конвертер фурму и продувают оставшийся в нем шлак кислородом с расходом 1,5 - 4,0 м³/мин·т расплава в предыдущей плавке в течение 5-30 с. Фурму в процессе продувки кислородом устанавливают по высоте рабочей полости конвертера на расстоянии от уровня спокойной ванны расплава в предыдущей плавке, равном 5 - 50 калибров сопел фурмы. Затем подачу кислорода прекращают, поднимают фурму и подают в конвертер необожженный доломит с фракцией 5-50 мм с расходом, определяемым по зависимости М = (0,05 - 0, 15) · Н; где М - расход доломита, т/т расплава в предыдущей плавке в конвертере; Н - расход извести в процессе выплавки в предыдущей плавке, т/т расплава; (0,05-0,15) - эмпирический коэффициент, учитывающий физико-химические закономерности увеличения объема оставшегося в конвертере шлака после подачи в конвертер доломита и закономерности изменения его вязкостных свойств, безразмерный. После ввода доломита конвертер периодически 2 - 6 раз наклоняют в противоположные стороны на угол 60 - 70^o с выдержкой в каждом наклонном положении в течение 0,1 - 5,0 мин и наносят гарнисаж на футеровку конвертера. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессу ошлакования огнеупорной футеровки конвертера и нанесения на нее гарнисажа для повышения стойкости футеровки.

Наиболее близким по технической сущности является способ ремонта футеровки конвертера, включающий подачу в конвертер в процессе продувки расплава кислородом извести, слив расплава из конвертера в сталеразливочный ковш с оставлением в конвертере шлака, присадку на него доломита, последующий периодический наклон конвертера в противоположные стороны и нанесение на его футеровку гарнисажа.

Недостатком известного способа является недостаточная производительность и эффективность процесса нанесения гарнисажа или ошлакования футеровки конвертера. Это объясняется тем, что в известном способе не обеспечивается нанесение гарнисажа на всю поверхность футеровки, т.к. жидкий шлак при подъеме конвертера в вертикальное положение стекает со стенок его футеровки. При наклоне конвертера жидкий шлак покрывает не всю поверхность его футеровки.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и качества нанесения гарнисажа на футеровку конвертера и повышения ее стойкости.

Указанный технический эффект достигается тем, что способ ремонта футеровки конвертера включает подачу в конвертер в процессе продувки расплава кислородом извести, слив расплава из конвертера в сталеразливочный ковш с оставлением в конвертере шлака, присадку на него доломита, последующий периодический наклон конвертера в противоположные стороны и нанесение на его футеровку гарнисажа.

После слива расплава конвертер устанавливают в вертикальное положение, опускают в него фурму и продувают оставшийся в нем шлак кислородом с расходом 1,5 - 4,0 м³ мин·т расплава в предыдущей плавке в течение 5 - 30 с, при этом фурму в процессе продувки кислородом устанавливают по высоте рабочей полости конвертера на расстоянии от приблизительно спокойной ванны расплава в предыдущей плавке, равном 5 - 50 калибров сопел фурмы, затем прекращают подачу кислорода, поднимают фурму и подают в конвертер необожженный доломит с фракцией 5 - 50 мм с расходом, определяемым по зависимости M = (0,05 - 0,15)·H; где M - расход доломита, т/т расплава в предыдущей плавке конвертера; H - расход извести в процессе выплавки в предыдущей плавке, т/т расплава; (0,05 - 0,15) - эмпирический коэффициент, учитывающий физико-химические закономерности увеличения объема оставшегося в конвертере шлака после подачи в конвертер доломита и закономерности изменения его вязкостных свойств, безразмерный, и периодически примерно 2 - 6 раз наклоняют конвертер в противоположные стороны на угол 60 - 70^o с выдержкой в каждом наклонном положении в течение 0,1 - 5,0 мин.

Повышение производительности и эффективности процесса нанесения гарнисажа на футеровку конвертера будет происходить вследствие распыления оставшегося шлака при помощи кинетической энергии струи кислорода, выходящего из сопел подвижной фурмы. При этом капли шлака равномерно распределяются по поверхности футеровки рабочей емкости конвертера. Стойкость футеровки конвертера будет повышаться вследствие нанесения равномерного шлака на всю поверхность. При взаимодействии струй кислорода со шлаком его капли приобретают кинетическую энергию, достаточную для обеспечения прочного прилипания капель шлака к футеровке конвертера.

Кроме того, вследствие подачи в шлак необожженного доломита образуется конечный шлак с повышенным до 8 - 11% содержанием MgO. В этих условиях полученный после продувки шлак вспенивается, увеличивает свой объем в 2 - 4 раза и налипает на стенки футеровки. Благодаря этому происходит ремонт локальных участков и всей поверхности футеровки конвертера. Продувка шлака кислородом обеспечивает интенсивное образование пузырьков CO, образующихся при сгорании оставшегося в шлаке углерода. Последнее увеличивает интенсивность вспенивания шлака после подачи в него доломита.

Диапазон значений расхода кислорода в пределах 1,5 - 4,0 м³/мин·т расплава в предыдущей плавке объясняется физико-химическими закономерностями образования окиси углерода при его сгорании. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая интенсивность образования пузырьков CO. При больших значениях будет происходить перерасход кислорода без дальнейшей интенсификации образования пузырьков CO.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон значений времени продувки шлака кислородом в пределах 5-30 с объясняется физико-химическими закономерностями сгорания углерода, оставшегося в шлаке после выпуска плавки из конвертера. При меньших значениях не будет образовываться необходимый объем окиси углерода, а также вязкость шлака не будет соответствовать необходимым значениям. При больших значениях будет происходить перерасход кислорода, а вязкость шлака будет превосходить допустимые значения.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон значений высоты установки фурмы над уровнем спокойной ванны расплава в предыдущей плавке в пределах 5 - 50 калибров сопел фурмы объясняется физико-гидравлическими закономерностями распыления шлака. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая интенсивность образования и выделения окиси углерода. При больших значениях будут происходить выносы шлака из горловины конвертера.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон значений фракции присаживаемого доломита в пределах 5 - 50 мм объясняется закономерностями ввода доломита в горловину конвертера. При меньших значениях будет происходить распыление большей части доломита в окружающую среду. При больших значениях будет происходить снижение интенсивности и увеличение времени усвоения доломита в шлаке и его вспенивания.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон эмпирического коэффициента в пределах 0,05 - 0,15 объясняется физико-химическими закономерностями увеличения объема и вспенивания шлака после присадки доломита. При меньших значениях не будет обеспечиваться увеличение объема шлака до необходимых величин. При больших значениях будет происходить перерасход доломита без дальнейшего увеличения объема вспененного шлака.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон значений числа наклонов конвертера в противоположные стороны в пределах 2 - 6 раз объясняется физико-химическими закономерностями взаимодействия вспененного шлака с футеровкой конвертера. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая толщина слоя гарнисажа на стенках футеровки. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. при этом не будет увеличиваться толщина гарнисажа.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон значений угла наклона конвертера на угол в пределах 60 - 70^o объясняется необходимостью создания гарнисажа на большей части поверхности футеровки. При меньших значениях слоем гарнисажа будет покрываться недостаточная площадь футеровки, а также возможно его стекание с футеровки. При больших значениях возможен вынос вспененного шлака из горловины конвертера.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Диапазон времени выдержки конвертера в каждом наклонном положении в пределах 0,1 - 5,0 мм объясняется физико-химическими закономерностями образования гарнисажа на поверхности футеровки конвертера. При меньших значениях толщина слоя гарнисажа будет недостаточной. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. при этом не происходит дальнейшее увеличение толщины слоя гарнисажа.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от емкости конвертера.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "Изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ ремонта футеровки конвертера осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе выплавки стали в конвертере сплав продувают сверху через фурму кислородом, а также подают в процессе продувки шлакообразующие материалы, в том числе известь. После окончания продувки фурму поднимают вверх, наклоняют конвертер, выпускают из него сталь с оставлением в конвертере жидкого шлака. После этого конвертер устанавливают в вертикальное положение и через его горловину вводят фурму, через которую подают кислород с расходом 1,5 - 4,0 м³/мин·т расплава в предыдущей плавке в течение 5 - 30 с. При этом фурму в процессе продувки кислородом устанавливают по высоте полости конвертера на расстоянии от уровня спокойной ванны расплава в предыдущей плавке, равном 5 - 50 калибров сопел фурмы. По истечении указанного времени прекращают подачу кислорода, поднимают фурму и подают в конвертер необоженный доломит с фракцией 5 - 50 мм с расходом, определяемым по зависимости M = (0,05 - 0,15)·H; где M - расход доломита, т/т расплава в предыдущей плавке в конвертере;
H - расход извести в процессе выплавки расплава в предыдущей плавке, т/т расплава;
(0,05 - 0,15) - эмпирический коэффициент, учитывающий физико-химические закономерности увеличения объема при вспенивании оставшегося в конвертере шлака после подачи в него доломита и закономерности изменения его вязкостных свойств, безразмерный.

При продувке шлака кислородом происходит выделение пузырьков окиси углерода, образующихся при окислении углерода, оставшегося в шлаке. При последующей подаче в шлак необходимого количества доломита вследствие физико-химических реакций происходит вспенивание шлака и значительное увеличение его объема, при этом достигается необходимая вязкость шлака для устойчивого его прилипания к футеровке.

После подачи доломита и вспенивания шлака конвертер периодически 2 - 6 раз наклоняется в противоположные стороны на угол 60 - 70^o с выдержкой в каждом наклонном положении в течение 0,1 - 5,0 мин.

При наклоне конвертера с увеличенным объемом вспененного шлака значительно увеличивается площадь поверхности футеровки конвертера, на которую наносится слой гарнисажа, в том числе по высоте конвертера и в его диаметральной плоскости.

В таблице приведены примеры осуществления способа ремонта футеровки конвертера с различными технологическими параметрами.

В примере 1 вследствие малых значений технологических параметров не обеспечивается необходимая толщина гарнисажа на поверхности футеровки. При этом уменьшается общая необходимая для ремонта площадь поверхности футеровки конвертера сверх допустимых значений. Кроме того, не обеспечивается вязкость шлака, необходимая для надежного его прилипания к футеровке.

В примере 5 вследствие больших значений технологических параметров происходят выносы вспененного шлака из конвертера, происходит перерасход кислород и доломита, увеличивается время на процесс ремонта футеровки конвертера. Кроме того, вязкость шлака имеет значения, превышающие допустимые значения, что не обеспечивает надежного сцепления с футеровкой.

В оптимальных примерах 2 - 4 вследствие необходимых параметров расходов кислорода и доломита с учетом расхода извести в предыдущей плавке, а также числа наклонов конвертера и его выдержки в этом положении обеспечиваются необходимые параметры толщины слоя гарнисажа на поверхности футеровки конвертера, его вязкости и сцепления с футеровкой, а также величины площади поверхности футеровки конвертера, покрываемой слоем гарнисажа.

Применение изобретения позволяет повысить производительность процесса ремонта футеровки конвертера на 10 - 15% и увеличить ее стойкость на 5 - 8%.

Формула изобретения

Способ ремонта футеровки конвертера, включающий подачу в конвертер в процессе продувки расплава кислородом извести, слив расплава из конвертера в сталеразливочный ковш с оставлением в конвертере шлака, присадку на него доломита, последующий периодический наклон конвертера в противоположные стороны и нанесение на его футеровку гарнисажа, отличающийся тем, что после слива расплава конвертер устанавливают в вертикальное положение, опускают в него фурму и продувают оставшийся в нем шлак кислородом с расходом 1,5 - 4,0 м³/мин · т расплава в предыдущей плавке в течение 5 - 30 с, при этом фурму в процессе продувки кислородом устанавливают по высоте рабочей полости конвертера на расстоянии от уровня спокойной ванны расплава в предыдущей плавке, равном 5 - 50 калибров сопел фурмы, затем прекращают подачу кислорода, поднимают фурму и подают в конвертер необожженный доломит с фракцией 5 - 50 мм с расходом, определяемым по зависимости
M = (0,05 - 0,15) · H,
где M - расход доломита, т/т расплава в предыдущей плавке конвертера;
H - расход извести в процессе выплавки расплава в предыдущей плавке, т/т расплава;
(0,05 - 0,15) - эмпирический коэффициент, учитывающий физико-химические закономерности увеличения объема оставшегося в конвертере шлака после подачи в конвертер доломита и закономерности изменения его вязкостных свойств, безразмерный,
и периодически 2 - 6 раз наклоняют конвертер в противоположные стороны на угол 60 - 70^o с выдержкой в каждом наклонном положении в течение 0,1 - 5,0 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1