Creșterea rezistenței căptușelii convertizoarelor: materiale refractare, metode tehnologice.
Ph.D. Axelrod L.M. Laptev A.P. Ustinov V.A. Gerashchuk Yu.D. (Grupul Magnezit)
Producția de oțel convergent în Rusia și Ucraina, după cum se știe, va fi principala metodă de producție a oțelului în următorii ani. Reducerea costului unitar al materialelor refractare pe tonă de oțel astăzi și în viitor va rămâne cea mai importantă sarcină cu care se confruntă producția.
Aceasta este o problemă complexă, multifactorială, în soluția căreia contribuie tehnologia - atât pentru refractare, cât și pentru metalurgiști. Cei care dezvoltă tehnologie și fabricarea de materiale refractare, dezvoltarea de proiectare căptușeală, executa lucrari de căptușire, exploata convertor și să asigure condițiile de funcționare în condiții de siguranță, inclusiv îngrijirea căptușelii.
Grupul Magnezit a acumulat o experiență semnificativă în toate componentele menționate, luând în considerare experiența specialiștilor tehnici ai întreprinderilor metalurgice.
Compania furnizează un set complet de materiale refractare pentru căptușirea convertoarelor fabricate la întreprinderile Grupului din Rusia, precum și în China, Germania și Slovacia (Tabelul 1).
Un set de materiale refractare pentru căptușeala convertizoarelor și întreținerea căptușelilor în timpul funcționării acestora include:
- o gamă largă de produse periclaz-carbon bazate pe periclase fuzionate de diverse calități;
- Mase pentru îmbinarea fundului cu conul inferior;
- Articole refractare gaura robinet, inclusiv un periclaz dintr-o bucata-notch ca compoziția izostatice de turnare și, desigur, produse de sex feminin, mortare de construcție și masă pentru vindecarea zonele din apropierea crestătura;
- masă de beton descărcată dintr-un beton semi-uscat;
- fluxuri de compoziții diferite pentru reglarea compoziției de zgură în convertor;
- flotoare (darts) pentru tăierea zgurii.
În tehnoprotsesse capitală și posibilitatea de dozare precisă și amestecarea calității lot, se preferă vysokorostnym amestecătoare tip «Eirich» și turnarea unui mod predeterminat, la o anumită presiune specifică în fiecare etapă de comprimare, tratamentul termic și posibilitatea de produse de calitate.
Folosind calitatea materiilor prime necesare, metode tehnologice avansate au permis posibilitatea de fabricare a diferitelor clase periclaz orientate pentru a primi rezistența necesară a căptușelii în zonele sale specifice refractare semnificativ diferite caracteristici de servicii [2].
Pe baza cunoscute cererile de convertoare de operare și experiențe în aplicarea de materiale refractare, inginerie periclaza Grupuri abordare de design format. Această aplicație într-un singur lucru Plăcuțele OKATO, periclaz căptușirea diferențierea pe zone: conul superior, de încărcare de scurgere din metal, buzunare povalochnyh și știfturi scări de zonă și de jos - care a rezolvat problema si nuturi distribuției tensiunilor în linie, etc.
Centrul de cercetare al Grupului evaluează calitatea produselor refractare produse și produse în serie cu 10 parametri, fără a mai menționa monitorizarea atentă a calității materiilor prime.
Cel mai important rol jucat de geometria produselor convertizor, aderența la toleranțe, care este atent monitorizată, în plus, în partea de jos convertor, dacă este necesar, sub asamblare banc pe o companie refractar înainte de livrare către consumator, este deosebit de important pentru partea de jos a căptușelii folosind fundul purjare (Figura 2).
După cum se știe, frecvența înlocuirii blocurilor aeriene afectează atât stabilitatea convertorului, cât și performanța programului de producție. Împreună cu găuri prefabricate robinet letochnyh compoziția periclaz a blocurilor din kit pot fi oferite de asemenea monoletka - periclaz compoziția produsului care formează o lungime de 1600 mm hidrostatice. Rezistența unui monolit la 200 de topiți (date despre convertoarele de 350-375 tone).
Metodele de îngrijire a căptușelii convertizorului și eficiența diferitelor măsuri depind într-o mare măsură de condițiile de funcționare ale convertizorului, de problemele de stabilitate care sunt stabilite de producție. Măsurile de îngrijire a căptușelii pot fi împărțite în două grupe principale:
I. Măsuri preventive de conservare a căptușelii în stare de funcționare:
1. Utilizarea shotcrete pe întreaga suprafață a rezistenței scăzute a maselor căptușire cu un consum ridicat de material refractar, inclusiv torță de pulverizare (CIS prezente într-un număr de plante în Japonia este larg răspândită).
2. Optimizați conținutul de MgO din zgură pentru a stinge procesul de dizolvare a căptușelii de conversie a MgO-C în zgură.
3. zgură Vârtej după scurgere de metal din convertizor (astăzi folosi cu succes OJSC "NLMK", SA "ZSMK", OJSC "MMK", SA "Severstal", etc.). Operațiunea atrage simplitatea execuției, operația timp de 3-4 minute, folosind o lance de oxigen (mai puțin lance speciale), la o presiune specifică a azotului în sistem și este necesară pentru a forma compoziția optimă a zgurii, pentru a forma o margine stabilă. De obicei, suflarea se face prin 1-2 melodii.
II. Efectuarea reparațiilor la cald a secțiunilor individuale ale căptușelii pe măsură ce acestea se epuizează:
1. Sudarea în zone de uzură intensă, de obicei în zona de încărcare a resturilor și pe partea scurgerii. Sudura sub formă de brichetă este turnată din ambalaj în locul problemei, se "răspândește" sub influența temperaturii ridicate a căptușelii și umple zona reparată. Stabilitatea sudării atunci când această operație este efectuată corect ajunge la 100 de topiri.
2. Masele care se auto-curg sunt reparate.
3. pulverizare beton semi-uscat este utilizat pentru a repara aproape orice zonă, operația durează mai puțin timp decât pe bază de gelatină, restaurat Gunning căptușeală are o rezistență mai mică - până la 40 de încălziri, dar vă permite să fie mai selectiv, pentru a repara (la SA „Severstal“ prin torță aplicabilă pulverizare) .
Practica existentă de utilizare a carbonului periclase, a periclazei, a produselor cu conținut de dolomită ca material de sudură are, desigur, un efect pozitiv. În mod semnificativ mai eficient este utilizarea materialelor magnezian-carbon dezvoltate "cu auto-curgere" special dezvoltate. Acesta este un material de reparații termorezistente cu căptușeală rezistentă la căldură, care are o rezistență adezivă, un indicator important fiind și minimizarea timpului de întărire după încărcarea în convertizor.
După cum se știe, compoziția chimică a zgurii de convertizor în diferite faze ale procesului de conversie diferă și rata de distrugere a căptușelii variază. Cea mai mare rată de distrugere a căptușelii este observată în timpul formării zgurii cu bazicitate de CaO / SiO2 = 1,0-1,5 și oxidare înaltă (până la 30% FeO). Prin urmare, este necesară formarea zgurii la prima perioadă de purjare, care are concentrația maximă de MgO pentru aceste condiții de temperatură, care este mai aproape de saturație (Figura 3). Pentru a crește conținutul de MgO în zgură, utilizarea fluxurilor de magnezie este eficientă.
Studiile privind cinetica procesului de saturare a zgurii cu oxid de magneziu în modelarea interacțiunea materialului refractar MgO-C atunci când se administrează magnezie flux, a arătat o încetinire semnificativă a ratei de sosire a oxidului de magneziu în zgură, și anume - o 2-2,25 ori.
Există în mod evident o tendință de a reduce tranziția oxidului de magneziu din căptușeală la zgură, cu o creștere a gradului de saturație a zgurii de MgO. Desigur, în condiții reale există o problemă de distribuție uniformă a dizolvării MgO în întregul volum al zgurii, motiv pentru care solubilitatea instantanee a materialului magnezian în zgură joacă un rol atât de important.
In ultimii 3-4 ani, grupul se dezvoltă rapid producția de magnezit de materiale de specialitate pentru a îmbunătăți aplicarea structurii de bază a materialelor refractare în convertoarelor, cuptoare cu arc electric, polonice de otel (Tabelul 3). Trebuie remarcat faptul că aceste evoluții au loc în colaborare cu specialiștii Institutului Ural a Metalelor și un număr de întreprinderi metalurgice.
Teoria și practica topirii oțelului sub zgură îmbogățită cu MgO este realizarea ideii de formare a zgurii în regiunea de saturație a MgO; Zgurii din această compoziție au un efect mai puțin agresiv asupra căptușelii refractare a convertizorului. O propunere bine cunoscută este realizată din teoria termodinamicii metalurgice că nu există interacțiune la interfața a două faze în cazul unei concentrații egale a componentei difuzate și a concentrației de saturație. Conform [5], concentrația de MgO în zgurii reali este întotdeauna de 1,2-1,3 ori mai mică decât concentrația de saturație.
Sistemul de zgură Real necesită pentru a ajunge la saturație zgură oxid de magneziu de la 20 la 35 de minute, folosind, de exemplu, pulbere de magnezie, dar de data aceasta, practic, nici o problemă este rezolvată prin aplicarea digerabil, legkorastvoryayuschihsya în fluxuri de zgură.
Dezvoltat, așa cum este bine cunoscut, în zgură SUA suflare într-o tehnologie BOF constă în suflă un azot de înaltă presiune (14 MPa ÷ 8) prin tuyere superioară, la o rată de 600 ÷ 1200m3 / min, cu scopul de pulverizare zgura de pe suprafața captuseala. Acest strat refractar sinterizat previne refractarelor direct de legătură captuseala cu metalul topit și zgura în timpul insuflării oxigenului din metal, prevenind astfel oxidarea carbonului și eroziunea refractarelor periclaz.
După cum arată practica, în absența unei compoziții chimice optime a zgurii lichide, atunci când se suflă această zgură formată efectiv în convertor, operația poate să nu fie suficient de eficientă.
Se demonstrează că pentru formarea unui craniu eficient împotriva focului cu o grosime suficientă la suflarea zgurii finale, trebuie respectate o serie de condiții. Una dintre ele este necesitatea de a reduce vâscozitatea zgurii în timpul operației de suflare. Se crede că prezența solidelor în zgură într-o cantitate de aproximativ 30% reduce vâscozitatea zgurii heterogene permițând în același timp de zgură topită și răspândirea de-a lungul mucoasei, dar, de asemenea, încetini procesul. În același timp, aceasta ar trebui să se limiteze cantitatea de material refractar în faza de zgură, pentru a evita zgura peletizare, reducându-se astfel adeziunea zgurei la mucoasa până când este detașat de căptușeală. În al doilea rând, este necesar să se aibă în zgura suflată o anumită fracțiune de ferită de magneziu cu un punct de topire peste 17500C.
Se arată că utilizarea fluxului magnezie - granule samoraspadayuschihsya (SMG-10C „Compact“) - are ca efect creșterea conținutului de MgO în zgură înainte de a fi suflat în același timp reducând vâscozitatea și spumare datorită formării intense de gaz la contactul cu zgura fierbinte în convertizor (furnizat zgură într-o cantitate de 1-2 kg per tonă de zgură, în funcție de concentrația FeO) crește substanțial rezistența convertorului garnitură [7].
În termeni reali alegerea compoziției de fază a zgurii este individuală, prin urmare, a dezvoltat și implementat la combina tehnologia flexibilă „magnezit“, dezvoltate și utilizate cu succes în întreprinderile metalurgice fluxuri magneziene de compoziții diferite (tabelul 3), pe baza sale materii prime proprii de magnezie. Este posibil să se ajusteze cantitatea și calitatea fazelor de topire scăzut în flux, în condițiile specifice de funcționare ale convertorului, aceasta se referă la crearea condițiilor pentru formarea unei anumite cantități de spus feritelor de calciu și brownmillerite și hercynite topirea 14400S și 1415 (Tabelul 3, produse MGF) temperaturi .
Când optimizarea modului de zgură de funcționare a convertorului, în plus față de ajustarea compoziției chimice a zgurii, este necesar să se ia în considerare și alți factori: temperatura de transvazare și, în consecință, temperatura din zgura, zgura din adâncimea vasului și distanța prăjinii de zgură în timpul propulsării. Trebuie remarcat faptul că utilizarea calificată a măsurilor pentru îngrijirea mucoasei convertorului în timpul funcționării nu duce la probleme cu convertorul lănci de jos-suflare jos [4].
Rata de dizolvare a fluxurilor a fost evaluată la SA "Ural Institute of Metals" conform următoarei proceduri. In creuzet din alumină a fost introdus 50 g de compoziție zgură sintetică: 40% CaO, 40% SiO2 și 20% Al2O3, și 0,07% MgO. La 1600-161 ° C, granulele de flux au fost introduse în topitura de zgură și durata dizolvării lor a fost determinată vizual de către cronometru.
Figura 5 prezintă dinamica creșterii producției de fluxuri care conțin magneziu.
Avantajul major al tehnologiei de topire din oțel de zgură magneziene, împreună cu o reducere a uzurii captuseala periclaz, este de a îmbunătăți modul de zgură care evidențiază experții metalurgiști. oxizi de magneziu accelerează dizolvarea varului, prevenind formarea de silicat dicalcic crusta refractare în jurul particulelor de var și de a crește, de asemenea, activitatea de oxid de calciu solubil care interacționează cu o porțiune din oxid de siliciu.
Desigur, există un convertoare de rezistență optimă, care ar trebui să fie legate de beneficiile care decurg din punerea în aplicare a refractarelor de calitate căptușire și aplicarea de măsuri pentru căptușirea de îngrijire cu producția, având în vedere creșterea performanței unitate, și de îngrijire nefuncționare căptușeală, repararea și înlocuirea căptușelii, și costul materialelor refractare [4]. costul estimat Realist în ruble (UAH) ca produse refractare și materiale destinate pentru îngrijirea căptușelii (fluxuri de masă torcret, jeleu) pe tona de produs (oțel brut).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: