Разливка стали в изложницы

Монолитные футеровки ковша

Существенно сократить трудовые затраты и механизировать процесс изготовления футеровки рабочего слоя ковшей позволяет изготовление его монолитным, из более дешёвых материалов. Монолитная футеровка изготавливается пескомётной набивкой, трамбованием, литьём, торкретированием, вибрационным уплотнением и виброударным формованием. Выбор способа изготовления рабочего слоя футеровки ковша определяется наличием и стоимостью необходимого оборудования и соответствующих материалов. За последние годы значительное распространение получает набивная и наливная футеровка с использованием сравнительно недорогих огнеупорных материалов.

Кислая набивная футеровка рабочего слоя изготавливается из увлаж-нённой до 8-10% массы на основе полужирного песка, содержащего не менее 92% SiO2 и 3-5%Al2O3. В качестве связующего и для предотвращения смерзания сверх 100% добавляют 1-2% Р2О5 в виде ортофосфорной кислоты. Основная набивная футеровка рабочего слоя изготавливается из масс, содержащих 58-60% MgO, 18-20 % Сr2O3, до 7%Al2O3 и 6% SiO2. Связкой служат растворы сернокислой магнезии и лингосульфоната в соотношении 1: (1-2).

Для набивки используют различные типы машин, например, типа "Орбита", рис. 8.4. Они обладают высокой производительностью. Так при производительности пескомётной головки 40м3/ч два человека формируют рабочий слой из кварцевой футеровки 350 т ковша толщиной 250 мм внизу и 200 мм вверху за 40 мин. При этом пескомётная головка движется по радиусу ковша на специальной вращающейся платформе, а рабочий слой формируется с помощью стационарного или подвижного шаблона, вращающегося со скоростью движения платформы. Для повышения механической прочности и шлакоустойчивости верхняя часть футеровки в несколько рядов выкладывается из кирпича ШКУ-32. На границе стыка набивных стен и днища также выкладывается кольцо из формованных огнеупоров для предотвращения разрушения его первыми порциями выпускаемого металла и при удалении настылей.

Схема машины Орбита для футеровки ковшей

Рисунок 8.4 – Схема машины «Орбита» для футеровки ковшей: 1 – портал; 2 – питатель массы; 3 – бункер с массой; 4 – привод для штанги; 5– полая штанга; 6 – поворотный привод платформы; 7 – транспортер для подачи массы; 8 – поворотная плат-форма; 9 – ковш; 10 – пескометная головка; 11 – механизм радиального перемещения; 12 – формирующий упор

К недостаткам набивных способов изготовления футеровок относятся низкая стойкость пескомётной головки, необходимость изготовления громоздкой машины для каждой вместимости ковша и задалживание значительных площадей в цехе для установки крупногабаритных машин.

Наливные монолитные футеровки рабочего слоя ковшей изготовляют из жаропрочных бетонов. Обычно это кремнезёмистые жидкоподвижные самотвердеющие массы, состоящие из наполнителя, отвердителя и связующего вещества. Огнеупорным наполнителем служат молотые кварциты или кварцевые пески, содержащие не менее 97% SiO2. Для обеспечения необходимой плотности количество тонкомолотой фракции с размером зёрен до 0,5 мм должно быть не менее 97%. Сверх 100 % сухой массы добавляют 20-25% связующего - водного раствора жидкого стекла плотностью 1,12-1,15 г/см3. Для повышения огнеупорности и термостойкости массы в неё добавляют 5-10% графита, что снижает смачиваемость футеровки расплавом.

Масса готовится в типовой установке, состоящей из смесителя, шнековых дозаторов, бункеров для хранения исходных компонентов, а также узла для приготовления, подачи и дозирования жидкого стекла. Для изготовления на-ливной футеровки ковш устанавливается в ремонтную яму на поворотную платформу с приводом рис. 8.5. В него устанавливается сваренный из листовой стали шаблон с окрашенной рабочей поверхностью масляно-графитовой смесью, которая предотвращает прилипание бетона. Зазор между шаблоном и арматурным слоем заполняется в течение 35-60 мин непрерывно готовящейся массой с помощью течки-желоба.

Установка для заливки футеровки сталеразливочных ковшей

Рисунок 8.5 – Установка для заливки футеровки сталеразливочных ковшей: 1 – центрирующее устройство; 2 – шаблоны; 3 – ковш.

При этом может вращаться платформа с ковшом со скоростью 0,5-1,0 об/мин или применятся вращающийся желоб при неподвижном ковше. Затвердевает масса за 50-60 мин, после чего извлекают шаблон и укладывают 5-6 слоёв шлакового пояса кирпичом. Через 1,5-2 часа выдержки ковш устанавливают на стенд для сушки.

Преимуществом наливных футеровок, позволяющим на 80% механизировать огнеупорные работы и существенно снизить их стоимость, является использование компактного и недорогого оборудования, занимающего гораздо меньше площади, чем "Орбита". Однако при этом удлиняется ремонт, так как требуется дополнительное время для твердения массы. Кроме того, необходим парк шаблонов, площадь для их хранения и обслуживания, а также время для установки их в ковше.

Стойкость рабочего слоя футеровки из алюмосиликатных огнеупоров формованных и наливных составляет 10-15 плавок, а набивных до 20 плавок. Основная футеровка служит 18-35 плавок, а глинозёмистая из формованных огнеупоров 18-30, из набивных 12-22 налива. Замена рабочего слоя футеровки производится после износа его до 70% от первоначальной толщины кирпичной кладки и до остаточной толщины монолитной футеровки 25-30мм. К основным технологическим и организационным факторам, влияющим на стойкость футеровки ковшей относятся температура металла, состав металла и шлака, количество шлака в ковше, продолжительность пребывания металла в ковше, продолжительность и способ внепечной обработки, а также режим эксплуатации ковшей. Увеличение температуры металла только на один oС снижает стойкость шамотной футеровки шлакового пояса на 3-4 налива. Если её повышают на 30-70oС, например, при непрерывной разливке или внепечной обработке, то футеровку этого участка необходимо выполнять из более стойких периклазохромитовых огнеупоров. Замена шлака теплоизоляционными засыпками в 3 раза увеличивает стойкость огнеупоров шлакового пояса. С увеличением содержания углерода, а также с уменьшением окисленности и толщины слоя шлака в ковше стойкость футеровки повышается. Более чем в 2 раза снижается стойкость футеровки при вакуумировании стали в ковше. Обязательными условиями для ос-новных и глинозёмистых огнеупоров является поддержание температуры между плавками в пределах 800-1000oС, а перед приёмом металла 1000-1200oС. Для этого ковши оборудуют теплоизоляционными крышками, футеровку подогревают горелками и увеличивают оборачиваемость ковшей.

Промежуточные ремонты футеровки торкретированием позволяют повысить её стойкость на 30-50%, но при этом следует учитывать возможность повышения в металле содержания неметаллических включений. Торкретирование повышает уровень механизации, снижает трудоёмкость работ и расход дорогостоящих огнеупоров.

В процессе торкретирования на изношенную футеровку механизированным способом наносится торкрет-масса. Различают пульповое, полусухое и факельное торкретирование с использованием соответственно огнеупорных порошков затворённых на воде, увлажняемых в сопле распылителя и размягчаемых в факеле горелки. Для установок ковшевого типа наибольшее применение находит способ торкретирования полусухими основными или высокоглинозёмистыми массами. При факельном торкретировании возникают затруднения с отводом большого количества газа. Облегчается нанесение покрытий из порошка, разогреваемого в газокислородной или плазменной горелке.

Ремонты, связанные с полной или частичной заменой футеровки подразделяют на большой холодный, средний холодный и горячий ремонт. В первом случае один-два раза в год полностью или частично заменяют арматурный ряд кирпича и полностью меняют кладку днища и рабочего слоя. При среднем холодном ремонте полностью заменяют кладку рабочего ряда днища и рабочий слой стен ковша. На горячем ремонте заменяют кладку верхнего ряда днища, ставят новый гнездовой кирпич, при необходимости заменяют нижние кольца рабочего ряда стен, заделывают местные прогары и разрушения отдельных кирпичей рабочего ряда стен. Для удаления износившейся футеровки рабочего слоя стен применяются специальные машины. Облегчается её удаление при закладке соответствующей арматуры на границе с арматурным слоем.

После полной или частичной замены огнеупорной кладки и установки стакана сталеразливочные ковши сушат ещё до установки стопора. Стенды для сушки ковшей оборудуют специальными устройствами, состоящими из коксогазовой или мазутной горелки, футерованной крышки-зонта и приспособления для её транспортировки и установки. Режим сушки ковшей регламентируется с учётом конкретных производственных условий. Футеровка ковша должна быть хорошо просушена, а поверхностные слои рабочего слоя прогреты до 800-900oС. Косвенным показателем для прекращения обогрева футеровки при сушке является подъём температуры кожуха ковша примерно до 40oС, что легко фиксируется прикосновением руки. Продолжительность сушки среднего по вместимости ковша составляет около 30час после большого и около 15 час. после среднего ремонта.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ