Современные огнеупоры и эффективность их применения при производстве и разливке стали
  Доклад №7

Комплексные альтернативные решения для сталеразливки в металлургическом и литейном производствах

А. Г. Головко, Е. И. Гордеев, Д. И. Жилин, В. И. Золотухин, Д. А. Провоторов, НПП «Вулкан-ТМ», Тула (Россия)

УДК 621.746

Рассмотрены этапы развития деятельности научно-производственного предприятия «Вулкан-ТМ» (г. Тула, Россия) и основные разработки для металлургического и литейного производств. Особое внимание уделено новейшей разработке фирмы – шиберному затвору серии ВТ-60/80 для ковшей емкостью до 160 т, рассмотрены преимущества использования сталеразливочных систем серии ВТ60/80.

Ключевые слова: шиберная керамика, импортозамещение, шиберные затворы, шиберная разливка, виброформованные огнеупоры, продувочная фурма

Научно-производственное предприятие «ВулканТМ» более 15 лет специализируется на поисках оригинальных решений насущных проблем в области непрерывной разливки стали, другими словами – поиском и разработкой различных альтернатив, первой из которых была разливка стали с помощью специальных устройств – шиберных затворов, широко использующихся в настоящее время в современном металлургическом производстве.

С начала своей деятельности предприятие проектирует, производит и осуществляет комплектную поставку современных систем бесстопорной разливки стали для ковшей емкостью 2-300 т, включающих шиберные затворы и огнеупорные изделия к ним. Параллельно с работой над металлической частью затворов разработали типовой комплект огнеупоров разливочного узла в металлических обечайках и бандажах [1].

В этот же период изделия успешно применяют в составе высокопроизводительной УНРС-6 ККЦ-1 на Новолипецком металлургическом комбинате (ОАО «НЛМК», г. Липецк, Россия), в мартеновском цехе ОАО «Объединенные машиностроительные заводы» (ОАО «ОМЗ», Группа ОМЗ, Москва, Россия), с 2000 г. – в электросталеплавильном цехе Нижнесергинского метизно-металлургического завода (ЗАО «НСММЗ», г. Нижние Серги, Россия), а также на других металлургических заводах РФ и ближнего зарубежья (Украина, Казахстан).

С 2002 г. в НПП «Вулкан-ТМ» наладили серийный выпуск виброформованных огнеупорных изделий из тиксотропных низкоцементных масс с помощью виброустановок собственной конструкции, начали производство автоматических комплексов для изготовления порошковых проволок и ввода их в расплав (линии производства, трайб-аппараты), которые позволили проводить внепечную обработку и повысили качество чугуна и стали.

В последующий период сотрудники НПП «Вулкан-ТМ» активно развивают огнеупорное направление своей деятельности. Потребителю предложили футеровку для нагревательных печей различного объема (от лабораторных до промышленных). Разработали конструкцию трехплитного затвора и систему защиты металла аргоном.

С 2006 г. начали серийное производство продувочных донных узлов различных конфигураций и типоразмеров. С 2008 г. освоили производство нефор- мованных огнеупоров, а также выпуск огнеупорных смесей, набивных масс, бетонов, мертелей для различных условий промышленной эксплуатации. Для производства огнеупорных изделий сконструировали и запустили два типа смесителей интенсивного действия.

С 2009 г. проектирование и производство изделий и оборудования перепрофилировали на новую актуальную область разработок – для малых литейных производств, активно появляющихся на рынке. За последние три года специалисты НПП «Вулкан-ТМ» освоили производство шиберных затворов серии ВТ. В настоящее время их конструкции постоянно совершенствуют в соответствии с изменяющимися производственными условиями, благодаря чему процесс разработки альтернативных решений не прекращается.

Шиберные затворы серии ВТ – это не только альтернатива поколению затворов серии ВТМ, а прежде всего затворам ведущих фирм-производителей, таких как Interstop, Vesuvius и др. Как видно из представленной сравнительной табл. 1, затвор серии ВТ-60/80 не только не уступает им в функциональном плане, но и имеет существенные преимущества, что делает его востребованным альтернативным решением. В прошлом году затвор прошел успешные испытания, в настоящее время ведутся его серийные поставки.

Таблица 1 - Основные технические характеристики современных шиберных затворов

Основные технические характеристики современных шиберных затворов

Шиберный затвор серии ВТ-60/80Последняя разработка НПП «Вулкан-ТМ» – шиберный затвор серии ВТ-60/80 (рис. 1) для ковшей емкостью до 160 т, у которого модульная конструкция и компоновка типа «книжка», - удобный в обслуживании, замена элементов конструкции блоками сокращает время обслуживания затвора на ковше. Принципиальная его особенность - оригинальный механизм фиксации шиберных плит, позволяющий работать на плитах различных типоразмеров и производителей, что является бесспорным преимуществом и со временем позволит перейти к использованию вновь появляющихся плит с другими эксплуатационными характеристиками, исключая необходимость переоснащения парка затворов, или каких-либо доработок в их конструкциях.

Рис. 1. Шиберный затвор серии ВТ-60/80

Для различных условий эксплуатации разработаны две модификации затвора – с боковым и вертикальным открытием. Конструкция затвора дает возможность устанавливать его на уже имеющиеся посадочные места, ее можно легко адаптировать под использование существующих на предприятиях систем привода.

Оригинальным решением для всех затворов серии ВТ является механизм прижима, имеющий два пружинных блока, которые состоят из жаропрочных тарельчатых пружин, вынесенных из зоны высокотемпературного нагрева.

Проводя сравнительный анализ показателей стойкости для изделий, входящих в состав огнеупорного комплекта для затворов серии ВТ-60/80 и ВТМ, можно судить о том, что при одном и том же составе стойкость огнеупоров ВТ-60/80 выше, на что существенно влияют условия их эксплуатации в самом шиберном затворе (табл. 2). По стойкости огнеупорный комплект ВТ-60/80 также не уступает огнеупорным комплектам ведущих фирм-производителей импортных шиберных затворов, его можно использовать как альтернативный вариант в других затворах-аналогах.

Таблица 2 - Сравнительные показатели стойкости огнеупорных комплектов производства НПП «Вулкан-ТМ»

Сравнительные показатели стойкости огнеупорных комплектов производства НПП Вулкан-ТМ

Качественное сырье, а также рекомендации по его оптимальному использованию от ведущих производителей, таких как Almatis и другие, позволяют находить новые решения для улучшения качества виброформованных огнеупоров.

Одним из наиболее значимых преимуществ использования сталеразливочных систем серии ВТ60/80 является оптимальное сочетание «цена-качество», что наиболее отчетливо отражается в удельных затратах на одну тонну разливаемой стали. На рис. 2 представлены диаграммы удельных затрат на огнеупорные комплекты ведущих фирм-производителей при прочих равных условиях эксплуатации, стойкости огнеупоров и т. д.

Удельные затраты на шиберный припас

Рис. 2. Удельные затраты на шиберный припас (на 1 т разливаемой стали)

За последние годы сотрудники НПП «Вулкан-ТМ» успешно освоили производство импортозамещающих огнеупорных масс (мертелей) с улучшенными эксплуатационными свойствами. В настоящее время предприятие осуществляет выпуск огнеупорных паст для вклейки многоплавочной шиберной керамики ПО-Ш85Х с добавлением тугоплавких хромовых соединений и кладочных паст ПО-К85 (аналог ММКФ-85). За период испытаний огнеупорные пасты показали высокие эксплуатационные характеристики, заметно улучшение кладочных свойств, повышение стойкости шва до 8 плавок, нанесение и удаление слоя мертеля стало более удобным и требует меньше времени. На многих предприятиях продолжают осваивать технологию применения огнеупорных паст, проводят испытания опытных партий продукта [2].

Повышенный интерес к продукции фирмы «Вулкан-ТМ» в последнее время стал проявляться со стороны литейных предприятий. Как показывает практика, на многих из них сейчас планируют реорганизацию производств. Некоторые предприятия, которые специализировались исключительно на выплавке чугуна, сейчас также планируют осваивать производство высококачественных стальных отливок, что влечет за собой необходимость использования шиберных затворов и более качественных футеровок. В свою очередь, специалисты предприятия «Вулкан-ТМ» разработали компактный шиберный затвор серии ВТ-30 для мини-заводов и литейных производств, а также мини-затвор поворотного типа с комплектом огнеупоров для ковша объемом менее 1 т для литья в формы (рис. 2). Конструкция данного затвора кардинально отличается ото всех ранее разработанных фирмой, это скорее «керамический» затвор, основную часть которого составляет огнеупорная. В настоящее время затвор проходит испытания.

Для донной продувки металла инертным газом, непосредственно перед и в процессе разливки, НПП «Вулкан-ТМ» производит поставку широкой номенклатуры типоразмеров продувочных донных пробок (фурм), устанавливаемых в футеровку ковша, как с гнездовым блоком, так и без него. Гнездовые блоки могут быть квадратного сечения или круглого (по согласованию с заказчиком).

Наряду с традиционными вариантами исполнения продувочных фурм НПП «Вулкан-ТМ» осуществляет поставку монолитных продувочных блоков, оригинальная конструкция которых запатентована. Прошедшие успешную апробацию на ведущих металлургических предприятиях, таких как ООО «Промтрактор-Промлит (г. Чебоксары), ЗАО «Группа ЧТПЗ» (г. Челябинск), ЗАО «Азовэлектросталь» (г. Мариуполь), ОАО «Армапром» (г. Миргород) и других, продувочные фурмы показали максимальную стойкость (65 плавок при времени продувки 10-15 мин за плавку), которая напрямую зависит от условий их эксплуатации и обслуживания на каждом конкретном предприятии.

Сотрудники НПП «Вулкан-ТМ» разработали типоразмерные продувочные фурмы высотой от 80 до 460 мм корундового, корундо-шпинельного и корундо-цирконового составов (возможно добавление тугоплавких хромовых соединений). Продувочную донную фурму изготавливают в металлической гильзе для защиты от газопроницаемости, у нее может быть от 9 до 54 щелей шириной 0,18-0,20 мм, расположенных в один или два ряда. Разработаны два варианта крепления фурмы - байонетное и болтовое.

По согласованию с заказчиком устройство газоподвода можно изготавливать в виде газоподводящей трубы (требуемого размера) или адаптера.

ЛИТЕРАТУРА

  • 1. Инновационные разработки сталеразливочных систем НПП «Вулкан-ТМ» для металлургических и литейных производств / А. Г. Головко, Е. И. Гордеев, В. И. Золотухин и др. // Новые огнеупоры. - 2011. - № 4. - С. 100-101.
  • 2. Современные сталеразливочные системы для литейных и машиностроительных производств / В. И. Золотухин, Е. И. Гордеев, А. Г. Головко и др. // Литейщик России. - 2011. - № 9. - С. 45-49.
  Доклад №7
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ