Файл: Металлургия Кировского завода сборник статей к 100-летию мартеновского производства на заводе (1874-1974)..pdf

Как и металлургам других заводов страны, нам также пришлось решать вопросы стойкости регенеративных насадок в связи с интенси­ фикацией процесса плавки и повышением тепловых нагрузок печей.

Вдовоенное время наши печи работали с регенеративными насад­ ками, в которых нижняя часть выкладывалась из шамотного кирпича,

а16—18 верхних рядов — из динасового. Стойкость насадок была весьма низкой, и при каждом ремонте главного свода, средняя стой­ кость которого в то время не превышала 150 плавок, насадки полностью заменялись.

Впослевоенные годы в цехе был разработан метод частичного ремонта свода, позволивший увеличить его стойкость до 220—240 плавок, что потребовало также и соответствующего повышения срока службы насадок.

Сприменением магнезитохромитовых сводов вопрос стойкости насадок приобрел особую остроту, так как материал главного свода допускал интенсификацию процесса плавки и увеличение длительности кампании. Срок остановки печи на промежуточный ремонт диктовался

состоянием насадок.

К этому времени цех начал снабжаться насадочным кирпичом, выпускавшимся по особым техническим условиям. Он имел несколько повышенную плотность по сравнению с обычным шамотным кирпичом и гарантированное содержание глинозема не ниже 42%• Им заменили динасовый кирпич в верхних рядах насадок. При максимальной темпе­ ратуре верха насадок 1350—1360° С он обеспечивал нормальную их работу на протяжении 350—400 плавок. При динасовых сводах этого было достаточно, но при магнезитохромитовых (стойкостью более 600 плавок) такая стойкость насадок была низкой.

В цехе были проведены опыты по применению основных огнеупо­ ров в регенеративных насадках.

1. Десять верхних рядов насадки были выложены из форстеритового кирпича марки Ф-3. Максимальная температура верха насадок поднята до 1380—1400° С. После 250—270 плавок наблюдалось замет­ ное увеличение сопротивления насадок и ухудшение тяги. Печь оста­ навливали на промежуточный ремонт. На верхних рядах насадок были обнаружены пористая спекшаяся корка толщиной 15—20 мм и массо­ вое растрескивание и расслоение кирпича в поперечном и особенно в продольном сечении, в результате чего проход ячеек насадок резко уменьшался.

Заменить верхние форс;теритовые ряды насадок не удавалось, так как при снятии кирпич рассыпался на мелкие части и засорял ниже­ лежащие ряды насадки настолько, что их также приходилось разби­ рать. Кроме того, при форстеритовых насадках наблюдалось некоторое снижение температуры подогрева регенераторного воздуха, что было вызвано, по-видимому, меньшей теплоемкостью кирпича (по сравнению с шамотом) и влиянием несплавившейся корки, мешавшей передаче тепла от дымовых газов к кирпичу.

195

2. Верхние ряды насадок выкладывали из нормального хромомаг­ незитового кирпича марки ХМ-1, при этом характер заноса насадок был тот же, что и при использовании форстеритового кирпича, но так как растрескивание хромомагнезитового кирпича в поперечном направ­ лении было меньшим, а в продольном и вовсе отсутствовало, то на­ садки работали больший период времени. Повышения температуры верха насадок добиться не удалось, потому что при температуре 1400—1420° С насадочный шамотный кирпич под восемью рядами хромомагнезитового кирпича оплавлялся до разрушения и вызывал обвал вышележащих рядов.

Кроме того, при большом количестве хромомагнезитового кирпича наблюдалось также снижение температуры подогрева регенераторного воздуха.

Наиболее рациональным, нам представляется, выкладывать из хромомагнезитового кирпича только 2 —3 ряда кладки для защиты шамотного кирпича от непосредственного оплавления газами и приме­ нять температурный режим работы насадок из шамотного кирпича, т. е. не поднимать температуру выше 1360° С. При соблюдении этих условий нам удалось добиться непрерывной работы насадок в течение всей кампании печи — в 500 плавок и более.

При использовании в насадках (по тому же принципу) вместо хромомагнезитового термостойкого магнезитохромитового кирпича, ме­ нее подверженного растрескиванию, стойкость их увеличивается.

3. Совместно со Всесоюзным научно-исследовательским и проект­ ным институтом огнеупоров были проведены исследования возможности применения для регенеративных насадок материалов с повышенным содержанием глинозема. Были испытаны два вида огнеупоров: высоко­ глиноземистый кирпич с содержанием около 60% AI2O3 и кирпич из естественного сырья, так называемого кианита с содержанием 54% А120з. Оба материала имели положительные качества. При темпера­ туре до 1400° С корочка получалась сплавленной, небольшого объема. Растрескивания кирпича не наблюдалось. В тепловом отношении кирпич работал не хуже, чем шамотный. Особого внимания заслужи­ вает кианит, стоимость которого при массовой разработке месторожде­ ния может быть очень низкой. В настоящее же время именно высокая стоимость высокоглиноземистых огнеупоров является главным препят­ ствием их широкого внедрения.

1963-1965 гг.

После реконструкции в 1953—1957 гг. печей № 4, 5 и 6 производи­ тельность их стала выше, чем у печей № 2 и 3, при этом на печи № 2 с такой же садкой, как и у новых печей, продолжительность плавки была большей, а на печи № 3 (с меньшей садкой) плавки шли быстрее. Это нарушало ритмичность работы цеха и особенно шихтового и раз­ ливочного участков.

196

Чтобы увеличить производительность печей № 2 и 3, было решено осуществить их реконструкцию на старых фундаментах и в пределах прежних габаритов путем использования одноканальной головки, кото­ рая привлекла наше внимание еще в начале 50-х годов. Применение такой головки давало возможность увеличить площадь пода за счет уменьшения ее длины. Одновременно выявилась необходимость замены свода головок с цилиндрического на наклонный, так как при укорочен­ ной головке и повышенном торцовом откосе трудно добиться удовле­ творительной организации факела.

Определенные трудности возникли при конструировании форсунок, что было обусловлено, с одной стороны, низкой стойкостью их водоохлаждаемых элементов, а с другой — недостаточным расстоянием между печами. Пришлось идти по пути наибольшего облегчения и уменьшения конструкций для удобства их замены.

В результате была создана охлаждаемая по всей длине форсунка, вставлявшаяся в печь на длину 1,15 м через охлаждаемое кольцо, которое полностью заделывалось в кладку и не подвергалось непосред­ ственному воздействию печной атмосферы.

Для уменьшения сечения охлаждаемого кожуха форсунки и ее облегчения мы отказались от обычной конструкции «труба в трубе» и применили кожух из одной трубы, разделенной вдоль перегородкой, которая приваривается непосредственно к воздушной (внешней) трубе форсунки. Перегородка на 100—120 мм не доходит до конца кожуха. Вода подается в одну из двух продольных полостей, образовавшихся между кожухом и воздушной трубой форсунки, и выходит по другой. Благодаря такой конструкции охлаждаемый кожух выполнялся из трубы диаметром 100 мм, а вес форсунки в сборе при длине 2,3 м не превышал 65—70 кг, что допускало возможность замены форсунки в крайнем случае даже вручную.

Стойкость охлаждаемого кожуха форсунок при неудовлетвори­ тельном качестве охлаждающей воды составляла 2 0 0 плавок и более.

Единственным недостатком описываемой конструкции было изги­ бание форсунки в процессе эксплуатации, иногда достигавшее таких размеров, что ее приходилось заменять еще при исправном состоянии охлаждаемого кожуха.

Подверглось реконструкции и нижнее строение печей № 2 и 3. Оси сводов шлаковиков и регенераторов, ранее параллельные продольной оси печи, были повернуты на 90°. Ширина шлаковика была уменьшена, для того чтобы стены вертикального канала не опирались на свод, а являлись продолжением' стен шлаковика. Был увеличен объем регенеративных насадок за счет повышения перевальной стены при повороте на 90° осей сводов шлаковиков и регенераторов.

В результате при сохранении габаритных размеров печей как по верхнему, так и по нижнему строению удалось достичь увеличения

№ 2 уменьшить глубину ванны, а на печи № 3 увеличить завалку, добиться повышения производительности ее на 15% и снижения рас­ хода топлива на 1 0 %.

В целом вопрос о целесообразности применения одноканальных головок, по нашему мнению, решается следующим образом: там, где они используются только как средство для улучшения тепловой работы печи, эффекта не достигается; там же, где посредством применения одноканальных головок обеспечивается увеличение площади пода при тех же размерах печи, результат бывает положительным.

Недостатком одноканальных головок, который обнаружился в про­ цессе эксплуатации печи, является «обнижение» торцовых откосов пода. При недосмотрах бывали случаи «ухода» шлака в шлаковики через торцовый откос. Аналогичные явления наблюдались и на некото­ рых других заводах. Впрочем, надо заметить, что подобные случаи отсутствуют на предприятиях, имеющих механизированную заправку пода. Да и при ручной заправке пода при должном внимании обеспе­ чивается необходимая стойкость его торцовых откосов.

В процессе реконструкции печей № 2 и 3 было осуществлено одно мероприятие, представляющее также интерес и для проектировщиков мартеновских печей. Речь идет о замене литых деталей печей свар­ ными и о применении сварных соединений вместо болтовых.

Как уже упоминалось, в проекте печей № 4, 5 и 6 , выполненном «Стальпроектом» в 1963 г., предусматривалось использование литых облицовочных плит передней и задней стен, литых подпятовых балок свода и болтовых соединений обвязки и арматуры печей. На печах № 2 и 3 до их перестройки указанные детали также были литыми, но еще более тяжелой конструкции. Так как на заводе имелись известные трудности при изготовлении литых деталей арматуры печей, особенно при единичных отливках, в ходе капитального ремонта печей были произведены первые опыты замены дефектных литых деталей свар­ ными. Практика показала, что сварные детали успешно заменяют как

к слябам. Крепление оказалось более прочным и менее трудоемким, чем болтовое.

При реконструкции печей № 2 и 3, когда изменившаяся конструк­ ция верхнего строения не позволила использовать большую часть старой арматуры, все недостающие детали были выполнены сварными из листов толщиной 2 0 и 16 мм.

При изготовлении подпятовых балок было учтено, что при подвес­ ных сводах распорные нагрузки значительно уменьшаются и поэтому

198