Файл: Новое в изготовлении и службе подин..pdf

щено на доводку металла, раскисляемого при содержа­ нии углерода до 0,1%. Хорошо известно, что достаточный нагрев металла может быть обеспечен при опреде­ ленном количестве углерода (до 0,12—0,15%); ниже это­ го содержания углерода затихает кипение ванны и на­ грев металла усложняется. Поэтому нагрев металла с низким содержанием углерода должен быть осуществлен на 15—30 мин раньше, чем при выплавке средне- и высо­ коуглеродистых сталей. В противном случае приходится увеличивать содержание углерода в металле присадкой твердого или дополнительной заливкой жидкого чугуна, что при значительном переокислении металла в этот пе­ риод вызывает энергичный барботаж ванны и разруше­

ние подины.

Разнообразие сортамента выплавляемой стали усло­ жняет эксплуатацию подины [114]. При этом меняется метод раскисления и длительность доводки металла, температура металла перед выпуском. Введение значи­ тельного количества раскислителей в печь резко увели­ чивает агрессивное влияние контактирующего с поди­ ной шлака, так как в шлаке увеличивается содержание

SiC>2.

Раскисление и выпуск металла из печи

В период раскисления металла происходит наруше­ ние обменных процессов между жидкой ванной и огне­ упорной футеровкой подины. Эти процессы также следу­ ет рассматривать как процессы разрушения подины.

От того, как проведен период раскисления, во многом зависит нормальная эксплуатация подины. В период раскисления неизбежно происходит изменение состава шлака. Шлак становится более агрессивным к огнеупор­ ной футеровке с точки зрения содержания окислов крем­ ния. Загустевание шлака приводит к неполному удале­ нию его и, следовательно, к местному износу подины.

Именно поэтому раскислители лучше применять в до­ статочно крупных кусках, которые не могли бы запу­ таться в объеме шлака, успели раствориться в м'еталле и не остаться на подине после выпуска плавки.

Раскислители нужно предварительно прокаливать и задавать в печь малыми порциями по всей поверхности ванны. Наиболее рациональным с точки зрения эксплу­ атации подин является раскисление металла в ковше.

117

После подачи раскислителей в ванну необходимо осмот­ реть зеркало шлака и в случае необходимости разбить ошлакованные куски раскислителей.

К концу выпуска металла из печи могут быть приня­ ты меры к исправлению шлака. Для полного его удале­ ния на шлак забрасывают окалину и песок. Однако эту операцию нужно проводить крайне осторожно, чтобы не вызвать местного изменения состава шлака, которое, как правило, ведет к износу подины.

Следует также учитывать, что за время выпуска ме­ талла из печи растворить крупные куски извести в шла­ ке невозможно.

Г Л А В А I I I

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДИН МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧЕЙ

Металлическая арматура подины

Огнеупорная футеровка подины, даже выполненная кладкой из кирпича вперевязку, не может противостоять значительному давлению находящейся в ней жидкой ста­ ли. В связи с этим футеровка подины, как и всего рабо­ чего пространства печи, заключается в металлический каркас (арматуру), способный выдерживать создавае­ мые напряжения.

В сороковых годах металлическую арматуру подин всех новых и реконструируемых мартеновских печей вы­ полняли из клепаных металлических конструкций. Опо­ рой для металлической арматуры подин служат специ­ альные бетонные стенки («быки»), на которые опирается конструкция из продольных и поперечных балок, несу­ щих мостовой настил, на котором выкладывают огнеу­ порную футеровку.

Таким образом, в настоящее время огнеупорная фу­ теровка подин, на которой покоится вся масса выплав­ ляемого металла, в строительном отношении испытывает нагрузку типа балки, лежащей на двух опорах. Причем величина нагрузки, приходящейся на опорные «быки», несущие подину, колеблется на печах разной садки от

1200 до 2000 т.

118

Следует отметить, что расчет подовых балок в от­ дельности и всей арматуры в целом затруднен. В ряде случаев число балок в подовом настиле определялось величиной свободного зазора между регенератором и верхним строением печи (рабочим пространством печи).

Рис. 44. Развитие конструкции арматуры откосов мартеновских печей:

ра откосов современных марте­ новских печей; в — новая арма­ тура откосов современных мар­ теновских печей

Значительные конструктивные изменения по сравне­ нию со старыми печами претерпели узлы сопряжения по­ довой арматуры и кладки стен вертикальных каналов и сводов регенераторов и шлаковиков. Массив кирпичной кладки убран с этого участка и заменен решетчатой ар­ матурой. Это значительно улучшает охлаждение подины в этом месте и, как следствие, уменьшает разрушение ее кладки.

На рис. 44 показана эволюция развития арматуры по­ дины около откосов печи. Совершенствование конструк­ ции арматуры этого узла привело к улучшению условий эксплуатации огнеупорной кладки откосов ванны и рез­ ко сократило число случаев прорыва металла через от­ косы.

119

Основными недостатками клапанной металлической арматуры подин является сложность изготовления, зна­ чительный вес и имеющая место деформация (на срез) заклепок в процессе службы.

Увеличение производительности мартеновских печей в результате переделки их на двойную садку требовало изыскания соответствующих конструктивных решений.

Одним из таких решений было увеличение глубины

ванны печи в результате утонения огнеупорной футеров­ ки подины и уменьшения высоты металлической армату­ ры ее с сохранением всех эксплуатационных качеств.

Прежде всего значительному изменению подвергся верхний поперечный настил арматуры. Высота попереч­ ных балок (настила) арматуры была уменьшена в два раза (печи садкой до 450 т). При этом строительная прочность балок снизилась в 3—4 раза, однако, как по­ казала дальнейшая практика эксплуатации, такое кон­ структивное изменение на стойкость арматуры и подины в целом не повлияло.

Кроме увеличения садки, такая конструкция попе­ речных балок (настила) обеспечила резкое уменьшение массы арматуры подины и облегчила демонтаж и монтаж металлических конструкций при ремонте и строительст­ ве печей (рис. 45).

Уменьшению масс металлоконструкций (на 8%) спо­

120

собствовала также замена клепаных металлоконструк­ ций сварными.

Большое внимание уделялось совершенствованию ме­ тодов изготовления арматуры. Разработка прочных и на­ дежных конструкций из листовой стали толщиной 25 мм позволила заменить огневую резку листов разделкой их ножницами—в результате в 2—2,5 раза уменьшилась

Рис. 46. Арматура подины мартеновской печи НТМК

трудоемкость изготовления металлоконструкций. Даль­ нейшему совершенствованию подверглась опорная кон­ струкция поперечных откосов печи — так называемые «стулья». Изготовление этой арматуры подины методом сварки позволило сократить объем работ, улучшить ох­ лаждение подины в этом районе и обеспечило доступ к кладке стен вертикальных каналов и сводов регенерато­ ров и шлаковиков.

На рис. 46 и 47 показаны современные сварные конст­ рукции опорной арматуры откосов, применяемые на Маг­ нитогорском металлургическом комбинате им. В. И. Ле­ нина (ММК) и Нижне-Тагильском металлургическом комбинате им. В. И. Ленина (НТМК).

Конструкция металлической арматуры подины совре­ менных мартеновских печей выглядит следующим обра­ зом [115].

Основанием металлической арматуры подины явля­ ются десять продольных балок. Две крайние — коробча­ тые равнопрочные балки — имеют кронштейны — башма­ ки для крепления слябов передней и задней стен. Восемь продольных балок —двутавровые. Высота всех балок

121

750 мм. Балки связаны между собой диафрагмами, ук­ репляемыми сваркой. Диафрагмы вставляют в межба­ лочное пространство через каждые 2000—2500 мм пер­ пендикулярно стенкам балок. Диафрагмы снизу и свер­ ху прикрывают полосами, которые образуют ряд попе­ речных двутавровых балок, прочно связывающих меж­ ду собой все десять продольных.

Рис. 47. Надвижка металлического каркаса мартеновской печи в проектное по­ ложение вместе с огнеупорной кладкой

Три средние продольные балки заканчиваются Г-об- разными консолями, являющимися арматурой попереч­ ных откосов печи (заменяют «стулья»). Сверху поперек продольных балок через каждые 60—100 мм ставят швеллеры № 16—18 стенкой вверх.

На швеллеры приваривают настил из листовой стали толщиной 25 мм. В местах перегибов листвой настил за­ крывают угольниками.

Металлическая арматура современных мартеновских печей зарубежных заводов во многом аналогична с опи­ санной.

На некоторых заводах применяют другие конструк­ ции, представляющие определенный интерес.

Так, по сообщению [116], металлическая арматура подины мартеновской печи имеет только продольные по­ довые балки, поверх которых кладут листовую сталь толщиной 15 мм. Прочность арматуры (по сравнению с арматурой подины печей СССР) из-за отсутствия попе­ речных балок уменьшается, но расстояние между опор­

122

ными колоннами печи настолько велико, что можно смонтировать под печью две шлаковые чаши.

Отличительной особенностью отдельных конструкций является также наклон подовых балок, обеспечивающий наклон кладки. Такая конструкция подовой арматуры позволяет иметь одинаковую толщину кладки по всей площади пода.

Вопрос о наклоне подовой арматуры заслуживает бо­ лее подробного разбора. Огнеупорная футеровка поди­ ны для обеспечения выпуска металла из печи и предот­ вращения перемешивания его со шлаком в момент вы­ пуска должна выполняться с уклоном к выпускному отверстию. Для этого у передней стены печи и откосов соз­ дается значительный, в ряде случаев балластный массив кладки. Применение наклонного подового настила позво­ лило бы ликвидировать необходимость создания таких массивов кладки и обеспечило бы одинаковую толщину огнеупорной футеровки подины. Кроме значительной экономии магнезитового кирпича, расходуемого для кладки этих массивов, такая конструкция подового на­ стила в значительной степени обеспечила бы равномер­ ность износа футеровки. Известно, что при утолщении футеровки подины чаще образуются застои металла и шлака и возникает необходимость ремонта.

Конструкция подового настила, его размеры и вес во многом определяют скорость и качество строительства или капитального ремонта печей.

До 1945 г. монтаж подовой арматуры, как и армату­ ры всей печи, производили небольшими узлами. Однако с развитием жестких конструкций подового настила вни­ мание производственников все больше привлекал мон­ таж металлоконструкций укрупненными узлами.

Вначале укрупненными узлами собирали только про­ дольные балки подины, затем продольные и поперечные балки и, наконец, полностью всю подовую арматуру вме­ сте с настилом и металлоконструкциями поперечных от­ косов. Отдельными укрупненными узлами собирали ме­ таллоконструкции задней и передней стен печи.

Монтаж укрупненного узла арматур подины занимал 3—3,5 ч, задней стены 2—3 ч, передней стены 1,5—2 ч.

Сборка металлоконструкций укрупненными узлами позволила значительно сократить продолжительность строительства и капитальных ремонтов печей.

Дальнейшее совершенствование конструкции пода и

123

печи задерживалось недостаточной грузоподъемностью кранового оборудования для монтажа арматуры.

Описанные выше изменения в конструкции подового настила, переход на сварные соединения позволил на­ столько уменьшить массу арматуры, что монтаж ее ста­ ло возможно производить 1—2 разливочными кранами.

Впервые монтаж всей арматуры печи одним блоком был произведен в 1952 г. на ММК [117] и на одном из уральских заводов трестом «Уралдомнаремонт» [118]. Начиная с 1952 г. такой монтаж арматуры печей стали применять на всех заводах. В результате продолжитель­ ность монтажа металлоконструкций сократилась для

185-т печей со 156—176 до 3—4 ч (табл. 37).

Т а б л и ц а 37

Продолжительность монтажа 185-т печи различными методами [119]

Арматуру печи собирают на специальных настилах из шпал или металлических фермах. В арматуре печи монтируют специальные устройства для переноса металлокострукций печи главными подъемами двух мостовых разливочных кранов.

После демонтажа старых конструкций и кладки печи укрупненный узел арматуры перевозят к печи и устанав­ ливают на специальный помост. В дальнейшем метал­ лический каркас печи устанавливают в нужное положе­ ние при помощи мощных лебедок и полиспастов.

При надвижке арматуры одним узлом в бетонных опорах («быках») делают специальные карманы для ус-

124