Файл: Новое в изготовлении и службе подин..pdf

го концентрата). Набивку осуществляли пневмотрам­ бовками. Длительность изготовления верхнего рабочего слоя подины, стен и откосов составила 24 ч. Однако стойкость подины составила всего 10 плавок.

В 1962 г. таким же методом был изготовлен верхний рабочий слой подин мало- и крупнотоннажных марте­ новских печей Макеевского металлургического завода [141], а также мартеновской печи Алапаевского метал­ лургического комбината [142].

На Макеевском металлургическом заводе в 1962 г. были набиты подины двух 55-т и одной 400-т печи мас­ сами, состоящими из 60—70% магнезита фракции 0,8—5 мм, 20—30% тонкомолотого магнезита фракции 0,088 мм, 7—10% прокатной окалины, просеянной через сито 5 мм, и раствора сульфит-спиртовой барды плотно­ стью 1,1—1,15 г/см3 (5% от веса сухих масс).

Верхний рабочий слой изготовляли следующим обра­ зом: на кирпичную кладку давали слой из окалины и жидкого стекла толщиной 8—10 мм, затем набивочную массу.

На одной из 55-т печей набивка была сделана из че­ тырех слоев (общая толщина 205 мм), на другой 55-т печи — одним слоем.

Набивка подины 400-т печи была сделана из шести слоев толщиной по 55 мм каждый.

Набивку вели пневмомолотками и поверхностными вибраторами. Длительность набивки подин составляла

9—10 ч.

Стойкость подины 400-т печи составила 15 плавок, одной 55-т печи 78 плавок, другой (с однослойной набив­ кой) 38 плавок.

На Алапаевском металлургическом комбинате верх­ ний рабочий слой подины изготовляли из порошков, по­ лученных путем помола порошка МПЭ и отходов магне­ зитового кирпича.

Вначале на кирпичную кладку засыпали 120 т сухого

138

Набивку производили пневмотрамбовками в течение

1 ч 15 мин.

Общее время изготовления подины составило 2 ч. После разогрева печи подина была ошлакована ока­

линой.

Наряду с преимуществами (затраты рабочего време­ ни уменьшились, стойкость подин относительно удовлет­ ворительная) такой метод выполнения верхнего рабоче­ го слоя подин имел серьезные недостатки.

При набивке зернистого материала пневмотрамбов­ кой или плоскостным вибратором уменьшается по­ ристость слоя и, следовательно, увеличивается сопротив­ ление его воздействию жидкого металла и шлака [143].

Исходя из расчета параметров набивки слоя [144] при оптимальной влажности магнезитовых порошков и общей толщине верхнего рабочего слоя 300 мм, для достижения максимальной степени уплотнения требуют­ ся следующие параметры механической трамбовки:

пневматических трамбовок по сравнению с обычными механическими; однако и в этом случае глубина уплот­ ненной зоны составляет 10—15 мм.

Для создания оптимальной плотности но всей высоте верхнего рабочего слоя издавна прибегали к многослой­ ной засыпке порошка. Величина каждой порции порош­ ка, уплотняемой ппевмотрамбовкой типа ТР-1, составля­ ла сначала 5—7 мм, т. е. определялась возможностями уплотняющего инструмента. Впоследствии толщину одно­ временно засыпаемого слоя порошка значительно уве­ личили. В этом случае оптимальная плотность слоя по всей высоте достигалась не в результате трамбования, а благодаря спеканию магнезитового порошка в процес­ се плавки.

Набивку порошка производят вручную с использова­ нием пневмотрамбовок или поверхностных вибраторов. Ограниченные размеры трамбовки Обусловливают уп­ лотнение порошка непосредственно под головкой инстру­

139

мента, размеры которой невелики, и разрыхление рядом расположенных участков. Высокое удельное давление трамбовки — до 1500 кгс/см2, необходимое для уплотне­ ния порошка на возможно большую глубину, значитель­ но превосходит предел прочности слоя порошка как грунта, поэтому и происходит разрыхление соседних уча­ стков футеровки. Исходя из этого па многих заводах на­ бивку пневмотрамбовками осуществляли через железные листы, рассредотачивающие усилие трамбовки.

Трамбующее усилие инструмента направлено сверху вниз но глубине слоя порошка. Таким образом, уже пер­ вые удары трамбовки создают преграду для передачи усилия трамбования в глубь слоя. Для устранения этого сухие порошки замешивают с пластификаторами (жид­ кое стекло, сульфитно-спиртовая барда, вода и др.). В этом случае оптимальная плотность достигается на большей глубине слоя. Однако введение пластифициру­ ющих добавок в количестве 5—7% вызывает ряд затруд­ нений с сушкой такой футеровки и снижает огневые свойства ее, поэтому возможность введения пластифика­ торов в слой сухого порошка ограничена.

В отечественной и зарубежной практике применяли поверхностное уплотнение сухого магнезитового порош­ ка плоскостными электровибраторами (вибротрамбо­ вание), катками и т. п.

В настоящее время отсутствует точный расчет по­ верхностных вибраторов, поэтому трудно говорить о предельных возможностях такого уплотнения.

Интересен опыт изготовления верхнего рабочего слоя подины печи одного из американских заводов с приме­

ли им вручную. Слой порошка толщиной 75 мм укатыва­ ли шесть раз катком и затем включали вибратор (ско­ рость вращения двигателя 4500 об/мин), всего сделали три слоя. И даже при таком методе кажущаяся плот­ ность слоя составляла 2,2 г/см3. Изготовление таким методом верхнего рабочего слоя подины длилось 16 ч.

Практика применения поверхностных вибраторов на Златоустовском металлургическом заводе, металургическом заводе им. А. К. Серова и на заводах в гг. Бран­ денбурге и Ризе (ГДР) показала, что достигаемая плот­ ность слоя аналогична достигаемой при использовании пневмотрамбовок с введением пластификаторов в слой.

140

Однако вместе с этим был выявлен серьезный недоста­ ток применения таких вибраторов — сильное пылевыделение сухих порошков.

В связи с этим были приняты специальные меры по защите обслуживающего персонала — защитные маски, некоторое увеличение влажности и др. Однако все это снизило эффективность применения плоскостных вибра­ торов; в отдельных случаях вибраторы оказались непри­ емлемыми по санитарно-гигиеническим нормам, тем более что значительного выигрыша в увеличении стойко­ сти верхнего рабочего слоя подин применение поверхно­ стных вибраторов не дало.

При изготовлении верхнего рабочего слоя подины та­ кого типа на Златоустовском металлургическом заводе в состав набивных масс был введен титаноильменитовый концентрат (4—5%)- Известно, что титанаты, усили­ вая в некоторой степени рекристаллизацию периклаза, вследствие низкой температуры плавления концентриру­ ются в нижних слоях порошка, вызывая опасное для стойкости подин скопление легкоплавких минералов. Кроме того, концентрат дорог, равномерное смешение его с порошком требует установки специальных смеси­ тельных устройств. В связи с этим лучше отказаться от применения титаноильменнтового концентрата.

р а б о ч и й с лой — н а в а р и в а н и е м

Этот тип футеровки подин был предложен Вильямом Сименсом и до недавнего времени был наиболее распро­ странен в СССР при строительстве и капитальных ре­ монтах мартеновских печей.

В литературе имеются многочисленные сведения об изготовлении футеровки подин такого типа [113, 145, 146, 147—184].

Плотность и высокая стойкость подины против воз­ действия жидкого металла и шлака в этом случае дости­ гается благодаря физико-химическим процессам спека­ ния магнезитового порошка.

Материалом для изготовления нижнего рабочего слоя служит магнезитовый кирпич МГ-1 (ГОСТ 4689—49). Методы изготовления как нижнего, так и верхнего рабо­ чего слоя многократно изменялись. Можно сказать без

141

преувеличения, что каждый завод по-своему изготовлял футеровку подины этого типа [185—198].

Первоначально нижний рабочий слой футеровки вы­ полняли целиком из магнезитового кирпича.

Центральная часть подины была горизонтальной, пе­ реходы к стенам и откосам выполняли путем создания уступов в магнезитовой кладке. Окончательный профиль подины создавался верхним рабочим слоем во время наваривания. Такая кладка нижнего ряда футеровки на­ зывалась симметричной (рис. 51). Недостатком такой

Рис. 51. Подина ванны с симметричной поперек печи кладкой:

1 — шамотный легковес; 2 — шамотная кладка; 3 — асбестовые листы; 4 — тем­ пературные швы

кладки является сложность выведения необходимого профиля ванны при наваривании верхнего рабочего слоя футеровки. Кроме того, существовавшая в то время (1930—1940 гг.) технология наваривания верхнего слоя футеровки не могла обеспечить надежности эксплуата­ ции толстых слоев.

Расчеты и замеры температуры в разных местах фу­ теровки подины показали, что нижние ряды магнезита с упехом могут быть заменены шамотом. Применению шамота способствовала и популярная в то время теория о необходимости теплоизоляции подины для уменьшения потерь тепла. Такой теплоизоляцией являлся шамот. Несколько позже нижний ряд шамота заменили специ­ альным теплоизоляционным кирпичом. Основные требо­ вания этой теории были следующие [156]:

1) металлическая арматура подины должна быть та­

142