Файл: Заверюха, Н. В. Разливщик стали учеб. пособие.pdf

ремонтируемый ковш (рис. 44). Для выполнения всех работ по по* даче огнеупорных материалов в ковш у ремонтной ямы 1 имеется консольно-поворотный кран 2 грузоподъемностью до 5 т. Песок, глину, шамотный порошок со склада транспортером 3 подают в рас­ творомешалку 4. Приготовленный раствор поступает в приемную коробку 5, откуда растворонасосом 6 подается по шлангу 7 в ковш. Кирпич (либо прямо с огнеупорного завода, либо со склада) по­ дают к ремонтной яме в контейнерах 8 грузоподъемностью 15 т,

где укладывают также несколько пакетов огнеупорного кирпича или несколько малых контейнеров. На 60-т железнодорожной плат­ форме 9 установливают три таких контейнера, либо прямо на плат­ форму укладывают пакеты огнеупорного кирпича массой 3—5 т, увязанные обручным железом. Из платформы контейнеры снимают 75-т блоком разливочного крана и расстанавливают на специальной платформе возле ямы в радиусе захвата консольного крана 2.

Пакеты, поступающие в цех на железнодорожных платформах, разгружают с помощью автопогрузчика (см. рис. 16).

Малые контейнеры-поддоны 10 снимают консольным краном, пакеты могут подаваться непосредственно в ремонтируемый в яме ковш. Если большие контейнеры не составлены из малых, то кирпич у ямы укладывают на малые контейнеры — поддоны вручную и подают в ковш к месту работы. Дно ремонтной ямы имеет углубле­ ние (приямок) 11, где стоит коробка, в которую через отверстие для стакана удаляется образовавшийся в процессе ремонта мусор. Камен-

48

щики, производящие ремонт, находятся йа механизированной столе 12, который передвигается по вертикали (вверх и вниз). Это устройство заменяет разборные леса.

Зазор между ковшом и бортами ямы закладывают специальными металлическими листами на шарнирах.

Футеровка ковшей

При постоянном росте производительности сталеплавильных цехов повышается потребность в сталеразливочных ковшах. Для ускорения оборачиваемости ковшей и повышения их стойкости в разливочных пролетах усовершенствуется и создается новая тех­ нология подготовки ковшей к принятию металла главным образом по повышению стойкости футеровки и организации скоростных ремонтов ковшей.

В табл. 3 приведены данные о толщине огнеупорной кладки в зависимости от емкости ковшей. В 50—90-т ковшах футеровку вы­ полняют в два пояса нижнего и верхнего; в 130—250-т ковшах — в три пояса; в 280—480-т ковшах футеровку выполняют в 4 и 5 поясов, что способствует равномерному износу кирпича.

Огнеупорную кладку сталеразливочных ковшей выполняют из шамотного кирпича в два ряда: арматурного, который является кон­ трольным (его кладут непосредственно по металлическому кожуху ковша) и рабочего, выкладываемого по арматурному ряду. Дно ковша футеруют в три, четыре и пять рядов, из которых один ряд наружный считается рабочим.

Рабочий ряд футеровки сталеразливочных ковшей большой емкости по мере износа заменяют полностью через 15—-18 плавок. Применение для кладки ковшей кирпича полусухого прессования повышает их стойкость до 20 наливов. Арматурный (контрольный) ряд, выложенный из специального лекального кирпича, заменяют через 12— 18 месяцев работы.

Общепринятый способ кладки футеровки следующий. На метал­ лическую часть днища наносят слой густого раствора толщиной 10— 15 мм, на который укладывают первый ряд донного ковшевого кирпича. Продольные швы направлены к отверстию для стакана. На первый ряд дна ковша кладут вперевязку второй ряд ковшевым донным кирпичом; на второй ряд по стенке укладывают арматурный ряд (контрольный) из специального лекального кирпича. Между кожухом ковша и кладкой оставляют зазор 10— 12 мм, заполняемый густым раствором. После укладки арматурного ряда продолжают кладку третьего ряда дна ковша ковшевым донным кирпичом впере­ вязку со вторым рядом. На третий ряд дна укладывают рабочий ряд кладки стенки ковша из универсального лекального кирпича и затем рабочий ряд дна. Для того чтобы кладка дна ковша была удовлетворительной броня днища не должна быть деформированной.

Кладку горизонтально расположенных колец по высоте ковша можно выполнять различными методами. Был предложен так на­ зываемый винтообразный беззамковый способ футеровки сталераз-

ливочных ковшей (рис. 45). Для кладки, выполняемой по ломаной линии с двойной кривизной (рис. 45, а), применяют кирпич десятки марок (рис. 45, б).

Винтообразную футеровку ковшей выполняют в следующем порядке. В контейнер с кирпичом, предназначенным для футеровки нижней части ковша, укладывают сверху четыре набора кирпичей (которые предварительно маркируют) для выкладки винтовой ли­ нии. На зафутерованное дно ковша укладывают первый ряд, к нему вплотную — полкирпича; также выполняют последние три ряда. Таким образом, внизу футеровка имеет четыре выступающих ряда*

Рис. 45. Схема спиральной кладки футеровки рабочего ряда сталераз­ ливочного ковша:

а — разбивка четырех заходов для спиральной кладки; б — укладка кирпича для выполнения захода

Затем к каждому становится каменщик и начинает последовательно укладывать стандартные кирпичи по винтовой линии до верхней кромки ковша. Такой метод позволяет одновременно вести кладку ковша четырем каменщикам. При этом резко повышается производи­ тельность труда, сокращаются отходы кирпича, стойкость футеровки увеличивается.

Для увеличения стойкости рабочего ряда дна ковша нижнее кольцо футеровки рабочего ряда стенки ковша выкладывают из

футеровку дна ковша от разрушения при удалении «козлов».

На стойкость футеровки ковшей влияют их размеры (высота, диа­ метр, конусность); условия горячей обработки (длительность обо­ рота, способ охлаждения, число ремонтов днища); сортамент стали; условия выпуска жидкой стали; количество и состав шлака в ковше, присадки на шлак извести или шамота для охлаждения шлака и снижения его активности; дополнительные рафинировочные опера­ ции в ковшах; условия разливки (сверху, сифонным способом, на УНРС); скорость разливки — низкая скорость приводит к высо­

50

кому износу футеровки; продолжительность слива шлака после окон­ чания разливки.

Износу огнеупорной кладки одновременно способствуют механи­ ческие, физические и химические факторы, имеющие сложный ха­ рактер. С увеличением длительности разливки действие этих факто­ ров усиливается (химическая эрозия, термические напряжения осо­ бенно в нижней части ковша). Однако наиболее сильно оплавляется футеровка под действием печных шлаков, содержащих агрессивные составляющие (FeO, МпО и силикаты кальция). Во взаимодействии с ковшовыми шлаками может образовываться жидкоподвижный фаялит (2FeO S i0 2) с температурой плавления около 1150° С.

Действие шлака на футеровку тем сильнее, чем выше основность

ослабить разъедающее действие шлака; в ковш вводят шамотный порошок, соответствующий по составу футеровке ковша.

Действие жидкого металла на футеровку незначительно, но оно становится заметным при выплавке сталей с высоким содержанием марганца, когда возможна следующая реакция: [2Mn] + (Si02) = = 2 (МпО) + [Si]. Образующаяся при этом МпО обладает вдвое более сильным флюсующим действием, чем FeO *. Содержание S i02 в шлаке вызывает усиленный износ футеровки. Устранение указан­ ного явления не представляется возможным, но известное влияние на него может иметь отношение Mn/Si в стали.

Для шлакоустойчивости футеровки важно также, чтобы кирпич при высоких температурах не давал усадки, а даже несколько уве­ личивался в объеме. В этом случае швы, поры и мелкие трещины во время разливки закрываются и футеровка становится монолит­ ной. Полезно также некоторое размягчение отдельных составных частей футеровки при температуре разливки, так как ферростатическое давление будет уплотнять наружные слои футеровки.

Набивная футеровка ковшей

Ковши емкостью до 100 т с набивной футеровкой применяют в сталеплавильных и литейных цехах. Высокая стойкость набивки достигается при образовании вязких продуктов реакции футеровки со шлаком ковша. Хорошую стойкость показывают массы с содержа­ нием около 7% глинозема или «жирный» песок. Для повышения схватываемости в состав массы вводят фосфатную или силикатно-натрие­ вую связку. После набивки стенки дополнительно опрыскивают химической связкой. После сушки и первой плавки масса уплот­ няется, внешняя поверхность покрывается глазурью. Во время службы такой набивки происходит рост кладки от 0,3 до 0,5%, что обеспечивает высокую плотность и стойкость набивки.

*Здесь и далее по тексту круглые скобки означают, что компонент находится

вшлаке, квадратные скобки означают, что компонент находится в жидкой стали, фигурные скобки означают, что компонент находится в газоили парообразном со­ стоянии.

Набивные массы обладают повышенной коррозионной актив­ ностью к металлическим стенкам ковша, поэтому надо осуществлять защиту брони ковша от преждевременного износа.

Перед набивкой кожух ковша облицовывают внутри в один ряд слоем шамотной лешади (т. е. арматурный слой), кладку днища производят обычным способом.

Влажность набивки должна быть около 5%. При более высокой влажности масса настолько пластична, что ее нельзя достаточно хорошо уплотнить, и стойкость футеровки может снизиться в два раза. Кроме того, при сушке футеровки образуются большие уса­ дочные трещины.

Набивку футеровки из огнеупорной массы производят по метал­ лическому шаблону, состоящему из нескольких колец, которые кра­ сят со стороны набивки известью для предотвращения прилипания набивки к шаблону. Форма и конструкция шаблона существенно влияют на результаты набивки (получение равномерной толщины стенок, свободное извлечение шаблона). При малой конусности фу­ теровки для удобства удаления шаблона после набивки их делают из двух полуколец. Для удобства набивки массы трамбовкой высота каждого кольца обычно равна 0,6 м. Большое значение имеет равно­ мерность толщины набивных слоев, которые при неутрамбованной массе не должны превышать 10 см. Равномерность толщины слоев достигается загрузкой массы в ковш мерным бункером с нижним затвором. Вверху, где трамбовка затруднена, выкладывают два ряда кирпичом, что предотвращает проникновение металла во время выпуска в шов между рабочим и арматурным рядами футеровки.

Продолжительность сушки набивной футеровки должна быть не менее 8 ч на слабом огне во избежание разрыхления футеровки при увеличении объема кладки вследствие роста SiO и выделения боль­ шого объема влаги. Для сохранения емкости ковша толщина набивки должна быть равной толщине кирпичной кладки. В нижней части ковша можно легко восстанавливать набивку торкретированием. Хорошая стойкость набивной футеровки достигается лишь при особо тщательном ее выполнении.

В ФРГ и Японии в кислородно-конвертерных цехах кислые на­ бивки применяют для ковшей емкостью 150—250 т. Разработаны также специальные машины для уплотнения набивки, а также тех­ нология подачи горячих ковшей под плавки, что уменьшает число ковшей, необходимых для работы.

Стойкость набивки по сравнению с кирпичной футеровкой бо­ лее высокая от 40 до 60 плавок с расходом набивки 2—4 кг/т стали.

Влияние набивной футеровки ковшей на чистоту стали по не­ металлическим включениям недостаточно изучено, что задерживает развитие этого способа футеровки ковшей.

Обработка сталеразливочного ковша после разливки

По окончании разливки из ковша удаляют остатки шлака в шла­ ковую чашу, ковш устанавливают на запасной стенд. После неко­ торого охлаждения ковшевой очищает борт ковша от шлака, отвин­

52

чивает гайки, крепящие стопоры к вилкам стопорных механизмов,

иубирает использованные стопоры.

Впоследнее время запасные стенды для разливочных ковшей оборудуют стационарными установками для воздушного охлажде­ ния их после разливки (рис. 46). К площадке цеха или на отдельной опоре закреплен поворотный рычаг 1, установленный в подшипни­

удаления старых стаканов и очистки носка ковша осматривают металлические элементы ковша (сварные швы, болты, заклепки, днище, кантовочное приспособление), смазывают цапфы и валики кантовочного приспособления, белят известковым раствором фланцы и термоэкран, проверяют кладку стенки ковша, днища, гнездовые кирпичи. Кладку осматривают старший ковшевой, старший раз­ ливщик, мастер разливки и бригадир каменщиков и по внешнему виду определяют ее состояние. Тонкая (износившаяся) кладка дает осадку — обнаруживаются раскрытые швы. Хорошую по внеш­ нему виду кладку, но после большого числа плавок, простукивают ломом и если в местах простукивания в швы просыпаются мелкие частицы сухого раствора — такой ковш под плавку готовить нельзя.

Пригодный для приемки металла ковш переворачивают и тем самым освобождают его от счищенного со стенок шлака. Если тре­

53