RU217201U1 - THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE - Google Patents
THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE Download PDFInfo
- Publication number
- RU217201U1 RU217201U1 RU2023100485U RU2023100485U RU217201U1 RU 217201 U1 RU217201 U1 RU 217201U1 RU 2023100485 U RU2023100485 U RU 2023100485U RU 2023100485 U RU2023100485 U RU 2023100485U RU 217201 U1 RU217201 U1 RU 217201U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central part
- segments
- electrodes
- roof
- holes
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims abstract description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к металлургии, в частности к конструкции и технологии изготовления центральной части водоохлаждаемого свода дуговой сталеплавильной печи переменного тока (ДСП). Центральная часть водоохлаждаемого свода дуговой сталеплавильной печи переменного тока (ДСП), выполненная из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего, мас.%: Al2O3 - не менее 89, Cr2O3 - не менее 3, металлическую фибру из жаропрочной стали - не менее 2, и термообработаных при температуре не менее 450°С. Центральная часть водоохлаждаемого свода имеет круглую форму и состоит двух отдельных огнеупорных сегментов, причем отверстия для электродов сформированы в одном из сегментов, а плоскость сочленения сегментов параллельна плоскости, образованной осями двух отверстий для электродов, а минимальное расстояние между указанными плоскостями составляет величину, превышающую на 150 мм значение радиуса отверстия для электродов R. В результате повышается стойкость центральной части свода ДСП и снижаются затраты на ее изготовление и эксплуатацию.
Description
Полезная модель относится к металлургии, в частности к конструкции и технологии изготовления центральной части водоохлаждаемого свода дуговой сталеплавильной печи переменного тока (ДСП).The utility model relates to metallurgy, in particular to the design and manufacturing technology of the central part of the water-cooled roof of an AC electric arc furnace (AAF).
Конструктивно водоохлаждаемый свод ДСП состоит из центральной и периферийной частей. Периферийная часть свода ДСП изготавливается из водоохлаждаемых элементов, а центральная часть изготавливается из огнеупоров, например, из высокоглиноземистого кирпича, неформованных огнеупоров, жаропрочного бетона или их комбинаций и может иметь круглую или дельтовидную форму.Structurally, the water-cooled arch of the chipboard consists of a central and peripheral parts. The peripheral part of the EAF roof is made of water-cooled elements, while the central part is made of refractories, such as high alumina bricks, unshaped refractories, refractory concrete, or combinations thereof, and may have a round or deltoid shape.
Многолетняя практика эксплуатации водоохлаждаемых сводов ДСП различной вместимости свидетельствует о том, что центральная огнеупорная часть испытывает наиболее высокие термические нагрузки. В частности, зона распада электродов центральной части свода электропечи является наиболее изнашиваемой в процессе службы частью свода. По мере ее износа увеличиваются зазоры между электродами и стенками отверстий в своде, что приводит к повышению количества неорганизованных пылегазовых выбросов из рабочего пространства, а также снижается механическая прочность центральной части свода. Эти факторы приводят к необходимости периодической замены центральной керамической части свода ДСП и к увеличению эксплуатационных затраты при выплавке стали.The long-term practice of operating water-cooled EAF arches of various capacities indicates that the central refractory part experiences the highest thermal loads. In particular, the electrode decay zone of the central part of the roof of the electric furnace is the most worn part of the roof during service. As it wears, the gaps between the electrodes and the walls of the holes in the roof increase, which leads to an increase in the amount of fugitive dust and gas emissions from the working space, and the mechanical strength of the central part of the roof also decreases. These factors lead to the need for periodic replacement of the central ceramic part of the EAF roof and to an increase in operating costs in steelmaking.
Поэтому к материалам, используемым для изготовления центральной части свода ДСП предъявляются повышенные требования по термостойкости и сопротивлению абразивному износу.Therefore, the materials used for the manufacture of the central part of the arch of the chipboard are subject to increased requirements for heat resistance and resistance to abrasive wear.
В связи с изложенными требованиями к центральной части свода ДСП в патенте на полезную модель 140686 от 13.09.2013 предлагается изготавливать огнеупорное изделие для центральной части свода дуговой печи с отверстиями для электродов, цельным или из огнеупорных сегментов, образующих совместно огнеупорную плиту круглой или дельтовидной формы, при этом, верхняя часть указанной огнеупорной плиты имеет форму усеченного конуса. Таким образом обеспечивается увеличение срока эксплуатации центральной части свода ДСП за счет увеличения толщины его части, подвергаемой наибольшему термическому и механическому воздействию.In connection with the above requirements for the central part of the EAF roof, in the utility model patent 140686 dated September 13, 2013, it is proposed to manufacture a refractory product for the central part of the arc furnace roof with holes for electrodes, one-piece or from refractory segments that together form a round or delta-shaped refractory plate, at the same time, the upper part of the specified refractory plate has the shape of a truncated cone. Thus, an increase in the service life of the central part of the EAF arch is ensured by increasing the thickness of its part subjected to the greatest thermal and mechanical stress.
Недостатком технического решения по патенту на полезную модель 140686 является достижение поставленной цели - увеличение длительности эксплуатации центральной части свода ДСП - за счет большего расхода огнеупоров, так как изделие изготавливают большей толщины в зоне электродных отверстий. Также недостатком цельного изделия является сложность и высокая стоимость транспортировки изделия с габаритным размером более 2,5 мм.The disadvantage of the technical solution according to the patent for utility model 140686 is the achievement of the goal - increasing the duration of operation of the central part of the arch of the chipboard - due to the greater consumption of refractories, since the product is made of greater thickness in the area of the electrode holes. Also, the disadvantage of a solid product is the complexity and high cost of transporting products with an overall size of more than 2.5 mm.
В патенте на полезную модель 44805 от 12.11.2004 предлагается выполнять центральную часть свода ДСП из одного цельного огнеупорного изделия или из огнеупорных секторов размерами в 1/3 от размера центральной части водоохлаждаемого свода, при этом формировать их из низкоцементного высокоглиноземистого бетона, предварительно проводя их термообработку при температуре 320-350°С с целью обеспечения механической прочности этих изделий, характеризуемой величиной прочности на сжатие 80-100 Н/мм2.In the patent for utility model 44805 dated November 12, 2004, it is proposed to make the central part of the EAF roof from one solid refractory product or from refractory sectors with dimensions of 1/3 of the size of the central part of the water-cooled roof, while forming them from low-cement high-alumina concrete, after heat treatment at a temperature of 320-350°C in order to ensure the mechanical strength of these products, characterized by a compressive strength of 80-100 N/mm 2 .
Недостатком технического решения по патенту на полезную модель 44805 является низкая стойкость центральной части свода из огнеупорных секторов размерами в 1/3 от размера центральной части водоохлаждаемого свода, т.к. при такой конструкции толщина перемычки между подэлектродными отверстиями уменьшается в два раза, что может привести к образованию сквозной трещины и последующего разрушения перемычки, что, в свою очередь, приводит к преждевременному выводу свода из эксплуатации. Недостатком цельного изделия является сложность и высокая стоимость транспортировки изделия с габаритным размером более 2,5 мм.The disadvantage of the technical solution according to the patent for utility model 44805 is the low resistance of the central part of the roof of refractory sectors with dimensions of 1/3 of the size of the central part of the water-cooled roof, because With such a design, the thickness of the bridge between the subelectrode holes is halved, which can lead to the formation of a through crack and subsequent destruction of the bridge, which, in turn, leads to premature decommissioning of the dome. The disadvantage of a one-piece product is the complexity and high cost of transporting a product with an overall size of more than 2.5 mm.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно повышение стойкости центральной части свода ДСП и снижение затрат при ее изготовлении, транспортировки и эксплуатации.The objective of the proposed utility model is to eliminate these shortcomings, namely, to increase the stability of the central part of the chipboard arch and reduce costs in its manufacture, transportation and operation.
Поставленная цель, согласно формуле полезной модели, достигается тем, что центральная часть водоохлаждаемого свода дуговой сталеплавильной печи переменного тока, выполненная из огнеупорного материала, имеющая круглую форму, состоящая из отдельных огнеупорных сегментов и имеющая три отверстия для электродов, в соответствии с полезной моделью данная центральная часть свода состоит из двух сегментов, изготовленных из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего, мас.%: Al2O3 - не менее 89, Cr2O3 - не менее 3, металлическую фибру из жаропрочной стали - не менее 2, указанные сегменты термообработаны при температуре не менее 450°С, а указанные отверстия для электродов сформированы в одном из сегментов, плоскость сочленения сегментов параллельна плоскости, образованной осями двух отверстий для электродов, а минимальное расстояние между указанными плоскостями составляет величину, превышающую на 150 мм значение радиуса отверстия для электродов R.The goal, according to the formula of the utility model, is achieved by the fact that the central part of the water-cooled roof of the AC steel-smelting furnace, made of refractory material, having a round shape, consisting of separate refractory segments and having three holes for electrodes, in accordance with the utility model, this central part of the arch consists of two segments made of refractory material based on tabular alumina, containing, wt.%: Al 2 O 3 - not less than 89, Cr 2 O 3 - not less than 3, metal fiber from heat-resistant steel - not less than 2, said segments are heat-treated at a temperature of at least 450°C, and said holes for electrodes are formed in one of the segments, the articulation plane of the segments is parallel to the plane formed by the axes of the two holes for electrodes, and the minimum distance between the said planes is 150 mm greater than the value of the radius holes for R electrodes.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется на фиг. 1, где изображена центральная часть свода, состоящая из большего сегмента 7, в котором сформированы отверстия для электродов, меньшего сегмента 2. При этом минимальное расстояние Н между плоскостью, образованной осями подэлектродных отверстий и плоскостью сочленения сегментов, равно Roтв+150 мм, где Roтв - радиус отверстия под электрод, мм.The essence of the proposed utility model is illustrated in Fig. 1, which shows the central part of the arch, consisting of a larger segment 7, in which holes for the electrodes are formed, a
Благодаря тому, что наиболее изнашиваемая зона в центральной части свода (зона распада) находится в цельном сегменте, а не разнесена на 3 изделия, как в полезной модели 44805, достигается более высокая стойкость центральной части свода из-за отсутствия в ней монтажных швов, а также увеличения в два раза толщины перемычек между отверстиями под электроды. Предлагаемая схема центральной части свода также решает проблему транспортировки крупногабаритных изделий из-за ограничения по габариту не более 2,5 м.Due to the fact that the most worn area in the central part of the roof (disintegration zone) is located in a single segment, and not spaced into 3 products, as in utility model 44805, a higher resistance of the central part of the roof is achieved due to the absence of assembly joints in it, and also doubling the thickness of the jumpers between the holes for the electrodes. The proposed scheme of the central part of the arch also solves the problem of transporting large-sized products due to the limitation in size of no more than 2.5 m.
Изготовление сегментов центральной части свода производится следующим образом. На вибростол устанавливают оснастку, включается вибрация и бетонная смесь на основе табулярного глинозема, с добавкой металлической фибры, затворенная водой, загружается в оснастку. Сформованные изделия по прошествии 12-24 ч извлекаются из оснастки и подвергаются сушке при 450°С.The manufacture of segments of the central part of the arch is as follows. A tooling is installed on the vibrating table, vibration is turned on and a concrete mixture based on tabular alumina, with the addition of metal fiber, mixed with water, is loaded into the tooling. Molded products after 12-24 hours are removed from the tooling and dried at 450°C.
Изготовление огнеупорных сегментов посредством вибролитья из огнеупорного материала на основе табулярного глинозема, содержащего не менее 89 мас.% Al2O3, обеспечивает высокую огнеупорность и механическую прочность изделия, низкое температурное расширение. Такие показатели объясняются особенностями микроструктуры табулярного глинозема: низкой открытой пористостью и крупным размером кристаллов с закрытыми сферическими порами, сформировавшимися при интенсивном спекании. Таким образом, это позволит повысить износостойкость и термостойкость центральной части свода в зоне распада, что приведет к повышению срока и надежности их эксплуатации. Снижение содержания Al2O3 может привести к снижению огнеупорности и износостойкости изделий, что не позволит достичь технического результата.The production of refractory segments by vibrocasting from refractory material based on tabular alumina containing at least 89 wt.% Al 2 O 3 provides high fire resistance and mechanical strength of the product, low thermal expansion. Such indicators are explained by the peculiarities of the tabular alumina microstructure: low open porosity and large size of crystals with closed spherical pores formed during intensive sintering. Thus, this will increase the wear resistance and heat resistance of the central part of the roof in the decay zone, which will lead to an increase in the life and reliability of their operation. Reducing the content of Al 2 O 3 can lead to a decrease in fire resistance and wear resistance of products, which will not allow to achieve a technical result.
Содержание в составе огнеупорного материала Cr2O3 в количестве не менее 3 мас. % повышает термическую стойкость огнеупора, а также его устойчивость к коррозионному воздействую шлака ДСП. Содержание металлической фибры в количестве не менее 2 мас. % обеспечивает повышение механической прочности и трещиностойкости материала.The content in the composition of the refractory material Cr 2 O 3 in an amount of at least 3 wt. % increases the thermal stability of the refractory, as well as its resistance to the corrosive effect of EAF slag. The content of metal fibers in an amount of at least 2 wt. % provides an increase in the mechanical strength and crack resistance of the material.
Термообработка изделий при температуре не менее 450°С обеспечивает полное удаление физически и химически связанной воды, что предотвращает взрывное растрескивание изделия при первой эксплуатации центральной части свода.Heat treatment of products at a temperature of at least 450°C ensures complete removal of physically and chemically bound water, which prevents explosive cracking of the product during the first operation of the central part of the arch.
Минимальное расстояние между плоскостью, образованной осями подэлектродных отверстий и плоскостью, ограничивающей меньший сегмент, а именно минимальная толщина стенки между отверстием под электрод и краем большего сегмента определялась на основании расчета термических напряжений, возникающих в центральной части свода при эксплуатации. При толщине стенки кольца меньше 150 мм повышается вероятность образования сквозной трещины и последующего разрушения большего сегмента, что приведет к преждевременной остановке ДСП на ремонт и не позволит достичь технического результата.The minimum distance between the plane formed by the axes of the electrode holes and the plane bounding the smaller segment, namely, the minimum wall thickness between the hole for the electrode and the edge of the larger segment, was determined based on the calculation of thermal stresses arising in the central part of the dome during operation. With a ring wall thickness of less than 150 mm, the likelihood of a through crack and subsequent destruction of a larger segment increases, which will lead to a premature stop of the chipboard for repairs and will not allow to achieve a technical result.
Огнеупорные сегменты, изготовленные из материала предлагаемого состава и обожженные при температуре не менее 450°С, имеют более высокую механическую прочность - не менее 100 Н/мм2 - при температуре до 1800°С, что увеличивает их стойкость при эксплуатации.Refractory segments made from the material of the proposed composition and fired at a temperature of at least 450°C, have a higher mechanical strength - at least 100 N/mm 2 - at temperatures up to 1800°C, which increases their service life.
Выполненные в соответствии с настоящей полезной моделью центральные части свода эксплуатировались на 150-т ДСП. Минимальная толщина стенки между отверстием под электрод и краем большего сегмента составляла 200 мм. Максимальная стойкость центральной части свода составила 830 плавок, что на 40% превысило данный показатель для центральной части свода из трех секторов. Также отмечено отсутствие разрушения перемычек между отверстиями под электроды, что снизило расход электродов. При этом стоимость центральной части по предложенной схеме на 15% меньше, чем при использовании цельного огнеупорного изделия, из-за меньших габаритов изделия и менее дорогостоящей транспортировки.The central parts of the vault, made in accordance with this utility model, were operated on a 150-ton chipboard. The minimum wall thickness between the hole for the electrode and the edge of the larger segment was 200 mm. The maximum durability of the central part of the vault was 830 heats, which is 40% higher than the figure for the central part of the vault of three sectors. It was also noted that there was no destruction of the jumpers between the holes for the electrodes, which reduced the consumption of electrodes. At the same time, the cost of the central part according to the proposed scheme is 15% less than when using a solid refractory product, due to the smaller dimensions of the product and less expensive transportation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU217201U1 true RU217201U1 (en) | 2023-03-22 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU926492A1 (en) * | 1980-09-01 | 1982-05-07 | Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности | Arc furnace roof |
| RU2037761C1 (en) * | 1989-04-19 | 1995-06-19 | Герасимов Александр Варламович | Roof of electric-arc melting furnace |
| CN205275636U (en) * | 2015-11-17 | 2016-06-01 | 南京联合荣大工程材料有限责任公司 | Screens combined type electric arc furnace furnace roof prefab |
| RU210483U1 (en) * | 2021-10-26 | 2022-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Кералит" | THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU926492A1 (en) * | 1980-09-01 | 1982-05-07 | Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности | Arc furnace roof |
| RU2037761C1 (en) * | 1989-04-19 | 1995-06-19 | Герасимов Александр Варламович | Roof of electric-arc melting furnace |
| CN205275636U (en) * | 2015-11-17 | 2016-06-01 | 南京联合荣大工程材料有限责任公司 | Screens combined type electric arc furnace furnace roof prefab |
| RU210483U1 (en) * | 2021-10-26 | 2022-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Кералит" | THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101555151B (en) | Corundum fireproof ball used for ball-type hot-blast stove and preparation method thereof | |
| US2304170A (en) | Furnace roof | |
| RU217201U1 (en) | THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE | |
| CN100372796C (en) | Composite silicon brick | |
| JP2010501462A (en) | Fired refractory products | |
| RU210483U1 (en) | THE CENTRAL PART OF THE COVER OF THE ARC STEEL-MELTING FURNACE | |
| JP5169434B2 (en) | How to build a VOD pot | |
| CN107963900A (en) | Compound saggar, preparation method and applications | |
| JP3343297B2 (en) | Fired refractory brick for lining | |
| CN110590342A (en) | Silica sol combined corundum refractory mortar | |
| CN105819871A (en) | Air blowing and slag removing spray gun for foundry ladle and preparation method thereof | |
| CN110228955A (en) | Inner lining structure in a kind of major diameter lime shaft kiln kiln | |
| RU140686U1 (en) | FIREPROOF PLATE FOR THE CENTRAL PART OF THE VALVE OF THE ARC STEEL FURNACE | |
| CN108083824A (en) | Corrosion-resistant saggar, preparation method and applications | |
| RU2383836C2 (en) | Rotary kiln internal heat exchanger | |
| JP2010139100A (en) | Refractory material for heat treatment furnace | |
| US3425674A (en) | Rotary kiln construction | |
| JP4441056B2 (en) | Refractory block, manufacturing method thereof and molten metal container | |
| US3438620A (en) | Reveberatory copper-matte smelting furnace | |
| US20070213198A1 (en) | Refractory composition | |
| RU54419U1 (en) | ROTARY FURNACE LINING | |
| RU2037116C1 (en) | Lining of rotary tubular furnace for burning of ore-lime mixture | |
| SU814972A1 (en) | Refractory mass | |
| CN210268156U (en) | Kiln head structure of zinc-containing waste residue reduction smelting kiln | |
| US3364287A (en) | Method of lining a rotary kiln |