SU1806322A3 - Футеровка ванны плавильной печи - Google Patents
Футеровка ванны плавильной печи Download PDFInfo
- Publication number
- SU1806322A3 SU1806322A3 SU914934511A SU4934511A SU1806322A3 SU 1806322 A3 SU1806322 A3 SU 1806322A3 SU 914934511 A SU914934511 A SU 914934511A SU 4934511 A SU4934511 A SU 4934511A SU 1806322 A3 SU1806322 A3 SU 1806322A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- lining
- height
- masonry
- graphite blocks
- walls
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 38
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 36
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 5
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000011822 basic refractory Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
Изобретение относится к цветной и черной металлургии, в частности к оборудованию электротермического производства медно-никелевых штейнов при плавке медно-никелевого рудного сырья, а также обеднения жидких оборотных шлаков.
Целью изобретения является уменьшение износа футеровки в шлаковом поясе.
Сущность заявленного решения заклю, чается в следующем.
Из практики работы руднотермических многошлаковых печей (плавка рудного сырья и обеднение конвертерных шлаков и шлаков автогенных процессов) известно, что наиболее агрессивной фазой для футеровки из основного огнеупорного кирпича (на магнезитовой основе) являются шлаки, особенно кислые, которые химически взаимодействуют с магнезитовым (или хромомагнезитовым) кирпичом. Основной защитой такой футеровки от расплавленного шлака является наличие шлакового гарниссажа на огневой поверхности кирпичной футеровки. Но в силу указанных свойств кирпичной футеровки (ее тепловое сопротивление выше сопротивления углеродистой футеровки в 2-2,5 раза) достижение стабильного гарниссажногй слоя на ней осуществить значительно труднее, чем на футеровке из углеродистых материалов.
1806322 АЗ
Поэтому указанный участок кирпичной футеровки прототипа в зоне контакта ее со шлаком, целесообразно заменить на графитовые блоки.
Штейн практически не взаимодействует химически с основным огнеупорным кирпичом. Поэтому подины печей на всех заводах по производству тяжелых цветных металлов выкладываются из кирпичей на магнезитовой основе (магнезит, хромомагнезит, периклазо-шпинелид и т.д.) и хомпания их достаточно длительна (до 3-5 лет). По этой причине основная футеровка в зоне контакта со штейном практически не нуждается в защите ее слоем гарниссажа, и поэтому целесообразно нижнюю часть стен также выкладывать из основного огнеупорного кирпича, причем на этом участке стен (по вертикали) нет необходимости в кладку вводить металлические ребра для скорейшего отвода тепла от штейна.
Верхние части стен, которые находятся в контакте лишь с отходящими газами и температура которых не превышает 600700°С, целесообразно выполнять из более дешевого кирпича, например из шамотной кладки, установленной на 1-3 ряда хромомагнезитового кирпича, выполняющего защитную роль в переходной зоне от графитовых блоков и шамотной кладки при аварийном подъеме шлаковой ванны,
Высота Футеровки нижней части стен из основного огнеупорного кирпича выбрана из соображений возможного колебания уровня штейна и удобства выкладки стен из большемерных кирпичей.
На высоту более 0,192 высоты стен от свода до критического шва кладка нижней части стен из основного кирпича нецелесообразна, так как максимальный уровень штейна в руднотермических печах не бывает выше этой величины, а высота футеровки, равная 0,115 высоты стен от свода до критического шва,соответствует обычной высоте . штейновой ванны при стабильной работе.
Если основная кладка в нижней части стен выложена на высоту более 0,192 высоты стены до критического шва, то наблюдается повышенный износ кладки в нижней части стены из-за ее длительного контакта со шлаком, а если она выложена на высоту менее 0,115 высоты стены до критического шва, то отмечается усиленный износ графитовых блоков из-за длительного контакта их со штейном.
Диапазон высоты футеровки из графитированных блоков выбран из соображений возможного колебания уровня шлаковой ванны и удобства выкладки футеровки из стандартных типоразмеров графитирован ных блоков. На высоту более 0,524 высоты стен от свода до критического шва выполнять футеровку из графитированных блоков нецелесообразно,так как максимальный уровень ванны в руднотермических печах не бывает выше этой величины, и если блоки находятся выше уровня ванны, то они быстро окисляются воздухом под сводом, а высота футеровки, равная 0,45 высоты стен от свода до критического шва,соответствует обычной высоте ванны при стабильной работе печей.
Если же высота футеровки ниже этой величины, то шлак начинает разъедать кирпичную футеровку из-за отсутствия на ней гарниссажа.
1-3 ряда кладки из основного огнеупорного кирпича, опирающейся на кладку из графитированных блоков, являются промежуточным (буферным) слоем футеровки на случай аварийного подъема шлаковой ванны, исключающим быстрое разъединение, шамотной кладки (в случае отсутствия указанного промежуточного слоя кладки из основного огнеупорного кирпича). Высота этого слоя футеровки (1-3 ряда кирпича) выбрана из соображений максимального прироста уровня шлаковой ванны при аварийных ситуациях (невозможность понижения уровня ванны из-за трудности прожигания штейновых шпуров и шлаковых леток) в течение определенного времени (после отключения печи), когда уровень ванны поднимается из-за расплавления остатков твердой шихты за счет тепловой инерции шлаковой ванны.
Если в промежуточном слое кладки (над участком из графитовых блоков) более 3 рядов основного кирпича, то наблюдается нерациональное использование кирпича, так как он постоянно находится выше уровня шлаковой ванны, а если этот промежуточный слой кладки отсутствует (менее 1 ряда кирпича), то при аварийных подъемах шлаковой ванны шамотная кладка верхней части стен быстро выходит из строя.
Из сказанного бытекает целесообразность оребрения кожуха только на участке кладки из графитированных блоков, так как промежуточный слой футеровки из основного огнеупорного кирпича (между графитированными блоками и шамотом) работает, т.е. находится в контакте со. шлаком, в редких аварийных случаях, а постоянно находится в контакте с шихтовыми откосами и газовой фазой.
Так как теплопроводность углеродистой засыпки, по сравнению с металлическими ребрами и графитовыми блоками в десятки раз меньше (2-3: 30; 50 ккал/м2· ч град)) то для более эффективного отвода тепла от шлаковой ванны через участок футеровки из графитовых блоков длина ребер (по горизонтали) должна быть равной толщине засыпки.
Если длина ребер меньше толщины засыпки, то тепловое сопротивление участка засыпки (между кожухом и холодной поверхностью графитового блока) увеличивается и теплоотдача через футеровку уменьшается, ухудшая условия образования стабильного гарниссажа на огневой поверхности графитовых блоков.
Если длина ребер более толщины слоя засыпки, то на участке контакта между поверхностями графитовых блоков и ребер скорость отвода тепла также уменьшается из-за меньшей величины теплопроводности металла по сравнению с графитом (в ~ 1,5 раза).
Если шаг ребер более ширины блока, то ухудшается отвод тепла через футеровку, а если менее ширины блока, то увеличивается расход металла на оребрение при практически той же скорости отвода тепла.
На высоту менее 0,115 высоты стен от свода до критического шва располагать ребра также нецелесообразно из-за увеличения расхода металла на ребра, так как ниже указанной величины уровень штейна при стабильной работе печей не опускается, а быстрый отвод тепла от штейна увеличивает возможность осаждения настылей.
Слой засыпки из углеродистых материалов по высоте футеровки из графитированных блоков необходим для хорошего спекания блоков с засыпкой и лучшего контакта блоков с кожухом печи (через спекшуюся засыпку), обеспечивающего эффективную теплоотдачу от расплавленного шлака через футеровку (для образования гарниссажа и уменьшения износа блоков).
Если на указанном участке будет обычная огнеупорная засыпка, то спекания блоков с засыпкой не произойдет и графитированная футеровка начнет гореть из-за недостаточного отвода тепла от шлака и невозможности образования гарниссажа на огневой поверхности графитированных блоков.
Таким образом, замена части кирпичной кладки графитированными блоками в зоне контакта футеровки печи с шлаковой ванной и части огнеупорной засыпки углеродистой на участке футеровки из блоков позволяет увеличить стойкость футеровки стен и компанию печи, а заявляемые диапазоны расположения по вертикали нижней и верхней частей стен из кирпичной кладки, а также участки графитированных блоков позволяют уменьшить расход металла на оребрение и дорогостоящего основного огнеупорного кирпича (по сравнению с прототипом).
Существенность отличий заявляемой футеровки подтверждается тем, что анализ патентной и научно-технической литературы не выявил признаков, аналогичных заявляемым.
На чертеже представлены вертикальный и горизонтальный разрезы футеровки стены круглой плавильной печи.
Футеровка включает металлический кожух 1, огнеупорную 2 и углеродистую засып15 ки 3, шамотную кладку 4 верхней части стены высотой h4< металлические ребра 5, участок кладки из графитированных блоков 6 средней части стены высотой Иг, кирпичную кладку из хромомэгнезитового кирпича 20 7 в нижней части стены высотой hi, подину' 9 с критическим швом 8, боковую стену высотой Н.
Пример осуществления. Заявляемая конструкция футеровки плавильной печи со25 бирается (на примере круглой электропечи Надеждинского металлургического завода) следующим образом. К металлическому кожуху изнутри привариваю·!· вертикальные ребра длиной 3600-4800 мм в зависимости 30 от высоты участка графитированной кладки шириной 80 мм (по горизонтали) и толщиной 2 мм. Между кожухом и кирпичной кладкой засыпается огнеупорный порошок. Толщина слоя огнеупорной засыпки составляет 35 <5 з = 80 мм. Кладка нижней части стен выполнена на 1,5 длины одного большемерного хромомагнезитового кирпича длиной 300 мм, шириной 150 мм и толщиной 75 мм, Кирпичи укладываются в 3-5 рядов на слой . 40 кирпичей подины (критический шов) на ребро.
На описанный участок огнеупорной кладки из хромомагнезитовых кирпичей устанавливаются графитированные блоки, огневая 45 поверхность которых составляет (400 х 400) мм2. По длине блоки могут быть менее длины хромомагнезитовой кладки, а могут быть и заподлицо с огнеупорной кладкой нижней части стены. По высоте укладывается не50 сколько рядов блоков (3-4). Если в кирпич- ной кладке 4-5 рядов кирпичей, то кладут три ряда блоков, что составляет уровень от критического шва 1800-1950 мм, а если в нижней части стены кладка из 3 рядов кир55 пичей, то кладут 4 ряда блоков и уровень от критического шва будет 2050 мм. С учетом стрелы прогиба подины максимальный общий уровень расплавленной массы (штейн + +шлак) не должен быть более 2100-2350 мм
Ί 1806322 8 (что составляет 1800-2050 мм от критического шва), чтобы не заходить за верхний уровень графитированных блоков (в обычной практике работы руднотермических печей общий уровень составляет 1900-2100 мм).
На участке графитированных блоков уплотняющий слой засыпки выполняется на графитовом порошке с углеродистой пастой, на остальных участках слой засыпки из огнеупорной кирпичной крошки.
Выше участка графитированных блоков в зоне подсводного пространства кладка выполняется из 1-3 рядов такого же большемерного кирпича (хромомагнезит), что и в нижней части стен (на ребро), а выше этой кладки Футеровки до свода выкладывается 4 из шамотного кирпича.
Испытания описанной конструкции футеровки с различными диапазонами заявляемых параметров были проведены на круглых электропечах для обеднения конвертерных шлаков и шлаков взвешенной плавки никелеаого сырья на Надеждинском металлургическом 'заводе в 1989-1990 г. г,Выборочные результаты испытаний приведены в таблице.
Из данных, таблицы следует, что минимальный износ футеровки (как из графитовых блоков, так и кирпичной футеровки) наблюдается в режимах 4-7, где одновременно соблюдаются все заявляемые параметры конструкции футеровки в заявляемом диапазоне их величин,
Скорость износа хромомагнезитовой футеровки при контакте ее со шлаком со* ставляет 0,82-0,90 мм/сут, скорость износа графитовых блоков в 3 раза меньше, скорость износа графитовых блоков при контакте со штейном 1,2-1,4 мм/сут.
Внедрение указанной конструкции фу- * теровки на электропечах Надеждинского металлургического завода позволяет увеличить срок службы футеровки на 20 сут и экономить на одном ремонте до 380 кг стали и 95 т хромомагнезитового кирпича, что со5 ставит экономический эффект 0,4 млн. руб. в год.
Claims (2)
1. Футеровка ванны плавильной печи, 10 содержащая подину и боковые стены, выполненные из участков кирпичной и графитированной кладки, заключенные в металлический кожух с приваренными изнутри металлическими ребрами, уплотняющий слой засыпки между кожухом и футеровкой, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения износа футеровки в шлаковом поясе, она выполнена последовательно сверху вниз от свода из слоя шамотной кладки, 1-3 рядов основного огнеупорного кирпича, графитированных блоков и слоев основного огнеупорного кирпича, примем высота слоев основного огнеупорного кирпича в нижней части кладки равна 0,1150,192 высоты стен от свода до критического шва, а высота слоев графитированных блоков от уровня верхнего торца кладки из основных кирпичей нижней части стен составляет 0,460-0,524 высоты стен от свода . до критического шва.
2. Футеровка по п.1, отличающаяс я тем, что оребрение кожуха из вертикальных ребер, длина которых равна высоте участка из графитированных блоков, ширина равна толщине слоя засыпки, выполнено только на участке футеровки из графитированных блоков с шагом, равным ширине блока, при этом слой засыпки на участке графитированных блоков выполнен из углеродистых материалов.
1806322 10
Результаты испытаний конструкций футеровок обеднительных электропечей НИЗ (высота стены от свода до критического шва 3,91 м) •Составитель З.Зорий
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914934511A SU1806322A3 (ru) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Футеровка ванны плавильной печи |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914934511A SU1806322A3 (ru) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Футеровка ванны плавильной печи |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1806322A3 true SU1806322A3 (ru) | 1993-03-30 |
Family
ID=21573589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914934511A SU1806322A3 (ru) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | Футеровка ванны плавильной печи |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1806322A3 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544724C2 (ru) * | 2013-03-21 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Печь шахтная |
| WO2022098221A1 (ru) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | Акционерное Общество "Усть-Каменогорский Титано-Магниевый Комбинат" Ао "Ук Тмк" | Способ изготовления футеровки плавильной печи |
-
1991
- 1991-05-07 SU SU914934511A patent/SU1806322A3/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544724C2 (ru) * | 2013-03-21 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Печь шахтная |
| WO2022098221A1 (ru) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | Акционерное Общество "Усть-Каменогорский Титано-Магниевый Комбинат" Ао "Ук Тмк" | Способ изготовления футеровки плавильной печи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3849587A (en) | Cooling devices for protecting refractory linings of furnaces | |
| EA007283B1 (ru) | Устройство для охлаждения футеровки печи | |
| CN101701295B (zh) | 富锡渣还原熔炼锡铅合金工艺以及还原熔炼反射炉 | |
| RU99118774A (ru) | Огнеупорная стенка, металлургическая емкость, содержащая такую огнеупорную стенку, и способ непрерывного получения чугуна с использованием такой огнеупорной стенки | |
| SU1806322A3 (ru) | Футеровка ванны плавильной печи | |
| JP2000204405A (ja) | 高炉の操業方法 | |
| US3463475A (en) | Taphole construction for metallurgical vessels | |
| CN203550585U (zh) | 液态出渣步进式加热炉炉底耐火材料结构 | |
| US4418893A (en) | Water-cooled refractory lined furnaces | |
| KR880000948Y1 (ko) | 내화물로 내장된 수냉로 | |
| US3343827A (en) | Taphole for a metallurgical vessel | |
| US3079450A (en) | Furnace refractory structures | |
| CN213747885U (zh) | 一种大中型矿热炉炭质冷凝炉衬 | |
| RU2772053C1 (ru) | Печь для производства феррохромовых сплавов | |
| JP3309512B2 (ja) | 銅精製炉 | |
| US3438620A (en) | Reveberatory copper-matte smelting furnace | |
| US3429565A (en) | Metallurgical degasser vessels | |
| CN1126820A (zh) | 直流电弧炉的下炉缸 | |
| JPH0532511Y2 (ru) | ||
| CN101040160B (zh) | 冶金炉 | |
| AU2014334965B2 (en) | Wall lining for a metallurgical furnace | |
| SU1186705A1 (ru) | Анодное устройство электролизера для электролитического рафинирования алюминия | |
| RU25585U1 (ru) | Плавильная печь для магниевых сплавов | |
| RU2096490C1 (ru) | Электропечь для выплавки синтетического шлака | |
| Sullivan | Refractories in Metallurgical Industries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20070508 |