Футеровка днища конвертера с донными фурмами
LINING OF CONVERTER BOTTOM WITH BOTTOM TUYERES

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к футеровке кислородного конвертера с комбинированной продувкой металла: верхняя продувка осуществляется кислородом, который подается через верхнюю фурму, нижняя продувка осуществляется нейтральными газами через донную фурму увеличенного размера по высоте.
6
Известна фурма для донной продувки металла газом, содержащая гнездовой блок, с расположенной в нем огнеупорной продувочной фурмой с продольными щелевыми каналами для подачи инертного газа, заключенной со стороны конусного основания в металлическую гильзу, к которой приварена металлическая крышка с отверстиями для газоподводящей трубки, закрывающая дно продувочной фурмы с образование сообщенной с продольными щелевыми каналами газораспределительной полости, обожженный керамический сердечник в бетонной оболочке, выполненной в виде бруса с продольными щелевыми каналами, индикатор износа, расположенного в нижней части продувочной фурмы [1] (Патент на полезную модель РФ, №118965, МПКС21С5/48, 2012).
Недостатком указанной фурмы является недостаточная высота над рабочим слоем днища и, как следствие, отсутствие технического результата по увеличению времени продувки.
6
Известно днище конвертера, содержащее газораспределительный коллектор с изогнутыми подводящими трубопроводами, размещенные в слое огнеупорной засыпки между рабочим и арматурным слоями футеровки днища, каналы фурм в верхней части на 1/3- 1/2 высоты, заполненные пористым огнеупором, вертикальные концы подводящих трубопроводов свободно вставлены снизу каналы фурм [2] (Авторское свидетельство СССР, №1346681, МПКС21С5/48, 1985).
Недостатком этой конструкции является сложность конструкции и недостаточное время эксплуатации по сравнению с огнеупорными изделиями днища.
Известна фурма для донной продувки металла в конвертере, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты подачи газа и защитной среды,
6
теплоизолирующую оболочку из неметаллического негорючего материала, установленную на наружной металлической трубе на которой расположен арматурный слой из плотно навитой углеродистой проволоки. [4] (Авторское свидетельство СССР, №1423603, МПКС21С5/48, 1987).
Недостатком этой конструкции является сложность конструкции и необходимость использовать дорогостоящие материалы, также технический результат по увеличению стойкости, достигается по мере износа фурмы, что может отразиться на ее пропускной способности.
6
Наиболее близким решение к изобретению является фурменный блок для донной продувки, содержащий размещенные на поверхности фурменной трубы с шагом, равной 1,4-10 калибрам трубы, втулки длиной 0,4-6 калибров из экзотермического материала. [4] (Авторское свидетельство СССР, №1715862, МПКС21С5/48, 1989).
Недостатком изобретения является сложность конструкции и необходимость использовать дорогостоящие материалы, также технический результат по увеличению стойкости, достигается по мере износа фурмы, что может отразиться на ее пропускной способности.
Задача изобретения – увеличение срока службы донных фурм конвертера и длительности эксплуатации конвертера с продувкой через днище нейтральными газами.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в футеровке днища конвертера с донными фурмами, содержащей рабочую футеровку, донную фурму, предусмотрены следующие отличия: увеличение на 1-50% высоты донной фурмы по высоте относительно кладки рабочей футеровки днища конвертера.
Кроме того, предложенная футеровка днища конвертера с донными фурмами отличается наличием дополнительно защитных блоков, обкладываемых вокруг донных фурм, увеличенного размера по высоте кладки рабочей футеровки днища конвертера, а высота защитных блоков составляет 1-60% от высоты кладки рабочей футеровки днища конвертера.
Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Техническое решение позволяет увеличить срок службы донных фурм конвертера, увеличить длительность эксплуатации конвертера с продувкой через днище нейтральными газами.
Сущность предложенной футеровки днища конвертера с донными фурмами поясняется чертежом, на котором:
Фиг. 1 – общая схема днища футеровки конвертера с донными фурмами и обкладочными блоками увеличенного размера.
Предложенная футеровка днища конвертера с донными фурмами состоит из рабочей футеровки 1, донной фурмы 2, защитного блока 3.
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом.
Рабочая футеровка днища конвертера 1 изготовлена из огнеупорного материала на основе периклазоуглерода. Высота рабочего слоя 1 составляет 850-950 мм и зависит от геометрии внутреннего пространства конвертера, а также от конструкционных особенностей металлоконструкции металлургического агрегата. Донная фурма 2 имеет высоту на 1-50% выше высоты Н кладки рабочего слоя футеровки днища конвертера 1. Минимальный размер высоты донной фурмы 2 обусловлен неполучением технического результата, максимальный размер высоты донной фурмы 2 обусловлен, по результатам гидродинамической модели, снижением массообмена в шлако-металлическом растворе, и как следствие, снижением технико-экономических показателей получения стали и извлечения ванадия из чугуна. Для увеличения срока эксплуатации донных фурм 2, производится ее обкладка защитным блоком 3 на 1-60% выше высоты рабочей футеровки кладки днища конвертера 1. Защитный блок 3 изготовлен из огнеупорного материала. В качестве огнеупорного материала для изготовления защитного блока 3 применяется, например, периклазоуглеродистые изделия, выполненные из высококачественного, крупнокристаллического периклаза с добавлением чешуйчатого графита.
Футеровка днища конвертера с донными фурмами работает следующим образом.
На внутреннюю поверхность днища конвертера выкладывают рабочую футеровку 1 по техническим чертежам АО «ЕВРАЗ НТМК». Затем вставляется донная фурма 2, которая обкладывается защитным блоком 3, выполненного из материала, например, периклазоуглерод.
Применение в качестве защитного блока 3 огнеупорного материала периклазоуглерода, изготовленного из высококачественного, крупнокристаллического периклаза с добавлением чешуйчатого графита и обусловлено тем, что данный материал коррозионно- и эрозионноустойчив к шлаку и металлу, тем самым предохраняет донную фурму 2 от прогара, а также препятствует интенсивному охлаждению донной фурмы 2, что приводит к увеличению сорока службы донных фурм. Огнеупорный материал по типу периклазоуглерода 3 способен выдерживать высокую температуру и уплотнить пространство между донной фурмой 2 и рабочей футеровкой 1 днища конвертера, что исключает попадание жидкого металла в стыки и швы кладки.
Высота защитного блока 3 предпочтительно на выше 1-60% высоты рабочей футеровки кладки днища конвертера 1. Минимальный размер высоты защитного блока 3 обусловлен неполучением технического результата, а максимальный размер высоты – должен обеспечить превышение высоты донной фурмы 2 и днища конвертера 1, тем самым обеспечить надежную работу донной фурмы 2.
Количество рядов защитного блока 3 предпочтительно составляет от 1 и более рядов, и количество рядов зависит от размеров самих донных блоков и возможностью защищать донную фурму 2. При минимальном значении рядов защитного блока в количестве 1 ряда, технический результат по повышению стойкости донной фурмы 2 минимален, при количестве 3 рядов и более приводит к увеличению толщины рабочего слоя рабочей футеровки днища конвертера 1 и, как следствие, к удорожанию проекта.
Предлагаемая футеровка днища конвертера с донными фурмами позволяет:
- увеличить срок службы донных фурм конвертера;
- увеличить длительность эксплуатации конвертера с продувкой через днище нейтральными газами.
Опытно-промышленные испытания предлагаемой футеровки днища конвертера с донными фурмами на АО «ЕВРАЗ НТМК» дали высокие результаты по стойкости донных фурм и конвертеров по сравнению с серийно применяемыми не менее чем 1,3-2,5 раза.
Источники информации
6
[1] Патент на полезную модель РФ, №118965, МПКС21С5/48, 2012.
6
[2] Авторское свидетельство СССР, №1346681, МПКС21С5/48, 1985.
6
[3] Авторское свидетельство СССР, №1423603, МПКС21С5/48, 1987.
6
[4] Авторское свидетельство СССР, №1715862, МПКС21С5/48, 1989.