СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ И УСТАНОВКИ ВОЗДУШНОЙ ФУРМЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
METHOD TO PREPARE AIR TUYERE OF BLAST FURNACE FOR OPERATION AND ITS INSTALLATION

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе и установке воздушных фурм доменных печей.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи с термообработанным алюмосодержащим газотермическим покрытием, заключающийся в удалении с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части окисленного слоя механическим путем, нанесении на внешнюю поверхность рыльной части алюмосодержащей обмазки и установке фурмы в печи не ранее, чем через сутки после нанесения обмазки (патент 2327742, С21В 716, 06.05.06). Однако не при всех значениях толщины нанесенной обмазки достигается повышение стойкости воздушной фурмы по прогару и снижение тепловых потерь через ее поверхность. Кроме того, нанесение обмазки в один слой может привести к ее отслоению при установке фурмы в печь или при эксплуатации.
Техническим результатом является повышение стойкости воздушной фурмы по прогару и снижение тепловых потерь через ее поверхность.
Технический результат достигается тем, что в способе подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи с термообработанным алюмосодержащим газотермическим покрытием, заключающемся в удалении с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части окисленного слоя механическим путем, нанесении на внешнюю поверхность рыльной части алюмосодержащей обмазки и установке фурмы в печи не ранее, чем через сутки после нанесения обмазки, согласно изобретению, поочередно наносят два слоя обмазки толщиной первого не более 0,3 мм и второго 0,5-1,0 мм, причем после нанесения каждого слоя нагревают обмазанную поверхность до температуры 150-200°С и выдерживают ее при этой температуре не менее 30 мин.
Первый слой обмазки толщиной не более 0,3 мм является подслоем для второго слоя обмазки и повышает его прочность сцепления с медно-алюминиевым диффузионным слоем. Второй слой обмазки толщиной 0,5-1,0 мм имеет высокую прочность сцепления с высохшим подслоем, что не позволяет ему отслоиться при установке фурмы в печь или при эксплуатации. Нагрев обмазанной поверхности до температуры 150-200°С и выдержка ее при этой температуре не менее 30 мин обеспечивают высыхание каждого слоя обмазки. Поверхность обмазки имеет более низкую степень черноты, чем поверхность без обмазки, а два ее слоя защищают наружную поверхность рыльной части от прогара за счет своей жаростойкости и сродства с газотермическим покрытием. Все это в совокупности обеспечивает достижение технического результата, т.е. снижение тепловых потерь через фурму и повышение стойкости фурмы по прогару.
Первый слой обмазки толщиной более 0,3 мм после высыхания начинает трескаться и имеет низкую адгезию к основе, т.е. не может являться подслоем для нанесения второго слоя обмазки. Второй слой алюмосодержащей обмазки толщиной менее 0,5 мм недостаточно защищает рыльную часть фурмы от прогара, а более 1,0 мм трудно наносить, т.к. обмазка растекается по поверхности. Нагрев обмазанной поверхности до температуры ниже 150°С не обеспечивает высыхание обмазки, а выше 200°С приводит к ее растрескиванию. Выдержка обмазанной поверхности при температуре 150-200°С менее 30 мин также не обеспечивает ее высыхание.
Способ осуществляется следующим образом. С поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части воздушной фурмы с термообработанным алюминиевым газотермическим покрытием удаляют механическим способом окисленный слой. На внешнюю поверхность рыльной части наносят кистью первый слой обмазки на основе алюмохромофосфатной связки толщиной не более 0,3 мм. Толщину обмазки определяют по толщине покрытия на эталоне, измеренной микрометром. Рыльную часть с первым слоем обмазки нагревают до температуры 150-200°С, выдерживают ее при этой температуре не менее 30 мин. Температуру рыльной части с обмазкой в процессе нагрева и выдержки измеряют с помощью контактного термометра. Далее наносят второй слой обмазки толщиной 0,5-1,0 мм. Фурму устанавливают в печи не ранее, чем через сутки после нанесения обмазки.
Пример. С поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части двадцати партий воздушных фурм по 5 штук в каждой с термообработанным алюминиевым газотермическим покрытием удалили механическим способом окисленный слой и нанесли на внешнюю поверхность рыльной части обмазку на основе алюмохромофосфатной связки в один и два слоя разной толщины. Толщину обмазки определяли по толщине покрытия на эталоне, измеренной микрометром. При этом каждый слой обмазки подвергали термообработке по разным режимам (таблица). Температуру рыльной части с обмазкой в процессе термообработки измеряли с помощью контактного термометра. Фурмы установили в печь не ранее, чем через сутки после нанесения обмазки. Вычисляли средние тепловые потери через поверхность экспериментальных фурм и среднюю стойкость фурм, снятых по прогару рыльной части. Результаты эксперимента представлены в таблице.
Таблица
Влияние обмазки на тепловые потери и стойкость по прогару воздушных фурм
№ партии
h<sub>1</sub>, мм*
t<sub>1</sub>, °C/τ<sub>1</sub>, мин
h<sub>2</sub>, мм
t<sub>2</sub>, °C/τ<sub>2</sub>, мин
Средняя стойкость, сутки
Средние тепловые потери, ккал/ч
1
1,0
-/-
-
-/-
80
182
2
0,2
180/30
0,8
180/30
97
148
3
0,3
180/30
0,8
180/30
98
146
4
0,4
180/30
-
-/-
79
185
5
0,3
100/30
0,8
-/-
81
180
6
0,3
150/30
0,8
180/30
98
146
7
0,3
200/30
0,8
180/30
98
146
8
0,3
300/30
-
-/-
78
184
9
0,3
180/15
0,8
-/-
81
181
10
0,3
180/45
0,8
180/30
98
146
11
0,3
180/30
0,3
180/30
88
168
12
0,3
180/30
0,5
180/30
96
150
13
0,3
180/30
1,0
180/30
99
145
14
0,3
180/30
1,5
-/-
79
184
15
0,3
180/30
0,8
100/30
82
179
16
0,3
180/30
0,8
150/30
98
146
17
0,3
180/30
0,8
200/30
98
146
18
0,3
180/30
0,8
300/30
79
183
19
0,3
180/30
0,8
180/15
83
180
20
0,3
200/30
0,8
180/45
98
146
* Обозначения в таблице:
h<sub>1</sub>, h<sub>2</sub> - толщина первого и второго слоев, соответственно, мм;
t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub> - температура термообработки первого и второго слоев, соответственно, °С;
τ<sub>1</sub>, τ<sub>2</sub> - время термообработки первого и второго слоев, соответственно, мин.
Согласно эксперименту отсутствие термообработки поверхности с одним слоем обмазки толщиной 1,0 мм приводит к ее повреждению при установке фурмы в печь из-за отсутствия высыхания (партия 1). Нанесение подслоя обмазки толщиной 0,4 мм и термообработка поверхности фурмы с этим подслоем при температуре 180°С в течение 30 мин приводит к растрескиванию обмазки после высыхания (партия 4). Термообработка поверхности фурмы с подслоем при температуре 100°С не обеспечивает высыхание обмазки и приводит к частичному отеканию второго слоя (партия 5). Термообработка поверхности фурмы с подслоем при температуре 300°С приводит к его растрескиванию (партия 8). Выдержка подслоя в течение 15 мин не обеспечивает высыхания подслоя, что приводит к частичному отеканию обмазки (партия 9), аналогично партии 5. Нанесение второго слоя толщиной 0,3 мм не защищает фурмы от прогара при достаточно высоком уровне тепловых потерь (партия 11). Нанесение второго слоя толщиной 1,5 мм приводит к растеканию обмазки по поверхности (партия 14). Термообработка поверхности фурмы после нанесения второго слоя обмазки при температуре 100°С в течение 30 мин не обеспечивает высыхание обмазки и приводит к частичному отеканию второго слоя (партия 15). Термообработка поверхности фурмы после нанесения второго слоя обмазки при температуре 300°С в течение 30 мин приводит к его растрескиванию (партия 18). Термообработка поверхности фурмы после нанесения второго слоя обмазки при температуре 180°С в течение 15 мин не обеспечивает высыхание обмазки и приводит к частичному отеканию второго слоя (партия 19), аналогично партии 15. В остальных случаях (партии 2, 3, 6, 7, 10, 12, 13, 16, 17, 20) обеспечивается хорошее качество поверхностного слоя, что приводит к наибольшей стойкости фурм по прогару и наименьшим тепловым потерям через их поверхность.
Удаление с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части окисленного слоя механическим путем, нанесение первого слоя обмазки толщиной не более 0,3 мм, нагрев обмазанной поверхности до температуры 150-200°С, выдержка ее при этой температуре не менее 30 мин, нанесение второго слоя обмазки толщиной 0,5-1,0 мм, нагрев обмазанной поверхности до температуры 150-200°С, выдержка ее при этой температуре не менее 30 мин и установка фурмы в печи не ранее, чем через сутки после нанесения обмазки обеспечивают повышение стойкости воздушных фурм по прогару и снижение тепловых потерь через их поверхность.
Кроме того, указанные мероприятия обеспечивают не только повышение стойкости воздушных фурм по прогару и снижение тепловых потерь через их поверхность, но и повышение стойкости воздушных фурм по износу.