ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Конкуренция на рынке сбыта чёрных металлов предъявляет повышенные требования к качеству производимой металлопродукции. При этом основным направлением развития технологии сталеплавильного производства является усовершенствование и расширение процессов внепечной обработки стали.

В кислородно-конвертерном цехе была введена в строй двухпозиционная установка печь-ковш (УПК) фирмы «Фукс Системтехник», содержащая две подвижные водоохлаждаемые крышки, контактирующие с обечайкой стальковша; два трайбаппарата; механизированную систему подачи шлакообразующих и ферросплавов, отбора проб и замера температуры; два манипулятора для управления верхней аргонной фурмой; один стенд для наращивания электродов. Мощность трансформатора - 60 МВ ЧА, диаметр электродов составляет 457 мм, диаметр распада электродов - 800 мм.

С пуском агрегата печь-ковш ужесточились требования к футеровке сталеразливочных ковшей по металло- и шлакоустойчивости, теплопотерям через футеровку и температуру футеровки ковша перед приёмом плавки. Сталеразливочные ковши кислородно-конвертерного цеха имеют вместимость 385 т. Условия службы футеровок стальковшей характеризуются следующими параметрами:

-средняя температура металла на выпуске из конвертера - 1667°С;
содержаниеFeOв шлаке - 20,6 %;

-содержаниеMgOв шлаке - 9-12 %;

-основность шлака - 3,5;

-время пребывания металла в ковше - 163 мин, в том числе на УПК - 40…45 мин;

-оборот ковша между плавками - 275 мин.

Известно, что наиболее высокими эксплуатационными свойствами обладают ковшевые огнеупоры периклазоуглеродистого состава, которые успешно используют в футеровках стальковшей, эксплуатируемых на УПК.

С целью отработки схемы футеровки, отличающейся надёжностью в эксплуатации на УПК, были проведены испытания периклазоуглеродистых огнеупоров в футеровке стен, шлакового пояса, изготовленных различными заводами (таб. 1).

Таблица 1

Результаты испытаний периклазоуглеродистых ковшевых огнеупоров

Испытания показали, что средняя стойкость опытных футеровок с одним горячим ремонтом днища и шлакового пояса составила от 45,7 до 47,1 плавок. При этом основной причиной вывода футеровок из строя явился износ огнеупоров в шлаковом поясе, днище и сталевыпускных гнездах стальковша.

Усиление футеровки днища до 300 мм путём замены огнеупоров марки П-1 на огнеупоры марки ПУКС-10 не привело к повышению стойкости днищ из-за опережающего износа высокоглинозёмистых гнездовых изделий и последующего нарушения целостности футеровок при кантовке ковша.

Недостатком периклазоуглеродистых футеровок явилось более быстрое падение температуры жидкого металла в ковше по сравнению с другими типами футеровок. Так, падение температуры стали составило:

-на муллитокремнеземистых футеровках - 0,94 °С/мин;

-на периклазохромистых - 1,05 °С/мин;

-на периклазоуглеродистых футеровках - 1,09 °С/мин.

Для повышения надёжности и стойкости футеровки ковшей, снижения тепловых потерь была предложена и реализована следующая схема футеровки. Теплоизоляционный слой на кожухе ковша из муллитокремнезёмистого картона марки МКРКГ-450 выполнен толщиной 10-15 мм. Арматурный слой из огнеупоров марки ШК-10 выполнен толщиной 120 мм. Рабочая футеровка стен выполнена из периклазоуглеродистых спечённых огнеупоров по кольцевой или винтовой схеме кладки в зависимости от типоразмеров кирпича; шлаковый пояс - из периклазоуглеродистых плавленых огнеупоров; рабочий ряд днища толщиной 300 мм - из шпинельно-периклазоуглеродистого кирпича марки ШПУП или ШПУС-2; верхние гнездовые изделия - из плавленого периклазохромита марок ПХП-217 и ПХП-218. Для обработки стали аргоном в днище ковша установили два продувочных блока, изготовленных фирмой «Майертон», маркиHAS-25B.Нижнюю часть стен дополнительно защитили кладкой 3-х колец футеровки, так как эта зона подвергается сильному эрозионному износу при сливе плавок из конвертера в ковш и донной продувке стали аргоном. Влияние теплоизоляционного слоя на изменение температуры стали в ковше оценивали статистической обработкой данных по плавкам, разлитым из ковшей без теплоизоляционного и с теплоизоляционным слоем. Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2

Анализ падения температур ( t) на стальковшах с теплоизоляцией и без теплоизоляции

Кроме того, с целью снижения затрат и стабильного обеспечения конвертерного цеха ковшевыми изделиями ввели в строй цех магнезиально-доломитовых огнеупоров. Данные по стойкости футеровок, выполненных из огнеупоров собственного производства и привозных огнеупоров по предложенной схеме с использованием измененных типоразмеров кирпича, представлены в таблице 3.

Таблица 3

Стойкость периклазоуглеродистых футеровок стальковшей с усовершенствованной схемой кладки

Все виды футеровок выполняли с использованием гнездовых изделий марки ПХП. Кладку вели на высокоглинозёмистом мертеле.

Средняя стойкость по 30 ковшам из огнеупоров собственного производства составила 66,7 плавок, по 20 ковшам с футеровкой ПУКС-7 (АО СОЗ) - 64,1 плавок, по 17 ковшам с футеровкой ПУГС-94 (АО «Динур») - 66,9 плавок с заменой футеровки шлакового пояса и днища.

Максимальная стойкость футеровки (90 плавок) достигнута на огнеупорах собственного производства и огнеупорах АО «Динур» с двумя горячими ремонтами днища и шлакового пояса футеровки по ходу кампании ковша.

Важной технологической операцией в УПК является продувка металла в сталеразливочном ковше аргоном через донные продувочные блоки.

В связи с отсутствием на рынке продувочных блоков отечественного производства для донной продувки стали использовали преимущественно продувочные блоки фирмы «Майертон» китайского производства.

Использовали блоки с 6 продувочными щелями, применяли 8-щелевые блоки, ширина продувочной щели составила 0,2-0,3 мм. Результаты испытаний указанных продувочных блоков приведены в таблице 4.

Таблица 4

Результаты донной продувки стали через 6-щелевые (2000 г.) и 8-щелевые (2001 г.) продувочные блоки

Лучшие результаты по донной продувке получены при использовании 8-щелевых продувочных блоков. Среднее время продувки на блоках данного типа составило692мин, максимальное -1230 мин.

С целью повышения работоспособности продувочных устройств заказаны для испытаний продувочные блоки, содержащие 32 радиально расположенные продувочные щели. Все линии подачи аргона оборудовали быстросъёмными соединениями. Установили приборы по контролю давления и расхода аргона, организовали обработку продувочных блоков противотоком кислорода и азота для контроля чистоты щелей природным газом.

В результате работы разработана надёжная схема футеровки 385-тонных сталеразливочных ковшей из периклазоуглеродистых огнеупоров для агрегата печь-ковш.

Средняя стойкость указанных футеровок с одним горячим ремонтом футеровки шлакового пояса и днища составила 66,7 плавок, достигнута максимальная стойкость футеровок с двумя горячими ремонтами - 90 плавок. Годовой экономический эффект составил более 4 млн. руб.