Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА II. Методика исследований 2
ГЛАВА III. Экспериментальная часть. изучение свойств элементов кладок тепловых агрегатов в условиях, близких к эксплуатационным 33
3.1. Определение шлаке-устойчивости жароупорных изделий различного состава, растворов к различным реагентам плавок 53
3.2. Исследование упруго-мехавтеских свойств ка-роупорных изделий различного состава
3.3. Изучение влияния применяемых растворов и защитных обмазок в элементах кладок на их свойства 51
3.4. Определение абразиве-устойчивости жароупорных изделий различного состава 63
3.5. Исследование упруго-механических свойств строительных изделий, пропитанных шдно-нлкелевым штейном. 61
3.6. Влияние состава торкрет-масс на эксплуатационные свойства покрытия О
3.7. Изучение раслределешш тегшератур в жароупорных изделиях при стационарном и нестационарном режимах работы тепловых агрегатов /і
Выводы
ГЛАВА ІV. Увеличение стойкости футеровок вращающихся ежей 87
4.1. Особенности условий службы футеровки в вельц-печах 87
4.2. Влияние конструктивных особенностей вельц-печей на стойкость футеровки 90
4.3. Разработка усовершенствованных схем строительных жароупорных кладок
4.3.1. Конструкция однослойной футеровки 94
4.3.2. Комбинированные кладки на основе плавленных материалов -96
4.3.3. Шлицевая кладка для реакционной зоны футеровки вращающихся печей
Выводе 112.
ГЛАВА V. Повышение стойкости футеровок конвертеров
5.1. Изучение механизма разрушения яароупорных строительных конструкций 11^
5.2. Разработка технологии яароупорных изделий для фурменной зоны конвертеров 117
5.2.1. Фурменные блоки 117
5.2.2. Периклазохромитовые плавленные изделия 123
5.3. Разработка рациональных конструкций кладки конвертеров на основе высокостойких жароупорных материалов ... 12.9
5.3.1. Испытание схемы кладки "шахматка" 129
5,3.2, Разработка мероприятий по защите футеров ки от первичного удара, 150
вывода 155
Глава VІ. Жароупорные защише покрытия и тоисрет-масш 136
6.1. Оптимизация состава набивных масс для конвертеров 136
6.2. Разработка технологии аароупорных торкрзт-дасс различного состава
6.3. Обработка аароупорных изделий 149
Вывода 152,
Заключение 155
Список'литературы
- Исследование упруго-мехавтеских свойств ка-роупорных изделий различного состава
- Влияние конструктивных особенностей вельц-печей на стойкость футеровки
- Разработка технологии яароупорных изделий для фурменной зоны конвертеров
- Разработка технологии аароупорных торкрзт-дасс различного состава
Введение к работе
Актуальность работы. Ваннейшей инженерно-экономической задачей при разработке и конструировании соорукений является обеспечение их надежной работы в течение всего периода эксплуатации и увеличения стойкости футеровок. В настоящее время вопросу повышения надежности и долговечности конструкций стали уделять особое внимание. Оценка качества сооружений по степени их надежности выражает экономическую целесообразность, позволяет производить различные технологические операции по созданию оптимального вида конструкционных материалов с наперед заданными свойствами, про- . гнозировать сроки эксплуатации отдельных конструктивных элементов, обоснованно планировать капитальные и текущие ремонты, определять места, требующие усиления.
Из многочисленных видов сооружений, применяемых в промышленном строительстве, минимальным сроком эксплуатации обладают тепловые агрегаты, и в частности огнеупорная кладка. Продолжительность ее срока эксплуатации колеблется от 0,5 - I месяца (медио-никелевые конвертера) до нескольких леи Основными воздействующими.факторами являются высокие температуры и агрессивность окружающей среды,
По настоящего времени процесс разрушения футеровки в тепловых агрегатах (и преимущественно в металлургических) отождествлялся лишь с химическим разрушением огнеупоров от взаимодействия с перерабатываемым продуктом.
Однако статистические данные свидетельствуют, что использование одного и того же вида огнеупоров в идентичных технологических операциях сопровождается различным эффектом в стойкости. Так, согласно результатов исследований Н В.Ильиной, В.И.Шубина и др. .стойкость одного и того яе вида огнеупоров в зоне спекания
цементных вращающихся печей может колебаться от 20 до 800 суток. Практика эксплуатации печей цветной металлургии также указывает на отклонение в стойкости футеровок на одних и тех же заводах на 200-400 %• При этом анализ аварийных ситуаций свидетельствует, что в большинстве случаев определяющим фактором является механическое разрушение.
Применение известных методов определения механического состояния каменных кладок, разработанных для условий эксплуатации в гражданском и промышленном строительстве для оценки прочности, надежности и долговечности огнеупорных кладок тепловых агрегатов не дало положительных результатов. Такие дополнительные факторы воздействия;как химическая агрессия перерабатываемого продукта, и наличие высоких температур создают весьма отличительные условия эксплуатации и требуют специфического подхода в научных исследованиях.
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года определены конкретные плановые задания, в которых предусмотрено в цветной металлургии опережающими темпами раввивать алюминиевую промышленность, увеличить в 2,5 - 3 раза применение процесса плавки в жидкой ванне, обеспечить производство 35 % меди,, свинца и никеля с использованием ресурсосберегающих автогенных процессов. Разработка и внедрение новых прогрессивных методов получения металлов и интенсификация применяемых ныне процессов производства требуют от ученых и специалистов усилить внимание к вопросам повышения стойкости огнеупорных изделий в металлургических агрегатах, расширить область проводимых исследований. Подобные исследования имеют весьма важное значение и в других областях народного хозяйства, связанных с эксплуатацией тепловых агрегатов: в промышленности строительных материалов, энергетике и т.п.
Цель работы» Пля решения проблемы повышения эффективности огнеупорной футеровки в тепловых агрегатах, их надежности и долговечности необходимо:
- разработать достоверные методы оценки стойкости жароупорных изделшгхимической агрессии перерабатываемого продукта в условиях воздействия высоких температур;
- исследовать упруго-механические свойства каменных кладок, представив их в виде составляющих из двух разнородных материалов: связующего раствора и жароупорного камня;
- изучить термомеханические факторы воздействия и их влияние на надежность и долговечность футеровок, влияние конструктивного решения огнеупорной кладки на ее стойкость;
- разработать новые составы защитных покрытий, жароупорных изделий,, торкрет-масс, а также принципиально новые конструктивные решения каменных кладок, существенно повышающие сроки безаварийной эксплуатации агрегатов в цветной металлургии.
Научная новизна» Разработаны методы оценки прочности, надежности и долговечности футеровок тепловых агрегатов. Показано, что в агрегатах периодического действия механическая прочность является основным критерием, определяющим такое качество огнеупорной футеровки, как надежность и долговечность. Химическая агрессия перерабатываемого продукта и температура окружающей среды также играют существенную роль в стойкости футеровки. Предложен принципиально новый метод оценки шлакоустойчивости огнеупорных изделий, который позволяет с достаточной для практических задач точностью прогнозировать время эксплуатации огнеупорной кладки, находящейся в условиях химического воздействия агрессивного реагента. математическая интерпретация термо-напряженного состояния футеровки, учитывающая конструктивные особенности агрегатов, позволила предложить новые конструктивные решения, существенно повышающие надежность и долговечность печей цветной металлургии.
Разработаны методы и критерии оценки качества защитных покрытий и торкрет-масс, что способствовало получению их новых разновидностей, эффективность использования которых в агрегатах цветной металлургии значительно выше известных.
Создана физическая модель многослойной футеровки, позволяющая изучать стационарное и нестационарное распределение температуры в кладке.
Практическая ценность.
- Разработаны технологии изготовления фурменных блоков на основе спеченного и плавленного периклазохромита, при реализации которых экономический эффект составил 500 тыс«руб./год.
- Предложена технология получения хромитопериклазовых плавленых порошков для изготовления термостойких периклазохромитовых изделий с высокой химической стойкостью и на их основе разработаны эффективные конструкции Атутеровок тепловых агрегатов.
- Создана новая конструкция огнеупорной кладки, в которой чередуются изделия на основе жаростойких изделий с различными упруго-механическими свойствами.
- Для фурменного пояса конвертеров предложен способ защиты от термоударов, существенно повышающий надежность теплового агрегата.
Внедрение этого способа заш иппь(. позволило получить эффект 192 тыс .руб./г од.
- Разработан ряд усовершенствованных схем кладок для вращающихся печей, таких,как шлицевая кладка, однослойная футеровка, кладка с чередованием зон плавленых и спеченных огнеупоров, изде лий, пропитанных каменноугольным пеком. Внедрение вышеприведенных конструкций кладок позволило получить экономический эффект
порядка 960 тыс.руб./год.
- Предложены новые составы торкрет-покрытий, защитных обмазок с использованием высокотемпературного клея, термосмесей, оксида кремния, обеспечивающие высокую адгезию шлака с футеровкой. Экономический эффект составил 63 тыс.руб./год.
- Разработаны и внедрены способы пропитки жаропрочных изделий различными компонентами / АХФС, медно-никелевым штейном /. Экономический эффект составил 18 тыс.руб./год.
Реализация в промышленности. Результаты работы испытаны и внедрены на конвертерах Уфалейского никелевого комбината,_ Киров-градском, Каргбашском, Красноуральском медеплавильных комбинатах Алавердинском горно-металлургическом комбинате, комбинате
"Печенганикель", Лениногорском полиметаллическом комбинате, Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате, Челябинском электроцинковом заводе и др. заводах (см-приложение).
Исследование упруго-мехавтеских свойств ка-роупорных изделий различного состава
Анализ литературных источников ПОЗЕОЛИЛ сформулировать цель и общие задачи исследований.
Надежность тепловых агрегатов тесно связана с понятием их долговечности. Долговечность - это свойство конструкции, обеспечивающее ее действительную эффективность при заданных-условиях эксплуатации. Мерой долговечности является время работы агрегата от начала эксплуатации до выхода из строя. Продление сроков эксплуатации - одна из основных инженерно-экономических задач, решение ее невозможно без учета всех (механических, физических и химических) факторов воздействия. По настоящего времени качество огнеупорной футеровки оценивали лишь по способности огнеупорных изделий сопротивляться химической агрессии окружающей среды и перерабатываемого продукта. В большинстве случаев стойкость футеровки отождествлялась со шлакоустойчивостью огнеупоров, в результате чего и была разработана технология изготовления химически устойчивого огнеуиора из плавленых материалов. Одним из существенных недостатков этого вида огнеупорных изделий является их недостаточная термическая стойкость, что соответственно ограничивает их применение в агрегатах цветной металлургии. При разработке оптимального состава и структуры огнеупоров как из плавленых, так и спеченных материалов опираются на результаты лабораторных испытаний на шлакоустойчивость. Известные методы оценки этого качества огнеупоров не позволяют прогнозировать сроки эксплуатации изделий, что в свою очередь затрудняет осуществление правильного подбора.
Футеровка, как неотъемлемая конструктивная составляющая тепловых агрегатов, часто воспринимает существенные механические нагрузки. В сочетании с большими внутренними напряжениями, которые, обусловливаются наличием градиента температур, создаются условия для механического разрушения футеровки. Для обеспечения футеровки необходимой строительной прочностью необходимо иметь представление о величине механических усилий, воспринимаемых огнеупорной кладкой. Для получения этой информации следует производить соответствующий расчет.
Различные защитные покрытия и торкрет-тмассы способны существенно предохранять футеровку тепловых агрегатов от химической агрессии окружающей среды. Однако, как показала практика, эффективность использования защитных покрытий и торкрет-масс,в каждом конкретном случае строго индивидуальна. Распространение области применения известных составов из черной металлургии, энергетики и промышленности строительных материалов на агрегаты цветной металлургии, как правило, успеха не имело. Подбору оптимального состава и свойств защитных покрытий и торкрет-масс должны предшествовать исследования, выявляющие основные факторы воздействия на футеровку в конкретных условиях эксплуатации,- что соответственно позволит сформулировать требования к их качеству.
Механические свойства огнеупорных материалов при обычной (комнатной) температуре определяли согласно ГОСТ 8462-75 "Материалы стеновые и облицовочные. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе".
Для оценки механических свойств огнеупорных материалов при высоких температурах использовался прибор, позволяющий при температурах от 20 до 1200С определять модуль упругости, коэффициент Пуассона, предел прочности при сжатии. Принципиальная схема установки показана на рис.1. Исследуемый образец I устанавливается в камере нагревания 2 на шэршень из жароупорной стали 3, .опирающийся на соответствующую плиту 4. Огнеупорный кирпич 5 препятствует отводу тепла через стенки прибора. Аналогичную функцию выполняет асботкань 6, которая равномерно передает усилия на поверхность огнеупорного кирпича, предохраняя его от возможных концентраторов напряжений, связанных с неровностью поверхности кирпича. Индикаторы 7 для определения деформаций испытываемого огнеупорного образца вмонтированы в массивную металлическую подставку 8. Чтобы исключить влияние деформаций поршня, плиты, изоляции и корпуса печи на результаты измерений» деформация образца измерялась по разности показаний левого и правого индикаторов. Идя этого индикаторы связываются с поверхностью поршня высокоглиноземистыми трубками 9 таким образом, что-с одной стороны они касаются поверхности поршня, а с другой - поверхности образца.
Коэффициент Пуассона определяется боковыми индикаторами 7, Для создания в образце необходимого напряжения прибор устанавливается под пресс. Давление фиксируется по показанию манометра.
Влияние конструктивных особенностей вельц-печей на стойкость футеровки
Среди тепловых агрегатов наибольшее распространение как в цветной и черной металлургии, так и в промышленности строительных материалов и других областях народного хозяйства получили вращающиеся печи. Последовательные и планомерные исследования в области огнеупорной футеровки во вращающихся печах осуществляются лишь применительно к цементной промышленности. Различные зависимости стойкости футеровок от условий эксплуатации и конструктивных особенностей печей в этой отрасли освещены в работах Ї136-138 J . При использовании конструкции вращающихся печей для других отраслей широко используется опыт, приобретенный в промышленности строительных материалов. В_настоящее время в технической литературе появились Фундаментальные исследования }75J , целью которых явилось построение обобщенной модели футеровок вращающихся печей независимо от их отраслевого назначения. Изложенные в работе представления дают вполне исчерпывающую информацию о причинах, приводящих к быстрому разрушению кладки. Однако эффективность практических предложений, касающихся реализации этих разработок,может быть в достаточной степени только в том случае, когда они корректируются применительно к конкретному промышленному объекту. футеровка вращающихся печей, предназначенных для вельцевания кеков и шлаков свинцово-цинкового производства,отличается весьма низкой стойкостью. Небольшое количество публикаций, касающихся этого вопроса, а также изложенная в них информация, не дают полностью представления о. причинах быстрого износа кладки в вельц-печах. Вследствие чего возникла необходимость постановки специ альных исследований,
В работе [l39] показано, что на хромомагнезитовий огнеупор в условиях его службы в вельц-печах непрерывно действует жидкий железо- и кальцийсодержащий расплав. При этом основной причиной относительно малой стойкости и непродолжительности службы хромо-магнезитового огнеупора в кладке вельц-печей по производству оксида цинка, по мнению авторов_,_является воздействие кислого желе-зосиликатного расплава на гагашель орстеритовую связку огнеупора. Величина реакционной зоны достигает (2-3) 10" м. В работе также отмечалось, что химическое взаимодействие огнеупора с перерабатываемым продуктом "ограничивается лишь областью распространения реакционной зоны.
Исследования Адильбаева М.К. [140] показали перспективу применения прочных высокоплотных периклазошпинелидных огнеупоров и периклазохромитовых изделий из плавленых материалов. Износ плотных периклазошпинелидных огнеупоров в футеровке вельц-печей в 1,5 - 1,7 раза меньше, чем у хромомагнезитових. При исследовании шлакоустойчивости огнеупорных изделий применительно к условиям эксплуатации в вельц-печах подобные выводы сделаны и в работе [75] , однако статистические данные по стойкости футеровки в промышленных печах не подтверлодают явного преимущества периклазохромитовых изделий. В случае применения периклазохромитовых изделий из плавленых материалов резко увеличивается вероятность разрушения кладки за счет сколов.
Анализ причин неэффективности работы футеровок вращающихся печей большого диаметра, которые используются для процесса вель-цевания на Лениногорском полиметаллическом комбинате, Усть-Каменогорском СЕИНЦОБО-ЦИНКОВОМ комбинате, Челябинском электроцинковом заводе показал, что основными причинами малой стойкости являются: - неэффективное проведение текущих ремонтов небольшими локальными участками (5 - 10 м); - разрушение рабочего оката футеровки ввиду его малой толщины (230 м) и как следствие малая клинчатость; - истирание теплоизоляционного шамотного подслоя за счет их проворачивания по отношению одного к другому и корпусу печи из-за большой массы кладки; - повышенны!! абразивный износ рабочего слоя футеровки ввиду большого объема перерабатываемой шихты, коксика (50 % ) абразивных частиц в шихте наличие наростообразования; - повышенное содержание окислов нелеза и крешия; - низкие физико-механические свойства традиционно применяемых огнеупоров типа магнезитохромитовых (МХЦ); - большое количество остановок печей по техническим причинам и аварийным простоям котлов-утилизаторов (по 24 в сутки).
Проворачивание слоев футеровки приводило к раскрашиванию и разрушению подслоя из шамота, выпадению огнеупоров из рабочего слоя, износ которых до выпадения составляет лишь 50 +- 60 мм из 230 ш изделия.
Вследствие вышеперечисленных причин среднесуточный износ футеро-вок составляет от 3 4- 10 мм в сутки, стойкость футеровок составляет 30 60 суток.
При разработке предложений по увеличению стойкости футеровок особое внимание уделялось повышению конструкционной прочности и увеличению химической устойчивости футеровки. Было предложено проводить ремонты огнеупорной футеровки вельц-печей с полной заменой реакционной зоны, исключив частичный ремонт.
Разработка технологии яароупорных изделий для фурменной зоны конвертеров
Быстрому разрушению кладки в фурменном поясе печи, как указывалось выше, способствует высокая температура, наличие большого количества швов, термоудары, коррозионный износ.
С целью уменьшения влияния данных факторов была разработана технология изготовления периклазохромитовых фурменных блоков, фурменные блоки представляют собой параллелепипед размером 225x225x230 и 300x225-230 мм с одним (МЩ-23, ПХКЦ,-24) или двумя отверстиями под фурменные трубки. Расстояние между центрами отверстий в блоках ПХЩ-25 и ПХКЦ-26 составляет 152 шл. В зависимости от наружного диаметра фурменных трубок блоки изготовляют с отверстиями диам. 51 и 62 мм (рис. 26). Вещественный и зерновой составы массы для изготовления фурменных блоков соответствуют технологической инструкции (ТУ 200-0-45-82) на вы-сокообожженные периклазохромитовые с тонкомолотой хромитопєрикла-зовой составляющей в шихте.
Технология производства блоков предусматривает приготовление периклазохромитовой шихты, прессование изделий под давлением 100 МПа, сушку при 150С и обжиге в туннельной печи при 1800-1850С. Высокотемпературный обжиг изделий и сравнительно большое усилие прессования способствует более полному спеканию тонкомолотой части шихты и ускоряет процесс шпинелеобразования, что приводит к формированию более плотного прочного и устойчивого сростка (рис. 25 Свойства фурменных блоков приведены в табл. 14. По физическим свойствам фурменные блоки превосходят свойства традиционно применяемых огнеупоров. При футеровке фурменного пояса (рис. 7 ) блоками количество швов сокращается в 4 раза. С применением фурменных блоков необходимо разогревать в течение 48-50 ч до Ю00-1100С (скорость подъема температуры 15-30С/ч). Для нормальной работы фурменного пояса необходимо более частое фурмова-ние, так как значительное зарастание фурменной трубки может привести при фурмовании к выбиванию целого блока.
Зоны отличаются по цвету, плотности и трещиновато с ти. Более развитая трещиноватость наблюдается в районах фурменных отверстий.
Химическими и петрографическими методами анализа изучались фазовый состав и структура огнеупора после службы. Наблюдения за огнеупорной кладкой конвертеров ряда предприятий показали, что фурменный пояс из периклазохромитовых блоков подвержен меньшему скалыванию и эрозионному износу. Особенностью службы опытных изделий в конвертерах было снижение степени перерождения основных огнеупорных фаз.
Химико-минералогическое изучение фурменных блоков после службы показало, что изменение их структуры ввиду малой пористости фурменной зоны в ОСНОЕНОМ происходило в небольшой по толщине рабочей зоне вследствие проникновения меди и ее соединений по порам в переходную зону.
Большое влияние на стойкость фурменных блоков оказывает разогрев футеровки конвертеров, так как блоки имеют большую массу (38-40 кг) и более плотную, структуру, чем остальная футеровка, что может вызвать возникновение разрушающих напряжений, если температурив! градиент будет велик. Поэтому футеровку конвертера с использованием фурменных блоков необходимо разогревать в течение 48-72 часов.
Таким образом, замена периклазохромитовых огнеупоров в футеровке фурменного пояса фурменными блоками позволила уменьшить количество швов, способствующих проникновению расплава, увеличить строительную прочность, уменьшить сколы, тем самым ПОЕЫСИТЬ коррозионную и эрозионную стойкость кладки, что привело к повышению стойкости футеровки горизонтальных конвертеров медеплавильного и никелевого производств на 10-45 % и дало экономический эффект по предприятиям цветной металлургии 568,8 тыс .руб. в год.
В надфурменной и подфурменной зонах конвертера. наблюдается сильный эрозионный и коррозионный износ за счет барботана расплава, термического напряжения, агрессивности шлакочптейнового рас-, плава.
В экспериментальной части диссертации показано, что наибольшей стойкостью к таким условиям службы обладают огнеупорные материалы, чистые по своему химическому составу (содержание 51.0 и СаО в которых не превышает 1,5 2,0 и 0,9 - 1,3 % соответственно). На основе плавленого материала периклазохромитового состава показано также, что с увеличением в составе огнеупора С Оз повыша- -ется термостойкость изделий.
Испытаниям в экспериментальной части подвергали плавленые огнеупоры периклазохромитового состава, имеющие следующие составы: периклазохромит фракции 3-І мм и 1-0 мм (56 - 64 % ) и тонкомолотый хромитопериклаз фракции мельче 0,063 мм (36 - 40 % ) (ТУ I4-8-368-8I).
Для повышения термостойкости изделий было предложено периклазохромит фракций 3-І мм заменять порошком хромитовой руды фракции 3-І мгл (10 - 15 % ). Изделия, полученные по данной технологии, имели термостойкость на IJ2 _теплосмены (1300С - вода) выше, однако введение в шихту хромитовой руды увеличивает содержание силикатов в огнеупорах в недопустимых размерах, что сникает их температуру начала деформации, шлак устойчивость и соответственно стойкость в шлаковых зонах металлургических печек.
Таким образом, хромитовая руда несколько повышает термостойкость изделий, но загрязняет их силикатами. Было предложено заменить хромитовую руду плавленым хромитопериклазом, что повышает шлакоустойчивость и плотность периклазохромитовых огнеупоров и позволяет использовать хромитовую руду с содержанием SlO до 6-8 % (при этом содержание Si02 в изделиях не превышало 2,5 % ). Однако при плавке на блок хромитопериклаза возникла проблема высокого содержания феррохрома, восстановленного углеродом электродов, наличие которого в изделиях при высокотемпературном обжиге (1800-1830С) ведет к браку, ввиду нарушения геометрических размеров., пониженной огнеупорности материала.
С целью исключения образования феррохрома в хромитопериклазе-были проведены исследования, которые показали, что в среде углекислого газа восстановление хромитовой руды до металлического феррохрома практически не происходит.
Разработка технологии аароупорных торкрзт-дасс различного состава
Суть данной конструцции заключается в чередовании огнеупорных камней с различными упруго-механическими свойствами,связанных между собой раствором или просыпкой мертеля, Огнеупорный камень с высокими упруго-механическими свойствами воспринимает на себя основные внутренние усилия, развивающиеся в футеровке, а снижение термонапряженного состояния осуществляется за счет деформативн ной способности сопрягающегося камня с меньшим показателем упругости. Частичное снижение температурной деформации также происходит за счет раствора.
Разработанная нами конструкция футеровки "шахматка" 150-152 может широко применяться в тепловых.агрегатах, используемых в различных областях народного хозяйства.
Яанная схема кладки футеровки была испытана на 40-тонных конвертерах Кировградского, Красноуральского, Карабашского медеплавильных комбинатов и Уфалейскбм-никелевом комбинате. Благодаря использованию схемы "шахмзтка" в надфурменной зоне (7-Ю рядов), скорость износа в надфурменной зоне конвертеров уменьшалась вдвоб, удалось повысить стойкость футеровки на 35-75 (Таблица 1).
Таким образом, стойкость футеровки конвертеров с применением комбинированной кладки "шахматка" выше стойкости футеровок с использованием только плавленых или спеченных огнеупорных изделий одного состава от 35 до 75 %.
При схеме "шахматка" снижается стоимость футеровки за счет меньшего расхода дорогостоящих огнеупоров ІШІ (380 руб/т).
Внедрение на всех квнвертерах комбинированных футеровок позволило получить за счет экономии на ремонтах экономический эффект порядка 215,1 тыс.руб. (табл. ZZ). Комбинированная схема "шахматка" экспонировалась на ВЕНХ СССР и отмечена серебряной и бронзовой медалью.
Яанная кладка может быть применена в различных агрегатах цветной металлургии, таких, как вращающиеся печи, электропечи и т.д.
Применение фурменных блоков сравнительно большой массы (28-40 кг) в фурменном поясе конвертеров требует проведения разогрева во время пуска агрегата в эксплуатацию порядка 48-1-72 часов, что не всегда возможно в промышленных условиях, особенно в никелевой подотрасли.
Это вызывает повышенный износ блоков путем скола. При быстром разогреве футеровки огнеупор можно защитить огнеупорной обмазкой, которая позволит снизить скорость разогрева основных элементов футеровки и тем самым увеличить их стойкость. По результатам эксперимента (глава 3) видно, что чем толще защитная обмазка, защищающая огнеупорное изделие, тем количественно меньше напряжение, возникающее в процессе одностороннего нагрева.
Исходя из этих граничных условий, была разработана конструкция футеровки фурменного пояса. Конструкция предусматривала выдвижение надфурменного и подфурменного рядов на 60 мм по всей длине фурменного пояса или его центральной части за счет замены стандартного кирпича размером 460x150x75 мм на стандартный кирпич размером 520x150x75 мм. Выдвижение данных изделий образует полость, которая заполняется высокоогнеупорной набивной массой (рис.28).
Бысокоогнеупорная набивная масса защищает фурменные блоки от термоудара при пуске конвертера и одновременно препятствует проникновению расплава в пюы кладки фурменных блоков, значительно снижая напряжения последних. При разогреве футеровки до стационарного режима происходит "рост" фурменных блоков и швы менду ними уплотняются.
Вышеприведенная схема футеровки фурменного пояса была испытана и внедрена на Медногорском медно-серном комбинате в конвертерах емкостью 80 т, увеличив стойкость футеровок в 1,5 раза.с получением экономического эффекта 31 тыс .руб., на Кировградском медеплавильном комбинате емкость 40 т с получением экономического эффекта 48 тыс .руб., на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате на конвертерах емкостью 12 т с получением экономического эффекта 51 тыс .руб. при увеличении стойкости футеровки в 1,3 - 1#4 раза. Таким образом, общий экономический эййект по применению данной конструкции "составил 192 тыс .руб. (табл. 23)
